RU2737283C1 - Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации - Google Patents
Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737283C1 RU2737283C1 RU2020109255A RU2020109255A RU2737283C1 RU 2737283 C1 RU2737283 C1 RU 2737283C1 RU 2020109255 A RU2020109255 A RU 2020109255A RU 2020109255 A RU2020109255 A RU 2020109255A RU 2737283 C1 RU2737283 C1 RU 2737283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- vehicle
- power plant
- auxiliary power
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
- F02D41/065—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
- F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
- F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области эксплуатации транспортных средств военного назначения для подготовки двигателя сгорания вспомогательной энергетической установки (ВЭУ) транспортного средства к пуску в условиях низких температур окружающего воздуха. Технический результат заключается в повышении увеличения ресурса и расширении функциональных возможностей транспортного средства. Техническое решение заключается в комплексе технологических приемов – разогрев моторного масла двигателя ВЭУ электрическим нагревательным устройством, размещенным в картере двигателя, разогрев охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя ВЭУ электрическим нагревательным устройством, размещенным в патрубке, подводящем охлаждающую жидкость к водяному насосу двигателя, электрическими нагревательными устройствами для подогрева воздуха для сгорания и топлива, размещенными в двигателе, работающими от аккумуляторной батареи транспортного средства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к осуществлению подготовки двигателя сгорания вспомогательной энергетической установки (ВЭУ) транспортного средства к пуску и может быть использовано при эксплуатации транспортного средства в условиях низких температур окружающего воздуха.
Область применения предлагаемого способа подготовки двигателя ВЭУ к пуску – эксплуатация транспортного средства преимущественно военного назначения, оснащенного вспомогательной энергетической установкой, при температуре окружающего воздуха преимущественно ниже +5°С (далее – низких температур) [1].
Техническим результатом применения «Способа работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации» является увеличение ресурса боевой машины, увеличение межремонтного периода, расширение функциональных возможностей транспортного средства, повышение боеготовности боевой машины.
Детали транспортных средств, эксплуатация которых осуществляется в условиях низких температур, подвергаются значительным нагрузкам и износу из-за резких изменений распределения сил трения. Пуск двигателя без должной подготовки имеет существенные последствия – это воздействие в 3-4 раза больших сил трения по сравнению с запуском при положительных температурах, и, как следствие, вероятный выход из строя пусковых устройств, проворачивание вкладышей коленчатого вала, повышенный износ деталей и т.д. [2]. Подготовка двигателя к пуску в условиях низких температур – тема известная, тем не менее, технологические приемы, отличительные особенности могут быть таковыми [3], [4], стать полезными для увеличения ресурса двигателя, снижения расхода топлива, повышения надежности транспортного средства, особенно важными для боевой машины.
Первым приближением к решению задачи по пуску двигателя сгорания в условиях низкой температуры окружающего воздуха можно считать патент [5], техническим решением которого является предварительный нагрев топливовоздушной смеси. Это решение снимает только часть проблемы, используя запитываемую от аккумулятора вставку нагрева топливовоздушной смеси для облегчения воспламенения топлива. При этом с использованием нагрева смеси производится принудительный пуск холодного двигателя со всеми присущими отрицательными пунктами – проворачивание холодного коленчатого и распределительного вала, отсутствие необходимого количества смазки трущихся узлов и деталей.
Развитие темы пуска дизеля рассмотрено в статье [4]. Подробно рассмотрены негативные последствия холодного пуска, включая экологические. Предложено осуществлять нагрев двигателя паром, горячим воздухом, горячей водой, электро~ и газонагревателями. В реальных условиях вне стационарного размещения транспортного средства затруднительно сохранить тепло, защитить двигатель и картер какими бы то ни было чехлами, утеплителями, практически исключено использование водогрейной установки, а также источника электрического напряжения 220 V для подключения погружного трубчатого электронагревателя (ТЭН).
Более приближено к применению в полевых условиях для зимнего пуска двигателя предложение [3], предлагающее использовать мобильный предпусковой подогреватель. В тексте нет ссылок на источник энергии для подогревателя мощностью 20 кВт, но исходя из приведенного эскиза, это - газовый баллон. Нагреваемый воздух подается через маслозаливную горловину, чем обеспечивается постепенный прогрев блока двигателя, камеры сгорания, внутрикартерного пространства.
Также в качестве аналога может быть упомянуто решение, защищенное патентом на полезную модель [6]. Автоматизированная система предпусковой тепловой подготовки двигателя внутреннего сгорания транспортного средства повышает, по описанию к полезной модели, вероятность запуска двигателя внутреннего сгорания в условиях низких отрицательных температур, устраняет эффект запаздывания поступления разогретого масла в смазочную систему двигателя при его пуске. Система анонсирует осуществление тепловой подготовки технологических сред – охлаждающей жидкости, моторного масла с применением электрических нагревательных элементов, подключенных к аккумуляторной батарее транспортного средства. По мнению заявителя данный комплекс оборудования не гарантирует пуск двигателя, распределяя крайне ограниченный запас энергии в аккумуляторной батарее на разные подогреватели, причем некоторые из них не участвуют в собственно пуске двигателя (подогреватели топливозаборника, топливного фильтра, электролита аккумуляторной батареи, дополнительного маслонасоса). Кроме этого, упоминаемый в описании к [6] электронный блок управления может отказать при очень низких температурах и тем самым не обеспечить пуск двигателя. В описании к полезной модели нет сведений о нагреве воздуха перед пуском двигателя в холодный период.
Близким аналогом, на первый взгляд, может служить полезная модель [7]. Устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом и безотказном предпусковом состоянии действительно содержит помимо основного двигателя вспомогательный дизель-генератор. Но, во-первых, устройство предназначено для поддержания систем основного двигателя в предпусковом состоянии, во-вторых, и это главное, – в описании к упомянутой ПМ не указан порядок запуска этого вспомогательного дизель-генератора в условиях низких температур. А поскольку в качестве ОЖ приведена вода, делаем вывод о безостановочной работе оборудования, либо необходимости слива ОЖ при длительном останове основного двигателя в холодные периоды года.
Предлагаемое техническое решение, заявленное как «Способ работы двигателя..», включающее в себя устройство для реализации данного «Способа..», решает задачу комплексной подготовки двигателя сгорания ВЭУ к пуску и, в частности, может быть применено при эксплуатации транспортного средства в условиях низких температур окружающего воздуха.
На Фиг.1 представлен внешний вид Устройства для реализации заявляемого «Способа…» на образце вспомогательной энергетической установки. Цифрами обозначены:
1 – блок автоматического управления;
2 – электрический нагреватель воздуха во впускном трубопроводе или свечи накаливания в камерах сгорания двигателя (далее по тексту везде – электрический нагреватель воздуха);
3 – впускной трубопровод двигателя;
4 – двигатель;
5 – реле нагревателя воздуха;
6 – пульт управления;
7 – датчик температуры охлаждающей жидкости;
8 – электрический нагреватель моторного масла;
9 – нижний картер двигателя;
10 – электрический нагреватель охлаждающей жидкости (внешний или встроенный в блок цилиндров двигателя, далее по тексту везде – электрический нагреватель охлаждающей жидкости);
11 – трубопровод от водяного радиатора;
12 – трубопровод к водяному насосу;
13 – генератор.
Функционал элементов, обозначенных на Фиг.1, заключается в следующем:
– электрический нагреватель воздуха 10 предназначен для разогрева охлаждающей жидкости, вход нагревателя соединен с возвратным трубопроводом 11 от водяного радиатора, выход соединен с подводящим трубопроводом 12 к водяному насосу двигателя 4;
- электрический нагреватель 8 предназначен для разогрева моторного масла, установлен в непосредственной близости от маслозаборника масляного насоса в нижнем картере 9 двигателя 4;
- электрический нагреватель воздуха 2, установлен во впускном трубопроводе 3 или в камерах сгорания двигателя 4 и предназначен для разогрева воздуха для сгорания. Его работой управляет реле 5, связанное с датчиком температуры охлаждающей жидкости 7, установленным в двигателе 4;
- блок автоматического управления 1 предназначен для управления работой нагревателей 9 и 11, содержит реле включения нагревателей охлаждающей жидкости, масла и топлива (при необходимости);
- пульт управления 6 предназначен для управления работой и контроля параметров вспомогательной энергетической установки, включая управление разогревом.
Осуществление технического решения, заявленного в качестве изобретения, пояснено Фиг.2, на которой обозначена взаимосвязь элементов устройства для реализации данного «Способа..». Для осуществления пуска двигателя ВЭУ при низкой температуре окружающего воздуха при подготовке двигателя к пуску включают кнопку «Разогрев» на пульте управления 6. При этом электрическая энергия от аккумуляторной батареи транспортного средства подается на элементы системы тепловой подготовки:
1. Осуществляют разогрев охлаждающей жидкости в двигателе с помощью электрического нагревателя охлаждающей жидкости 10, обеспечивающего нагрев охлаждающей жидкости в блоке цилиндров двигателя за счет разности плотностей холодной и нагретой жидкости.
2. Осуществляют разогрев моторного масла в нижнем картере 9 двигателя 4 посредством электрического нагревателя 8, расположенного в непосредственной близости от маслозаборника масляного насоса двигателя, что обеспечивает наиболее быструю подачу разогретого масла к трущимся узлам двигателя в процессе его пуска и работы.
3. После разогрева охлаждающей жидкости и масла осуществляют разогрев воздуха для сгорания посредством электрического нагревателя воздуха 2, подключаемого реле 5 на время, определяемое в зависимости от сигнала датчика 7 температуры охлаждающей жидкости, по истечении которого включают стартер и пускают двигатель.
Разогрев охлаждающей жидкости и масла отключается вручную или продолжает свою работу до начала процесса пуска двигателя. Разогрев воздуха может оставаться включенным после пуска двигателя в течение определенного времени до момента отключения реле 5.
Кроме систем тепловой подготовки, указанных выше, при необходимости, возможно осуществление разогрева топлива в топливном фильтре, трубопроводах и других элементах топливной системы посредством дополнительных электрических нагревателей.
После пуска двигателя возможна реализация автоматического включения электрических нагревателей охлаждающей жидкости и масла для ускорения разогрева охлаждающей жидкости и моторного масла двигателя вспомогательной энергетической установки до оптимальных рабочих температур 60-100°С.
После включения генератора 13 вспомогательной энергетической установки, бортовая электрическая сеть транспортного средства обеспечена электрической энергией, в количестве, достаточном для питания электрических нагревательных элементов, которые могут быть размещены в обслуживающих системах основного двигателя транспортного средства для его разогрева или поддержания теплового состояния.
Таким образом, по мнению заявителя, при применении «Способа работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройства для его реализации» может быть достигнут технический результат – расширение функциональных возможностей транспортного средства, повышение боеготовности боевой машины, увеличение ресурса боевой машины, увеличение межремонтного периода.
Литература
1. Пругло А.В. и др. Запуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха. В _Н.: Инструкция по эксплуатации танка Т-64. Воениздат, М., 1968г., с. 137.
2. Новопашин Л.А. и др. Комплексный разогрев дизельного двигателя. В ж.: Аграрный вестник Урала. №7, 2015г., с.48-50.
3. Гамаюнов П.П., Балберов Р.В. Предпусковой подогрев двигателя с помощью современных технических средств. Сборник трудов материалов XIV Международной научно-технической конференции, Саратовский государственный технический университет им. Ю.А.Гагарина , 2019г., с.334-338.
4. Шуруев А.В. Предпусковой подогрев - как средство для экономичной и безопасной эксплуатации двигателя внутреннего сгорания в холодный период года. В ж.: Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. Курск, № 5, 2011г., с.78-80.
5. Коле Франсуа и др. (FR). Способ и система управления запитываемой низковольтным напряжением вставкой для предварительного нагрева топливовоздушной смеси дизельного двигателя. Патент РФ № 2424443. МПК F02P 19/02, F02D 41/00. Патентообладатель РЕНО С.А.С. (FR). Конвенционный приоритет от 23.02.2006. Публ. 20.07.2011г. Бюлл. № 20. Патент не действует.
6. Жигадло А.П. и др. Автоматизированная система предпусковой тепловой подготовки двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ ПМ № 134248. МПК F02N 19/04, F0M 5/02, F02M 31/125. Патентообладатель – «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия» (СибАДИ). Приоритет 10.01.2013г. Публ. 10.11.2013. Бюлл.№ 31. Патент не действует.
7. Носырев Д.Я. и др. Устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом и безотказном предпусковом состоянии. Патент РФ ПМ 69929. МПК F02N 17/06. Патентообладатель – «Самарский государственный университет путей сообщения» (СамГУПС). Приоритет 25.07.2007г. Опубликовано 10.01.2008г. Бюлл. №1. Патент не действует.
Claims (7)
1. Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур, заключающийся в проведении тепловой подготовки технологических сред - воздуха для сгорания, охлаждающей жидкости, моторного масла, отличающийся тем, что разогрев упомянутых технологических сред осуществляют комплексно, с применением электрических нагревательных элементов, подключенных к аккумуляторной батарее транспортного средства,
при этом соблюдают следующую очередность подключения электрических нагревателей для разогрева технологических сред: охлаждающей жидкости, моторного масла, воздуха;
при этом включение режима разогрева осуществляют вручную с помощью пульта управления, а отключение выполняют вручную или автоматически при пуске двигателя;
при этом после достижения устойчивых оборотов вала двигателя вспомогательной энергетической установки осуществляют включение генератора, обеспечивающего бортовую сеть транспортного средства электрической энергией, достаточной для питания электрических нагревательных элементов, размещенных в системах охлаждения, смазки и иных обслуживающих системах основного двигателя транспортного средства,
при этом при включенном генераторе осуществляют автоматическое управление электрическими нагревательными элементами, размещенными в основном двигателе транспортного средства для тепловой подготовки к пуску, прогреву после пуска и обеспечения устойчивой работы основного двигателя транспортного средства в условиях низких температур окружающего воздуха, а также для поддержания теплового состояния неработающего основного двигателя в готовности к пуску.
2. Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур по п. 1, отличающийся тем, что электрические нагревательные элементы подключают вручную или автоматически по заданному значению температуры теплоносителей системы охлаждения и смазки после включения генератора на время до достижения оптимальной рабочей температуры теплоносителей.
3. Устройство для реализации способа работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур, содержащее двигатель с системами охлаждения, смазки, воздухоснабжения, с трубопроводами и иными элементами, необходимыми для его работы, электрические нагревательные элементы разогрева воздуха, охлаждающей жидкости и масла, блок автоматического управления, пульт управления, реле, датчик температуры охлаждающей жидкости, аккумуляторные батареи транспортного средства, отличающееся тем, что электрические нагревательные элементы, встроенные в системы охлаждения, смазки и подвода воздуха для сгорания двигателя вспомогательной энергетической установки, электрически связаны с аккумуляторной батареей транспортного средства; при этом рабочие части электрических нагревательных элементов размещены в непосредственной близости от маслозаборника масляного насоса в картере двигателя, в трубопроводе, подводящем охлаждающую жидкость к водяному насосу двигателя или непосредственно в блоке цилиндров двигателя, во впускном трубопроводе двигателя или непосредственно в камере сгорания двигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109255A RU2737283C1 (ru) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109255A RU2737283C1 (ru) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737283C1 true RU2737283C1 (ru) | 2020-11-26 |
Family
ID=73543606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020109255A RU2737283C1 (ru) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737283C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794492C1 (ru) * | 2020-02-27 | 2023-04-19 | Хён Чол ЧОН | Система циркуляции масла для системы предпускового подогрева, смазки и охлаждения, применяемая в двигателе внутреннего сгорания и промышленном оборудовании |
-
2020
- 2020-03-03 RU RU2020109255A patent/RU2737283C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 134248 U1 - 2013-11-10. RU 2610443 C2 - 2017-02-13. Шуруев А.В., Предпусковой подогрев - как средство для экономичной и безопасной эксплуатации двигателя внутреннего сгорания в холодный период года, Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, Курск, N5, 2011, с.78-80. RU 69929 U1 - 2008-01-10. RU 2585398 C1 - 2016-05-27. RU 2519623 C1 - 2014-06-20. RU 2422669 C1 - 2011-06-27. GB 2284662 B - 1998-04-08. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794492C1 (ru) * | 2020-02-27 | 2023-04-19 | Хён Чол ЧОН | Система циркуляции масла для системы предпускового подогрева, смазки и охлаждения, применяемая в двигателе внутреннего сгорания и промышленном оборудовании |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2622344C2 (ru) | Способ запуска двигателя (варианты) и система запуска двигателя, присоединенного к трансмиссии | |
KR0165839B1 (ko) | 배기 가스 방출 제어 방법 및 시스템 | |
JP4773844B2 (ja) | アルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関 | |
US11391229B2 (en) | System and method for starting an engine | |
CN101688496A (zh) | 排气传感器加热器控制设备 | |
US9896994B2 (en) | Control apparatus of engine | |
US11105277B1 (en) | Method and system for variable displacement engine with AC power generation | |
JP5794386B2 (ja) | ガソリン機関の制御装置 | |
US20130152894A1 (en) | Stop/start engine glow plug heater control | |
RU2737283C1 (ru) | Способ работы двигателя вспомогательной энергетической установки в условиях низких температур и устройство для его реализации | |
CN112664366B (zh) | 油轨加热系统、方法及车辆 | |
RU192116U1 (ru) | Индукционный подогреватель впускного воздуха дизеля типа в-2 | |
RU2538365C1 (ru) | Способ работы дизельного двигателя в пусковой и послепусковой периоды | |
JP4062285B2 (ja) | 蓄熱システム | |
RU183420U1 (ru) | Автономная система предпусковой подготовки двигателя | |
CN107503872B (zh) | 一种汽车发动机并联式预热装置及其控制方法 | |
JP2016183583A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
RU191729U1 (ru) | Устройство предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания | |
RU193278U1 (ru) | Система предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания | |
CN204024862U (zh) | 一种汽油发动机低温预热装置 | |
RU2046989C1 (ru) | Устройство для запуска и регулирования двигателя внутреннего сгорания | |
CN202718799U (zh) | 发动机低温冷启动系统 | |
RU2813415C1 (ru) | Устройство для подогрева топлива перед пуском и в процессе работы двигателя внутреннего сгорания | |
CN103953473A (zh) | 一种汽油发动机低温预热装置 | |
CN111946521A (zh) | 一种改善内燃发动机冷起动性能的控制方法 |