RU70693U1

RU70693U1 - AUTONOMOUS AUTOMATIC SYSTEM OF HEATING AND MAINTENANCE OF PRE-STARTING TEMPERATURE CONDITIONS OF HIGH POWER INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: RU70693U1
Application number: RU2007123963/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Котов
Original assignee: Юрий Николаевич Котов
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-02-10

Abstract

Область использования. Полезная модель относится к двигателестроению, а именно, к системам, предназначенным для подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности при эксплуатации в условиях отрицательных температур окружающей среды. Может быть использована на железнодорожном, водном транспорте и в передвижных дизельэлектростанциях. Сущность полезной модели. Система содержит два жидкостных подогревателя 1 и 2, каждый из которых включает помпу прокачки теплоносителя и электронный блок управления (на фигуре не показаны). Входы и выходы жидкостных подогревателей 1, 2 через четыре дополнительных трубопровода 3, 4, 5 и 6 соединены с основной магистралью 7 штатной системы охлаждения. Кроме того, выход каждого жидкостного подогревателя соединен с дополнительным трубопроводом через обратные клапаны 8 и 9. Между точками соединения дополнительных трубопроводов 3, 4 и 5, 6 в основной магистрали системы охлаждения установлен обратный клапан 10. Дополнительный масляный насос 12, вход которого с помощью дополнительного масляного трубопровода 13 подключен к картеру 14 двигателя, а выход с помощью дополнительного масляного трубопровода 15 подключен к головке блока цилиндров 16 двигателя через специально проделанные отверстия (на фигуре не показаны) к технологическим каналам сброса излишков масла. Контроллер 17, содержащий приемно-передающий модуль GSM 18 и пульт управления 22, подключен с помощью кабеля к электронным блокам управления подогревателей 1, 2, к питающим Area of use. The utility model relates to engine building, and in particular, to systems designed for heating and maintaining the pre-temperature conditions of internal combustion engines of high power when operating in conditions of negative ambient temperatures. It can be used in railway, water transport and in mobile diesel power plants. The essence of the utility model. The system contains two liquid heaters 1 and 2, each of which includes a heat transfer pump and an electronic control unit (not shown in the figure). The inputs and outputs of the liquid heaters 1, 2 through four additional pipelines 3, 4, 5 and 6 are connected to the main line 7 of the standard cooling system. In addition, the output of each liquid heater is connected to an additional pipeline through non-return valves 8 and 9. Between the connection points of the additional pipelines 3, 4 and 5, 6, a non-return valve 10 is installed in the main line of the cooling system. An additional oil pump 12, the input of which is through an additional the oil pipe 13 is connected to the crankcase 14 of the engine, and the output using the additional oil pipe 15 is connected to the cylinder head 16 of the engine through specially made holes (in FIG. ure not shown) to the technological channels for dumping excess oil. The controller 17, containing the GSM 18 transceiver module and the control panel 22, is connected via cable to the electronic control units of the heaters 1, 2, to the power supply

клеммам дополнительного масляного насоса 12, датчику температуры масла 19, установленному в нижней точке картера двигателя и к двум датчикам температуры теплоносителя 20 и 21, размещенным на дополнительных трубопроводах 3 и 4. Контроллер 17, выполнен на микропроцессоре, в который записаны программы управления и контроля процессами подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателя, технической диагностики элементов системы, приема запросов и передачи данных об указанных процессах по линиям сотовой связи. Автономный источник электропитания 23, подключенный к контроллеру 17 и жидкостным подогревателям 1 и 2, обеспечивает через него электропитания всех элементов системы. Автономная автоматическая система подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности позволяет в автоматическом режиме осуществлять подогрев и поддержание предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности в течение длительных интервалов времени в условиях низких температур окружающей среды, обеспечивает за счет этого экономию топлива, сохранение моторесурса и упрощение условий эксплуатации двигателя, а также контроль над указанными процессами и передачи данных контроля обслуживающему персоналу.the terminals of the additional oil pump 12, the oil temperature sensor 19, installed at the lower point of the engine crankcase and to two coolant temperature sensors 20 and 21, located on additional pipelines 3 and 4. The controller 17 is made on a microprocessor in which the process control and monitoring programs are recorded heating and maintaining engine pre-temperature conditions, technical diagnostics of system elements, receiving requests and transmitting data about these processes over cellular lines. Autonomous power supply 23, connected to the controller 17 and the liquid heaters 1 and 2, provides through it the power supply to all elements of the system. Autonomous automatic heating and maintaining the pre-temperature conditions of high-power internal combustion engines allows you to automatically heat and maintain the high-temperature pre-conditions of internal combustion engines for long periods of time at low ambient temperatures, thereby saving fuel, saving motor resources and simplification of engine operating conditions, as well as control over the specified percent essami and data transfer control staff.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно, к системам, предназначенным для подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности при эксплуатации в условиях отрицательных температур окружающей среды. Система может быть использована на железнодорожном, водном транспорте и в передвижных дизельэлектростанциях.The utility model relates to engine building, and in particular, to systems designed for heating and maintaining the pre-temperature conditions of internal combustion engines of high power when operating in conditions of negative ambient temperatures. The system can be used in railway, water transport and in mobile diesel power plants.

Известно устройство для подогрева двигателя перед пуском (патент RU 2140010 C1 F02N 17/06, опубл. 20.10.1999), содержащее жидкостный котел, патрубки, соединенные с водяной рубашкой двигателя, вентилятор, приводимый в действие от электродвигателя, поддон, снабженный оребренным газоходом, газоотводящий патрубок, электромагнитный клапан, запальную свечу и топливопровод. Устройство осуществляет подогрев двигателя внутреннего сгорания путем одновременного нагрева жидкостным котлом теплоносителя в рубашке охлаждения блока цилиндров двигателя по дополнительному контуру движения теплоносителя и масла в картере двигателя от дополнительного поддона с оребренным газоходом, по которому проходят отработанные выхлопные газы из камеры сгорания жидкостного котла.A device for heating the engine before starting (patent RU 2140010 C1 F02N 17/06, publ. 20.10.1999), comprising a liquid boiler, nozzles connected to the engine water jacket, a fan driven by an electric motor, a tray equipped with a finned duct, is known gas outlet, solenoid valve, spark plug and fuel line. The device heats the internal combustion engine by simultaneously heating the coolant with a liquid boiler in the cooling jacket of the engine block along the additional coolant and oil motion in the crankcase from an additional tray with a finned duct, through which the exhaust gases from the combustion chamber of the liquid boiler pass.

Недостатками аналога являются:The disadvantages of the analogue are:

1. Устройство не обеспечивает подогрев всех элементов штатного контура охлаждения двигателя, поскольку его подогрев осуществляется по дополнительному контуру движения теплоносителя, что может привести к замерзанию отдельных элементов системы охлаждения двигателя, неохваченных дополнительным контуром и их дальнейшему повреждению.1. The device does not provide heating of all the elements of the standard engine cooling circuit, since it is heated along the additional coolant movement circuit, which can lead to freezing of individual elements of the engine cooling system that are not covered by the additional circuit and their further damage.

2. Низкая эффективность теплопередачи при конвективном нагреве масла между оребренным газоходом и корпусом картера двигателя по воздушной среде и сложность конструкции устройства теплообменника.2. Low heat transfer efficiency during convective heating of the oil between the finned duct and the crankcase in the air and the design complexity of the heat exchanger device.

3. Устройство не предназначено для обеспечения режима поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания.3. The device is not intended to provide a regime for maintaining the pre-start temperature conditions of internal combustion engines.

4. Отсутствует автоматизация процессов управления, контроля за подогревом двигателя, технической диагностики элементов системы подогрева, передачи данных об указанных процессах обслуживающему персоналу.4. There is no automation of control processes, control over engine heating, technical diagnostics of elements of the heating system, data transfer about these processes to maintenance personnel.

Цель полезной модели - создание системы, позволяющей в автоматическом режиме осуществлять подогрев и поддержание предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности в течение длительных интервалов времени в условиях низких температур окружающей среды, обеспечивающей за счет этого экономию топлива, сохранение моторесурса и упрощение условий эксплуатации двигателя, а также контроль над указанными процессами и передачи данных контроля обслуживающему персоналу.The purpose of the utility model is to create a system that automatically allows heating and maintaining the starting temperature conditions of high-power internal combustion engines for long periods of time at low ambient temperatures, thereby saving fuel, saving engine life and simplifying engine operating conditions, as well as control over these processes and the transfer of control data to maintenance personnel.

Указанная цель достигается применением следующих существенных отличительных технических решений:This goal is achieved by applying the following significant distinctive technical solutions:

1. Для обеспечения подогрева двигателя и всех элементов штатного контура охлаждения двигателя жидкостные подогреватели включены в основную магистраль штатной системы охлаждения двигателя через дополнительные трубопроводы с развязкой между собой и основной магистралью посредством применения обратных клапанов. Данная схема подключения позволяет обеспечить также автономность и независимость функционирования штатной системы охлаждения и жидкостных подогревателей между собой.1. To ensure the heating of the engine and all elements of the standard engine cooling circuit, liquid heaters are included in the main line of the standard engine cooling system through additional pipelines with isolation from each other and the main line through the use of check valves. This connection scheme also allows for autonomy and independence of the functioning of the standard cooling system and liquid heaters among themselves.

2. Для увеличения эффективности теплопередачи при подогреве масла, а также упрощения конструкции холодное масло из картера с помощью дополнительного масляного насоса по дополнительному маслопроводу прокачивается через технологические каналы сброса излишков масла в блоке цилиндров двигателя, где оно в процессе протекания через каналы 2. To increase the efficiency of heat transfer during oil heating, as well as to simplify the design, cold oil from the crankcase with the help of an additional oil pump is pumped through an additional oil line through the technological channels for dumping excess oil in the engine block, where it flows through the channels

непосредственно контактирует с нагретой металлической поверхностью каналов блока цилиндров по всей их площади и таким образом нагревается.directly in contact with the heated metal surface of the channels of the cylinder block over their entire area and thus heats up.

3. Для обеспечения режима поддержания предпусковых температурных условий двигателей в течение длительных интервалов времени организованы следящие системы регулирования процессами подогрева охлаждающей жидкости и масла за счет применения не менее трех датчиков температуры, контроллера и пульта управления. Датчик температуры масла установлен в нижней точке картера двигателя, два датчика температуры теплоносителя установлены по одному на выходе каждого жидкостного подогревателя.3. To ensure the maintenance of the starting temperature conditions of the engines for long periods of time, monitoring systems for regulating the processes of heating the coolant and oil are organized through the use of at least three temperature sensors, a controller and a control panel. An oil temperature sensor is installed at the lower point of the engine crankcase, two coolant temperature sensors are installed one at the outlet of each liquid heater.

4. Автоматизация процессов управления, контроля над подогревом и поддержанием предпусковых температурных условий двигателя, технической диагностики элементов системы, передачи данных об указанных процессах осуществляется микропроцессорным контроллером, содержащим пульт управления и GSM-модуль для приема и передачи сообщений по линиям сотовой связи действующих операторов по записанным в нем программах.4. Automation of control processes, control over heating and maintaining engine starting temperature conditions, technical diagnostics of system elements, data transfer on these processes is carried out by a microprocessor controller containing a control panel and a GSM module for receiving and transmitting messages via cellular communication lines of existing operators according to the recorded in it programs.

Сущность полезной модели поясняется фигурой.The essence of the utility model is illustrated by a figure.

На фигуре представлена функциональная схема автономной автоматической системы подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности.The figure shows a functional diagram of an autonomous automatic heating system and maintaining the prestarting temperature conditions of internal combustion engines of high power.

Система содержит два жидкостных подогревателя 1 и 2, каждый из которых включает камеру сгорания топлива с теплообменным блоком и трактом вывода отработанных выхлопных газов, тракт движения теплоносителя, соединенный с теплообменным блоком, помпу прокачки теплоносителя и электронный блок управления (на фигуре не показаны). Для обеспечения нормального функционирования и исключения влияния подогревателей 1 и 2 друг на друга и на систему охлаждения двигателя 11 по прокачиваемому теплоносителю входы и выходы жидкостных подогревателей 1 и 2 через четыре дополнительных трубопровода 3, 4 и 5, 6 соединены с основной магистралью штатной системы охлаждения двигателя 7. Кроме того, выход каждого жидкостного подогревателя соединен с дополнительным трубопроводом The system contains two liquid heaters 1 and 2, each of which includes a fuel combustion chamber with a heat exchange unit and an exhaust exhaust gas path, a heat transfer path connected to the heat exchange unit, a heat transfer pump and an electronic control unit (not shown in the figure). To ensure normal operation and to eliminate the influence of heaters 1 and 2 on each other and on the engine cooling system 11 through the pumped coolant, the inputs and outputs of the liquid heaters 1 and 2 are connected through four additional pipelines 3, 4 and 5, 6 to the main line of the standard engine cooling system 7. In addition, the output of each liquid heater is connected to an additional pipeline

через обратные клапаны 8 и 9. Между точками соединения дополнительных трубопроводов 3, 4 и 5, 6 в основной магистрали системы охлаждения установлен обратный клапан 10. Дополнительный масляный насос 12, вход которого с помощью дополнительного масляного трубопровода 13 подключен к картеру 14 двигателя 11, а выход с помощью дополнительного масляного трубопровода 15 подключен к головке блока цилиндров 16 двигателя 11 через специально проделанные отверстия (на фигуре не показаны) к технологическим каналам сброса излишков масла. Контроллер 17, содержащий приемно-передающий модуль GSM 18 и пульт управления 22, подключен с помощью кабеля к электронным блокам управления подогревателей 1, 2, к питающим клеммам дополнительного масляного насоса 12, датчику температуры масла 19, установленному в нижней точке картера 14 двигателя и к двум датчикам температуры теплоносителя 20 и 21, размещенным на дополнительных трубопроводах 3 и 4. Контроллер 17, выполнен на микропроцессоре, в который записаны программы управления и контроля процессами подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателя, технической диагностики элементов системы, приема запросов и передачи данных об указанных процессах по линиям сотовой связи. Автономный источник электропитания 23, подключенный к контроллеру 17 и жидкостным подогревателям 1, 2, обеспечивает электропитанием все элементы системы.through the check valves 8 and 9. Between the connection points of the additional pipelines 3, 4 and 5, 6, a check valve 10 is installed in the main line of the cooling system. An additional oil pump 12, the input of which is connected to the crankcase 14 of the engine 11 using an additional oil pipe 13, and the output using an additional oil pipe 15 is connected to the cylinder head 16 of the engine 11 through specially made openings (not shown in the figure) to the technological channels for dumping excess oil. The controller 17, containing the GSM 18 transmitting and receiving module and the control panel 22, is connected by cable to the electronic control units of the heaters 1, 2, to the supply terminals of the additional oil pump 12, the oil temperature sensor 19 installed at the lower point of the crankcase 14 of the engine and to two heat carrier temperature sensors 20 and 21, located on additional pipelines 3 and 4. The controller 17 is made on a microprocessor, in which the programs for controlling and monitoring the processes of heating and maintaining prestart temperatures are recorded molecular weight conditions of the engine, technical diagnostics elements receiving requests and data transmission of said processes of cellular lines. Autonomous power supply 23, connected to the controller 17 and the liquid heaters 1, 2, provides power to all elements of the system.

Автономная автоматическая система подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности работает следующим образом.Autonomous automatic system for heating and maintaining the pre-temperature conditions of internal combustion engines of high power works as follows.

Включение системы подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателя производят при следующих обстоятельствах:The inclusion of a heating system and maintaining the engine pre-temperature conditions is carried out under the following circumstances:

- сразу после остановки двигателя (для поддержания температурных условий в течение длительного периода);- immediately after the engine stops (to maintain temperature conditions for a long period);

- перед пуском двигателя (для разогрева двигателя и достижения температурных условий пуска);- before starting the engine (to warm up the engine and achieve temperature conditions for starting);

- при работающем двигателе (для поддержания рабочей температуры двигателя в условиях низких температур окружающей среды);- with the engine running (to maintain the operating temperature of the engine in low ambient temperatures);

Включение системы подогрева при неработающем двигателе осуществляют с пульта управления 22 через контроллер 17 (фигура). При подаче команды на включение с пульта управления 22 контроллер 17 в соответствии с записанной в нем программой производит периодическое измерение значений температур масла и охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя с помощью датчиков температуры 19, 20, 21 этих сред и сравнивает их со значениями предпусковых температур по этим средам, записанным в памяти контроллера 17.The inclusion of the heating system when the engine is idle is carried out from the control panel 22 through the controller 17 (figure). When giving a command to turn on from the control panel 22, the controller 17, in accordance with the program recorded in it, periodically measures the temperature of the oil and coolant in the engine cooling system using temperature sensors 19, 20, 21 of these media and compares them with the values of the starting temperatures these environments recorded in the memory of the controller 17.

При значениях измеренных температур масла и охлаждающей жидкости равных или больше предпусковых значений, записанных в памяти, контроллер 17 не включает масляный насос 12 и жидкостные подогреватели 1, 2 до момента, пока эти условия сохраняются.When the values of the measured temperatures of the oil and coolant are equal to or more than the pre-start values recorded in the memory, the controller 17 does not turn on the oil pump 12 and the liquid heaters 1, 2 until these conditions are maintained.

При значениях измеренных температур масла и охлаждающей жидкости ниже предпусковых значений контролер 17 выдает электропитание от автономного источника электропитания 23 на двигатель дополнительного масляного насоса 12 и команду на включение жидкостных подогревателей 1 и 2. Причем выдача электропитания на двигатель дополнительного масляного насоса 12 будет производиться только при условии превышения значения температуры охлаждающей жидкости предпускового значения температуры масла.When the values of the measured temperatures of the oil and coolant are below the pre-start values, the controller 17 provides power from an autonomous power source 23 to the engine of the additional oil pump 12 and a command to turn on the liquid heaters 1 and 2. Moreover, the supply of power to the engine of the additional oil pump 12 will be carried out only under the condition exceeding the temperature of the coolant preset value of the oil temperature.

При выдаче электропитания на двигатель дополнительного масляного насоса 12 масло из нижней точки картера 14 двигателя через дополнительные маслопроводы 13 и 15 и специально проделанные отверстия в головке блока цилиндров 16 двигателя прокачивается к технологическим каналам сброса излишков масла (на фигуре не видны) в блоке цилиндров двигателя. Протекая по нагретым поверхностям каналов сброса, прокачиваемое масло нагревается, и стекает обратно в картер 14 двигателя. При смешивании с более холодным маслом в картере, общая температура масла возрастает. Этот процесс When power is supplied to the engine of the additional oil pump 12, oil from the lower point of the crankcase 14 of the engine through additional oil pipes 13 and 15 and specially made holes in the cylinder head 16 of the engine is pumped to the technological channels for dumping excess oil (not visible in the figure) in the engine block. Flowing along the heated surfaces of the discharge channels, the pumped oil is heated, and flows back into the crankcase 14 of the engine. When mixed with colder oil in the crankcase, the overall temperature of the oil rises. This process

продолжается, пока температура масла в картере не достигнет предпускового значения температуры. Выполнение указанных температурных условий фиксируется контроллером 17 по данным от датчика температуры масла 19 в одном из циклов измерения, и, электропитание с двигателя дополнительного масляного насоса 12 отключается. Процесс прокачки, а, следовательно, и нагрева масла не возобновится до тех пор, пока температура масла не снизится ниже предпускового значения. Эти температурные условия фиксируются контроллером 17, который опять подключает электропитание на двигатель дополнительного масляного насоса 12, и, процесс прокачки масла, а соответственно и нагрева масла возобновляется.continues until the oil temperature in the crankcase reaches the pre-temperature value. The fulfillment of the indicated temperature conditions is fixed by the controller 17 according to the data from the oil temperature sensor 19 in one of the measurement cycles, and the power supply from the engine of the additional oil pump 12 is turned off. The pumping process, and, consequently, the heating of the oil will not resume until the oil temperature drops below the pre-start value. These temperature conditions are fixed by the controller 17, which again connects power to the engine of the additional oil pump 12, and, the process of pumping oil, and accordingly the heating of the oil resumes.

Для исключения колебательного режима управления дополнительным масляным насосом 12 и вывода его из строя в области установившегося значения температуры (предпусковой температуры) масла контроллер 17 программно увеличивает значение пороговой температуры масла на отключение дополнительного масляного насоса 12 относительно записанного в памяти значения предпусковой температуры на величину, большую погрешности измерения температуры.To exclude the oscillatory mode of control of the additional oil pump 12 and its failure in the region of a steady-state temperature (pre-start temperature) of oil, the controller 17 programmatically increases the threshold oil temperature by shutting off the additional oil pump 12 relative to the pre-start temperature stored in the memory by an amount greater than the error temperature measurement.

При выдаче с контроллера 17 команды на включение жидкостных подогревателей 1 и 2 происходит их запуск в работу с включением помп прокачки теплоносителя. Прокачиваемый через работающие жидкостные подогреватели 1 и 2, теплоноситель нагревается за счет тепла, выделяемого при сгорании топлива в камерах сгорания указанных подогревателей.When a command is issued from the controller 17 to turn on the liquid heaters 1 and 2, they are put into operation with the inclusion of heat transfer pumps. Pumped through the working liquid heaters 1 and 2, the coolant is heated due to the heat generated during the combustion of fuel in the combustion chambers of these heaters.

Согласно схеме подключения, представленной на фигуре, при одновременной работе помп прокачки двух жидкостных подогревателей 1 и 2 и неработающей помпе системы охлаждения двигателя, обратный клапан 10 в основной магистрали системы охлаждения двигателя 7, за счет разности давлений между входами-выходами жидкостных подогревателей 1, 2 и точками их подсоединения с дополнительными трубопроводами 3, 4 и 5, 6 к основной магистрали системы охлаждения, закрывается, а обратные клапаны 8 и 9 открываются, за счет меньшей производительности и пропускной способности According to the connection diagram shown in the figure, with the simultaneous operation of the pumping pumps of two liquid heaters 1 and 2 and the idle pump of the engine cooling system, the check valve 10 in the main line of the engine cooling system 7, due to the pressure difference between the inputs and outputs of the liquid heaters 1, 2 and their connection points with additional pipelines 3, 4 and 5, 6 to the main line of the cooling system, closes, and the check valves 8 and 9 open, due to lower productivity and throughput sp features

трактов прокачки теплоносителя в подогревателях 1 и 2, по сравнению с производительностью помпы и пропускной способностью системы охлаждения двигателя. Это обеспечивает движение теплоносителя по всему штатному контуру основной магистрали системы охлаждения двигателя 7 в обход участка с клапаном 10, по дополнительным трубопроводам 5 и 6, через жидкостные подогреватели 1 и 2, обратные клапаны 8 и 9, и далее, по дополнительным трубопроводам 3 и 4 к двигателю 11.coolant pumping paths in heaters 1 and 2, in comparison with the pump performance and throughput of the engine cooling system. This ensures that the coolant moves along the entire regular circuit of the main line of the engine cooling system 7 bypassing the section with valve 10, through additional pipelines 5 and 6, through liquid heaters 1 and 2, check valves 8 and 9, and then through additional pipelines 3 and 4 to the engine 11.

При работе только одного из двух жидкостных подогревателей 1 и 2, например подогревателя 1, и неработающей помпе штатной системы охлаждения двигателя 7 обратный клапан 9 неработающего жидкостного подогревателя 2 и обратный клапан 10 в магистрали системы охлаждения закрывается из-за перепада давления охлаждающей жидкости от работающего жидкостного подогревателя 1, а обратный клапан 8 работающего подогревателя открывается за счет перепада давлений, создаваемого помпой работающего подогревателя, что исключает перетекание теплоносителя через неработающий подогреватель 2 и по участку основной магистрали с клапаном 10 между дополнительными трубопроводами 3, 4 и 5, 6 и обеспечивает протекание теплоносителя через работающий подогреватель 1 и далее, по основной магистрали системы охлаждения двигателя 7.When only one of the two liquid heaters 1 and 2, for example, heater 1, is running and the idle pump of the standard engine cooling system 7, the non-return valve 9 of the inoperative liquid heater 2 and the non-return valve 10 in the cooling system line are closed due to the difference in pressure of the coolant from the working liquid heater 1, and the check valve 8 of the working heater opens due to the pressure difference created by the pump of the working heater, which eliminates the flow of coolant of broken heater 2 and the section of the main line 10 with the valve between the additional conduits 3, 4 and 5, 6 and ensures the flow of coolant through the preheater 1 and working further on the main line of the engine cooling system 7.

Прокачка теплоносителя через тракты подогревателей 1, 2 и по всему контуру системы охлаждения двигателя 11 обеспечивает условия для подогрева двигателя и поддержание его предпусковых температурных условий.Pumping the coolant through the paths of the heaters 1, 2 and along the entire circuit of the engine cooling system 11 provides conditions for heating the engine and maintaining its prestarting temperature conditions.

Факт подогрева двигателя до предпусковых температур фиксирует контроллер 17 по показаниям датчиков температуры 20 и 21, установленных соответственно на выходе каждого из жидкостных подогревателей 1 и 2. Контроллер 17 вычисляет соответствие измеренных значений температур теплоносителя на выходе подогревателей 1 и 2 предпусковому значению температуры охлаждающей жидкости двигателя, записанному в его памяти и регулирует процессы горения в камерах сгорания жидкостных подогревателей 1 и 2, не производя при этом отключение их помп прокачки теплоносителя.The fact of heating the engine to pre-start temperatures is recorded by the controller 17 according to the temperature sensors 20 and 21 installed respectively at the output of each of the liquid heaters 1 and 2. The controller 17 calculates the correspondence of the measured values of the coolant temperature at the output of the heaters 1 and 2 to the pre-start temperature of the engine coolant, recorded in his memory and regulates the combustion processes in the combustion chambers of liquid heaters 1 and 2, without disabling their pumping heat carrier.

При значениях измеренных температур охлаждающей жидкости на выходе жидкостного подогревателя 1 или 2, равных или больше предпусковых значений, записанных в памяти, контроллер 17 уменьшает процесс горения в камере сгорания соответствующего подогревателя до минимума или прекращает его и удерживает данный режим подогревателя. Это приводит к уменьшению температуры теплоносителя при его прокачке по системе охлаждения двигателя.When the values of the measured temperatures of the coolant at the outlet of the liquid heater 1 or 2 are equal to or more than the starting values recorded in the memory, the controller 17 reduces the combustion process in the combustion chamber of the corresponding heater to a minimum or stops it and holds this mode of the heater. This leads to a decrease in the temperature of the coolant when it is pumped through the engine cooling system.

При снижении температуры теплоносителя ниже предпусковых значений, измеряемых датчиками температуры 20 и 21, контроллер 17 возобновляет процесс максимального горения в камере сгорания жидкостного подогревателя 1 или 2, что приводит к возрастанию температуры теплоносителя. Учитывая большую тепловую инерционность теплоносителя, процесс поддержания предпусковой температуры двигателя носит апериодический характер, и в установившемся режиме значения температур двигателя и теплоносителя на выходе подогревателей 1 и 2 будут совпадать.When the coolant temperature drops below the pre-values measured by the temperature sensors 20 and 21, the controller 17 resumes the maximum combustion process in the combustion chamber of the liquid heater 1 or 2, which leads to an increase in the coolant temperature. Given the large thermal inertia of the coolant, the process of maintaining the engine's starting temperature is aperiodic, and in the steady state, the values of the temperature of the engine and the coolant at the outlet of heaters 1 and 2 will coincide.

Контроллер 17 осуществляет автоматизированный контроль над процессом подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателя, а также техническую диагностику исправности жидкостных подогревателей 1, 2 и дополнительного масляного насоса 12 по программам анализа законов изменения температуры нагреваемых сред во времени.The controller 17 carries out automated control over the process of heating and maintaining the engine's starting temperature conditions, as well as technical diagnostics of the health of liquid heaters 1, 2 and an additional oil pump 12 according to programs analyzing the laws of temperature change of heated media over time.

По указанным программам контроллер устанавливает соответствие или несоответствие параметров законов (вид закономерности, скорости нарастания-уменьшения температуры) нагрева теплоносителя в системе охлаждения двигателя (масла в картере двигателя) в течение определенного интервала времени при выдаче-снятии команд на нагрев и установившихся значений температуры этих сред параметрам, записанным в его памяти.According to the indicated programs, the controller establishes the conformity or inconsistency of the parameters of laws (type of regularity, rate of increase-decrease of temperature) of heating the coolant in the engine cooling system (oil in the crankcase) for a certain period of time when issuing and removing commands for heating and steady-state temperature values of these environments parameters recorded in his memory.

При соответствии параметров нагрева масла и теплоносителя и установившихся значений температуры этих сред параметрам, записанным в памяти контроллера, принимается решение о нормальном функционировании элементов и всей системы подогрева.If the heating parameters of the oil and coolant and the steady-state temperature values of these media correspond to the parameters recorded in the controller's memory, a decision is made on the normal functioning of the elements and the entire heating system.

При несоответствии параметров нагрева масла и теплоносителя и установившихся значений температуры этих сред параметрам, записанным в памяти контроллера, принимается решение о неисправности того или иного элемента.If the heating parameters of the oil and coolant and the steady-state temperature values of these media do not match the parameters recorded in the controller's memory, a decision is made about the malfunction of one or another element.

При возникновении неисправности и ее выявлении контроллер 17, по записанной в нем программе, автоматически отключает неисправный элемент системы подогрева, выводит информацию о неисправности на пульт управления 22 и передает с помощью GSM модуля 18 на заранее записанные номера сотовых телефонов обслуживающего персонала условные сигналы о возникших неисправностях, например, голосовые или текстовые SMS сообщения.In the event of a malfunction and its detection, the controller 17, according to the program recorded in it, automatically turns off the malfunctioning element of the heating system, displays information about the malfunction to the control panel 22 and transmits conditional signals about the malfunctions using the GSM module 18 to the pre-recorded cell phone numbers of the operating personnel for example, voice or text SMS messages.

Отключение системы подогрева осуществляют после прогрева двигателя и масла до предпусковых значений температур перед пуском двигателя с пульта управления 22 путем выдачи соответствующей команды на контроллер 17. Контроллер 17 по записанной в нем программе реализует отключение масляного насоса 12 от автономного источника электропитания 23 и безопасное отключение жидкостных подогревателей 1 и 2 (в камерах сгорания жидкостных подогревателей 1 и 2 дожигаются остатки топлива до полной остановки горения, и производится их продувка заборным воздухом, а помпы прокачки теплоносителя отключаются только после стабилизации и отсутствия возрастания температуры теплоносителя на выходе жидкостных подогревателей 1 и 2, контролируемых датчиками температуры 20 и 21).The heating system is switched off after warming the engine and oil to pre-starting temperatures before starting the engine from the control panel 22 by issuing the appropriate command to the controller 17. The controller 17, according to the program written in it, realizes disconnecting the oil pump 12 from an autonomous power supply 23 and safely disconnecting the liquid heaters 1 and 2 (in the combustion chambers of liquid heaters 1 and 2, the remaining fuel is burned to a complete stop of combustion, and they are purged with intake air hamster, and pumping the coolant pump are deactivated only after the stabilization and the absence of increasing the coolant temperature at the outlet of fluid heaters 1 and 2 are controlled by temperature sensors 20 and 21).

При отказе отключения подогревателей 1 и 2 (отсутствии факта стабилизации температуры на выходе жидкостных подогревателей 1 и 2 или возрастания температуры) контроллер 17 по записанной в нем программе классифицирует данную ситуацию как отказ функционирования подогревателей 1 и 2, не отключает помпы прокачки подогревателей 1 и 2, и производит формирование и передачу речевых и текстовых SMC сообщений обслуживающему персоналу на заранее записанные номера сотовых телефонов до тех In case of failure to turn off heaters 1 and 2 (there is no fact of stabilization of the temperature at the outlet of liquid heaters 1 and 2 or an increase in temperature), the controller 17, according to the program written in it, classifies this situation as a failure of the functioning of heaters 1 and 2, does not turn off the pumping pump of heaters 1 and 2, and generates and transmits voice and text SMC messages to service personnel on pre-recorded cell phone numbers up to

пор, пока система подогрева не будет отключена оператором принудительно.until the heating system is shut off by the operator forcibly.

В выключенном состоянии системы подогрева контроллер 17 остается включенным, и, по содержащейся в нем программе, продолжает следить за температурой масла и охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя 11 и обеспечивает выдачу значений этих температур на сотовые телефоны операторов по их запросу через GSM модуль 18. После успешного отключения системы подогрева оператор может произвести запуск двигателя по штатной инструкции.In the off state of the heating system, the controller 17 remains on, and, according to the program contained in it, continues to monitor the temperature of the oil and coolant in the cooling system of the engine 11 and ensures the delivery of these temperatures to the mobile phones of operators upon request through GSM module 18. After successful shutdown of the heating system, the operator can start the engine according to the standard instructions.

После отключения оператором с помощью пульта управления 22 системы подогрева и включения двигателя в штатном режиме его работы движение теплоносителя в основной магистрали системы охлаждения двигателя 7 происходит следующим образом. Все обратные клапаны 8, 9 и 10 открываются, за счет разности давлений, создаваемой помпой двигателя 11, и, теплоноситель проходит как по основной магистрали системы охлаждения двигателя 7 через обратный клапан 10, так и через дополнительные направления, образованные дополнительными трубопроводами 5 и 6, жидкостными подогревателями 1 и 2, обратными клапанами 8 и 9, дополнительными трубопроводами 3 и 4, не нарушая штатных режимов работы систем охлаждения и подогрева двигателя.After the operator has turned off using the control panel 22 of the heating system and turning on the engine in the normal mode of operation, the movement of the coolant in the main line of the engine cooling system 7 is as follows. All non-return valves 8, 9 and 10 open, due to the pressure difference created by the pump of the engine 11, and the coolant passes both along the main line of the engine cooling system 7 through the non-return valve 10, and through additional directions formed by additional pipelines 5 and 6, liquid heaters 1 and 2, non-return valves 8 and 9, additional pipelines 3 and 4, without violating the normal operating modes of the cooling and engine heating systems.

Возможно включение системы подогрева и ее функционирование при работающем двигателе. Движение теплоносителя в основной магистрали системы охлаждения 7 в этом случае происходит следующим образом. Все обратные клапаны 8, 9 и 10 открываются за счет разности давлений, создаваемой помпой двигателя и помпами подогревателей 1 и 2, а также большей производительности помпы двигателя относительно помп подогревателей 1 и 2. Протекание теплоносителя происходит по основной магистрали штатной системы охлаждения 7 как через обратный клапан 10, так и через дополнительные направления, образованные дополнительными трубопроводами 5 и 6, жидкостными подогревателями 1 и 2, обратными клапанами 8 и 9, It is possible to turn on the heating system and its functioning when the engine is running. The movement of the coolant in the main line of the cooling system 7 in this case occurs as follows. All non-return valves 8, 9 and 10 are opened due to the pressure difference created by the engine pump and heater pumps 1 and 2, as well as the greater performance of the engine pump relative to heater pumps 1 and 2. The coolant flows through the main line of the standard cooling system 7 as through the return valve 10, and through additional directions formed by additional pipelines 5 and 6, liquid heaters 1 and 2, check valves 8 and 9,

дополнительными трубопроводами 3 и 4, не нарушая штатных режимов работы систем охлаждения двигателя и подогрева.additional pipelines 3 and 4, without violating the normal operating modes of the engine cooling and heating systems.

Автономная автоматическая система подогрева и поддержания предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности позволяет в автоматическом режиме осуществлять подогрев и поддержание предпусковых температурных условий двигателей внутреннего сгорания большой мощности в течение длительных интервалов времени в условиях низких температур окружающей среды, обеспечивает за счет этого экономию топлива, сохранение моторесурса и упрощение условий эксплуатации двигателя, а также контроль над указанными процессами и передачи данных контроля обслуживающему персоналу.Autonomous automatic heating and maintaining the pre-temperature conditions of high-power internal combustion engines allows you to automatically heat and maintain the high-temperature pre-conditions of internal combustion engines for long periods of time at low ambient temperatures, thereby saving fuel, saving motor resources and simplification of engine operating conditions, as well as control over the specified percent essami and data transfer control staff.

Claims

Autonomous automatic system for heating and maintaining the pre-temperature conditions of high-power internal combustion engines, containing two liquid heaters with electronically controlled microprocessor controller, which are connected to the main line of the standard engine cooling system through four additional pipelines and three check valves, one of which is installed on the main the mains of the standard cooling system, and the other two at the outlet of each of the liquid heaters, d an additional oil pump, the inlet of which is connected to the engine crankcase using an additional oil pipeline, and the second cylinder oil outlet is connected to the cylinder head of the engine through specially made openings to the technological channels for dumping excess oil, an oil temperature sensor installed at the bottom of the crankcase engine, two coolant temperature sensors installed one at the outlet of each liquid heater, control panel, microprocess A controller with a recorded control program, containing the GSM transmitting and receiving module and connected via cable to the control panel, heater electronic control units, to the supply terminals of the additional oil pump, oil temperature sensor, to two coolant temperature sensors, an autonomous power supply connected to controller and two liquid heaters.