SK277750B6 - Device for leading of heat into the cooling circuit of liquid cooled combustion engine - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na privádzanie tepla do chladiaceho okruhu kvapalinou chladiaceho spaľovacieho motora, ktoré pozostáva z vykurovača tvoreného spaľovacou komorou na spaľovanie paliva a z výmenníka tepla medzi spalinami a chladiacou kvapalinou.

Doterajší stav techniky

Sú známe na motore nezávislé vykurovače, ktorými môžeme ohrievať chladiace kvapaliny spaľovacích motorov. Tieto zariadenia sa až doposiaľ montovali v odstupe od spaľovacieho motora v priestore motora motorového vozidla na takom mieste, ktoré bolo vhodné z hľadiska využitia priestoru. Obsahujú tepelný výmenník medzi spaľovacím plynom a chladiacou kvapalinou, sú vhodným spôsobom zaradené do obehu chladiacej kvapaliny spaľovacieho motora. Tieto vykurovače sú z konštrukčného hľadiska dosť nákladné.

Technický pokrok vytvára spaľovací motor so stále dokonalejším stupňom účinnosti, čím sa tiež neustále zmenšujú tepelné straty spaľovacieho motora, ktoré sú k dispozícii na vykurovanie motorových vozidiel. Okrem toho je možné pozorovať, a to najmä pri tých motorových vozidlách, ktoré sú určené prevažne pre mestskú prevádzku alebo na jazdy na krátkych vzdialenostiach, stále menšie spaľovacie motory, ktoré nemôžu najmä pri nízkych teplotách alebo pri prevádzke s vypínaným motorom poskytnúť dostatočné množstvo tepla na vyhovujúce vykurovanie vnútorného priestoru vozidla. Tieto hľadiská a vyššie nároky vodičov motorových vozidiel, najmä z hľadiska spoľahlivého zabezpečenia spúšťania motora za studená, a rýchlo priehľadných okien a príjemnej vnútornej teploty, vedú ku značnému rozšíreniu požiadaviek na zariadenia opísaného typu, ktoré sú nezávislé od motora.

Namiesto toho, aby sa výmena tepla medzi spaľovacími plynmi a chladiacou kvapalinou uskutočňovania mimo spaľovacieho motora v zariadení na výmenu tepla, ktoré je priradené k vykurovaču, zaraďuje sa podľa vynálezu vlastný blok motora do prenosu tepla zo spaľovacích plynov na chladiacu kvapalinu. Tým sa dosiahne zníženie výrobných nákladov celého zariadenia. Ako palivo prichádzajú do úvahy najmä nafta a benzín, avšak môžu byť použité aj rôzne druhy plynov, ako je kvapalný plyn alebo propán, ktoré sa používajú na prevádzku spaľovacích motorov v motorových vozidlách. Je potrebné poukázať aj na tú skutočnosť, že zariadenie podľa vynálezu je použiteľné nielen pre spaľovacie motory motorových vozidiel, ale tiež pre spaľovacie motory člnov, pre poháňacie motory agregátov na výrobu elektrického prúdu, poháňacie motory čerpadiel a podobne, teda všade tam, kde sa používajú spaľovacie motory. Zariadenie podľa vynálezu možno teda použiť na predhrievanie spaľovacieho motora pred jeho spustením pri nízkych vonkajších teplotách, pričom sa okrem toho vytvorí ďalší efekt spočívajúci v tom, že po spustení dôjde omnoho rýchlejšie k pôsobeniu tepelného normálneho vykurovania, ktorým je motorové vozidlo vybavené. Okrem toho možno zariadením podľa vynálezu dosiahnuť zvýšenie účinku normálneho vykurovania, ktorým je vozidlo vybavené, a to najmä pri nízkych teplotách alebo pri prevádzke s vypínaným motorom.

V záujme efektívneho ohrievania chladiacej kvapaliny je výhodné, aby bol prenos tepla podľa vynálezu uskutočnený na dostatočne veľkej ploche bloku motora Na ten účel je v rade prípadov výhodné vytvoriť prechod od relatívne malého prierezu prúdenia plynov v spaľovacej komore na relatívne veľkú plochu pôsobenia tepla na vonkajšiu stenu bloku motora. Je samozrejmé, že toto usporiadanie sa vykoná tak, aby v príslušnej plošnej oblasti pôsobila na blok motora taká teplota, ktorá síce zaistí efektívne ohrievanie chladiacej kvapaliny, avšak tiež spoľahlivo zabráni miestnemu prehrievaniu. Preto je potrebné zvoliť horný pomer paliva so vzduchom na spaľovanie v spaľovacej komore. Vzdialenosť od oblasti spaľovania v spaľovacej komore k vonkajšej stene bloku motora, priestorové rozširovanie prúdu spaľovacích plynov a podobne.

Najjednoduchšie konštrukčné riešenie spočíva v tom, že vykurovač je svojou otvorenou čelnou stranou pripojený bezprostredne k bloku motora, takže horúce plyny prúdia bezprostredne pozdĺž vonkajšej strany motora stanovenej plošnej oblasti. Je však taktiež možné vytvoriť vykurovač tak, že je na svojej čelnej strane opatrený kovovou uzatváracou doskou, ktorá je upevnená na bloku motora, takže spaľovacie plyny neprúdia bezprostredne po bloku motora, avšak prestup tepla sa deje prostredníctvom uzatváracej dosky a až potom vonkajšou stenou bloku motora.

Pokiaľ sa ohrieva chladiaca kvapalina spaľovacieho motora v určitej plošnej oblasti prostredníctvom vonkajšej steny bloku motora, nastáva pôsobením termosifónového účinku cirkulácia chladiacej kvapaliny aj bez chodu obvyklého, s motorom spojeného čerpadla chladiacej kvapaliny. Na zvýšenie obehu chladiacej kvapaliny možno upraviť elektricky poháňané prídavné obehové čerpadlo chladiacej kvapaliny, ktoré sa však zapína len vtedy, pokiaľ nie je čerpadlo chladiacej kvapaliny motora v prevádzke.

Zvlášť výhodné miesto na úpravu zariadenia na prívod tepla je vonkajšia strana bloku motora. Obeh chladiacej kvapaliny prenáša zvonku privedené teplo prakticky do celého motora. K olejovej vani motora sa teplo dostane rozvodom v kove.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález je podrobnejšie vysvetlený na príklade vyhotovenia v spojení s výkresovou časťou.

Jediný obrázok schematicky znázorňuje zvislý rez časťou spaľovacieho motora so zariadením na prívod tepla, ktoré je upevnené zvonka na bloku motora.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Vykurovač 9 má v podstate valcovú spaľovaciu komoru 1, ktorá je prstencovým kotúčom 10 s centrálnym otvorom rozdelená na prvú oblasť a druhú oblasť. V prvej oblasti je usporiadaná zapaľovacia sviečka 3 a vyúsťuje v nej potrubie 4 pre kvapalné palivo. Jemné rozdelenie paliva v prvej oblasti možno zaistiť známymi prostriedkami, napríklad generátorom nadzvukových kmitov. Do druhej oblasti vyúsťuje potrubie 2 privádzaného spaľovacieho vzduchu v dotyčnici. Čerpadlo paliva a dúchadlo spaľovacieho vzduchu môžu byť usporiadané buď bezprostred2 ne na vykurovači 9 alebo inde, pričom v takom prípade môžu byť spojené s potrubiami 4 a 2 ohybnými prípojkami.

Na koniec spaľovacej komory 1, ktorý je na výkrese znázornený ako pravý koniec, nadväzuje škrupinový, s kruhovým prierezom z plechu vytvorený prechodový kus 11. Centrálny vstupný otvor 13 do prechodového kusa 11 má menší priemer ako spaľovacia komora 1. Na svojom prírubovom okraji s väčším priemerom je prechodový kus 11 priskrutkovaný vpravo na vonkajšiu stenu bloku 12 motora. Horúce spaľované plyny, ktoré prúdia centrálnym vstupným otvorom 13 do prechodového kusa 11, omývajú plošnú oblasť bloku 12 motora, ktorá je podstatne väčšia ako prierez spaľovacej komory 1. Spaľované plyny prúdia po ochladení jedným alebo niekoľkými výfukovými nátrubkami 6, ktoré sú usporiadané v podstate radiálne a smerujú od bloku 12 motora von z prechodového kusa 11.

Plošná oblasť vonkajšej steny bloku 12 motora, ktorá je obtekaná spaľovanými plynmi, je opatrená rebrami 5. Tieto rebrá 5 môžu byť totožné s rebrami na bloku 12 motora na jeho vystuženie.

Alternatívne je možné usporiadať na väčšej čelnej strane prechodového kusa 11 kovovú uzatváraciu dosku 14, ktorá je upevnená plošne na najmä rovnej plošnej oblasti vonkajšej steny bloku 12 motora. Táto uzatváracia doska 14 môže byť na svojej strane, ktorá je privrátená ku spaľovacej komore 1, opatrená rebrami. V bloku 12 motora, ktorý je aspoň v niektorých častiach vytvorený so zdvojenou stenou, je vytvorený priestor pre chladiacu kvapalinu 7.

Na bloku 12 motora je upevnený teplotný snímač

8. Akonáhle teplotný snímač 8 zistí prekročenie určenej medznej teploty, vykurovač 9 sa vypne. Je samozrejme možné upraviť ovládanie celého zariadenia aj tak, že akonáhle zisti teplotný snímač 8 pokles teploty pod stanovenú medznú teplotu, vykurovač 9 sa opäť zapne.

Aby sa udržali tepelné straty pri prestupe tepla do okolia na čo najnižšej hodnote, môžu byť spaľovacia komora 1 a prechodový kus 11 na svojej vonkajšej strane neznázomeným spôsobom tepelne izolované, napríklad nanesením dostatočne tepelne odolnej pórovitej plastickej hmoty.

Väčšia pravá čelná strana prechodového kusa 11 môže mať napríklad výšku s hodnotou 30 až 90 % výšky bloku 12 motora a v pozdĺžnom smere motora takú dĺžku, ktorá zodpovedá zhruba priemeru jedného valca až niekoľkým priemerom valca. Táto čelná plocha nemusí byť v podstate kruhová, ale môže mať napríklad tiež tvar zaobleného pravouholníka. Čelný okraj prechodového kusa 11 je prispôsobený tvaru bloku 12 motora.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na prívod tepla do chladiaceho okruhu kvapalinou chladeného motora, ktoré pozostáva z vykurovača tvoreného spaľovacou komorou na spaľovanie paliva a z výmenníka tepla medzi spalinami a chladiacou kvapalinou, vyznačujúce sa tým, že vykurovač (9) má ako pokračovanie spaľovacej komory (1) škrupinovite sa rozširujúci prechodový kus (11), a že vykurovač (9) je pripevnením prechodového kusa (11) na vonkajšej stene bloku (12) motora upevneného priamo na spaľovacom motore.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že prechodový kus (11) má kovovú uzatváraciu dosku (14), ktorá je plošne upevnená na bloku (12) motora.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že uzatváracia doska (14) je vo vnútri rebrovaná.
4. 4. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že spaľovacia komora (1) je na svojej vonkajšej strane opatrená tepelnou izoláciou.
5. 5. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že prechodový kus (11) je na svojej vonkajšej strane opatrený tepelnou izoláciou.