UA148466U - Система підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі двигуна внутрішнього згорання при використанні спиртових та спиртовмісних палив - Google Patents

Abstract

Система підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі двигуна внутрішнього згорання при використанні спиртових та спиртовмісних палив, що складається з двигуна внутрішнього згорання, теплообмінника з тепловим акумулятором фазового переходу, датчика температури, розташованого у впускному колекторі, триходового розподільного крана, блока управління, причому паралельно штатному впускному повітропроводу розташовано байпасний канал, в який встановлено теплообмінник з тепловим акумулятором фазового переходу.

Description

Корисна модель належить до двигунобудування, зокрема до методів поліпшення пуску холодного транспортного двигуна та систем для їх реалізації при використанні спиртових та спиртовмісних палив.

Відома автоматична система для забезпечення нагрівання та випаровування спиртових палив для забезпечення пуску холодного двигуна внутрішнього згорання (11.

Система складається з багатоциліндрового двигуна внутрішнього згорання, камери з електричним нагрівачем (для нагріву і випаровування палива) з'єднаної з впускним колектором, форсунки холодного пуску (для подачі палива в камеру з електричним нагрівачем), датчика температури (для визначення температури охолоджувальної рідини в системі охолодження двигуна).

Принцип роботи системи полягає в наступному:

При пуску холодного двигуна внутрішнього згорання (на підставі показань датчика температури охолодної рідини), подається напруга на електричний нагрівач. Далі через форсунку холодного пуску, з затримкою 1...5 с починається подача палива в нагрівальну камеру. Температура в нагрівальній камері швидко підвищується, і паливо, яке надходить через форсунку холодного пуску, нагрівається і випаровується. Паливо, яке випарувалося, надходить у впускний колектор, де змішується з повітрям з навколишнього середовища. Приготована паливо-повітряна суміш надходить в циліндри двигуна, що і забезпечує пуск холодного двигуна внутрішньою згорання. Після пуску двигуна внутрішнього згорання, робота нагрівача і форсунки холодного пуску триває (режим прогріву). До моменту відновлення температурного режиму двигуна (режими пуску холодного двигуна і прогріву) паливо через основні паливні форсунки не подається.

Після відновлення температурного режиму двигуна внутрішнього згорання (на підставі показань датчика температури охолодної рідини в системі охолодження двигуна), подача напруги на електричний нагрівач і форсунку холодного пуску припиняється. Паливо починає подаватися через основні паливні форсунки.

Недоліком такої системи є те, що її застосування вимагає внесення суттєвих змін в конструкцію двигуна та його систем, при роботі двигуна в умовах досить низьких температур вказана система може стати неефективною, тому що крім втрати теплоти, значна кількість

Зо спирту може конденсуватися на стінках впускного колектора, а також кількість палива, яке випарувалося, може бути недостатнім для стабільної роботи холодного двигуна, в зв'язку з неможливістю швидкого нагріву палива всередині невеликого об'єму камери з електричним нагрівачем.

Також відома система розігріву повітря для забезпечення пуску холодного двигуна внутрішнього згорання при роботі на спиртових паливах |21І.

Система складається з турбіни з електричними нагрівачами, пов'язаної з дросельною заслінкою трубопроводом - для циркуляції розігрітого повітря в системі живлення двигуна повітрям. Система також включає в себе трубопроводи і клапани, керовані електронним блоком управління.

Принцип роботи системи полягає в наступному:

Перед пуском холодного двигуна турбіна з електричними нагрівачами починає примусову циркуляцію нагрітого в турбіні повітря через систему живлення двигуна повітрям (турбіна активується електронним блоком управління). Охолоджене повітря входить знову в турбіну і нагрівається. При цьому система живлення двигуна повітрям повністю заповнюється повітрям з оптимальною температурою для забезпечення нагрівання і випаровування спирту (приготування паливо-повітряної суміші необхідного складу) перед входом в циліндри двигуна.

Надходження спирту може бути через основні форсунки і/або форсунку холодного пуску.

У режимі пуску (при провертанні колінчастого вала двигуна) турбіна і електричні нагрівачі продовжують працювати. Розігріте повітря не повертається в турбіну, а надходить в циліндри двигуна, оптимізуючи нагрів, випаровування і згорання спирту в умовах низьких температур.

У режимі прогріву холодне повітря, яке проходить через повітряний фільтр, нагрівається в турбіні і далі через дросельну заслінку, впускний колектор надходить в циліндри.

Для рециркуляції розігрітого повітря (до пуску) і його використання в режимі прогріву двигуна (після пуску) в системі використані клапани, керовані електронним блоком управління.

Турбіна, також може бути використана (в залежності від її потужності) для підвищення тиску у впускному колекторі і поліпшення об'ємної продуктивності двигуна (підвищення ефективності роботи двигуна і зниження витрати палива). Після прогріву двигуна, електричні нагрівачі розташовані в турбіні відключаються, холодне повітря забезпечує більш високу об'ємну продуктивність.

Недоліком такої системи є складність конструкції, її застосування вимагає внесення суттєвих змін в конструкцію двигуна та його систем, робота турбіни і електричних нагрівачів вимагає додаткового використання електричної енергії акумуляторної батареї під час їх роботи (непродуктивні втрати електричної енергії).

Задачею корисної моделі, запропонованої авторами, є розробка системи, що забезпечує автоматичне підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі насамперед, в режимах пуску холодного двигуна і прогріву використанням частини вторинних енергоресурсів двигуна внутрішнього згорання (ДВЗ), застосуванням теплового акумулятора фазового переходу (ТАФП) без внесення істотних змін у конструкцію і системи двигуна.

Для вирішення зазначеної задачі запропонована система підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі двигуна внутрішнього згорання при використанні спиртових та спиртовмісних палив, що складається з двигуна внутрішнього згорання, теплообмінника з тепловим акумулятором фазового переходу, датчика температури, розташованого у впускному колекторі, триходового розподільного крана, блока управління, причому паралельно штатному впускному повітропроводу розташовано байпасний канал, в який встановлено теплообмінник з тепловим акумулятором фазового переходу.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де система підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі двигуна внутрішнього згорання при використанні спиртових та спиртовмісних палив складається (кресл.) з ДВЗ 1, повітроочисника 2, який через триходовий розподільний кран З з'єднаний двома каналами з двигуном, один з яких спрямовує повітря в штатний повітропровід, а другий - в теплообмінник з тепловим акумулятором фазового переходу 4, блока управління (БУ) 5 температурою у впускному колекторі, датчика температури повітря у впускному колекторі (Іпов), датчика температури охолодної рідини (ох), датчика навантаження (Ме), триходового розподільного крана 6 та трубопроводів.

У корисній моделі як теплообмінник 4 (кресл.) запропоновано використання двоходового теплового акумулятора фазового переходу кожухотрубчатого типу з коробчастим кожухом, що зумовлено простотою конструкції і надійністю ІЗЇ. Під час роботи двигуна 1 триходовий розподільний кран 6 спрямовує потік теплоносія (відпрацьовані гази) через ТАФП 4, віддаючи йому частину теплової енергії. Впродовж утримання транспортного засобу в умовах низьких

Зо температур навколишнього повітря триходовий розподільний кран 6 перекриває канал і ТАФП забезпечує зберігання накопиченої в теплоакумулюючому матеріалі теплової енергії.

Під час роботи двигуна 1 до блока управління 5 температурою повітря во впускному колекторі надходять сигнали від датчиків температури охолодної рідини Їох та температури у впускному колекторі Іплов. В залежності від рівня цих сигналів автоматична система дозволяє підтримувати оптимальну температуру повітря у впускному колекторі насамперед в режимах пуску холодного двигуна та прогріву.

Запропонована система забезпечує наступні режими функціонування (кресл.): в режимах пуску холодного двигуна та прогріву (ох « 40"С). БУ 5 подає сигнал на виконавчий механізм триходового розподільного крана 3, який спрямовує повітря з повітроочисника 2 через теплообмінник 4, що призводить до збільшення температури повітря у впускному колекторі двигуна до близько 60 "С, що сприятливо впливає на випаровування спиртовмісних палив; в режимах холостого ходу, часткових навантажень та температурі повітря у впускному колекторі двигуна, яка визначається датчиком температури їлов менш ніж 60 "С та більш ніж 40 "С, триходовий розподільний кран З за сигналом БУ 5 спрямовує повітря з повітроочисника 2 у двигун одночасно за двома напрямами по штатному повітропроводу та по байпасному каналу через теплообмінник 4 для підтримання температури у впускному колекторі в межах, що забезпечує більш якісне протікання робочого процесу; в режимах розгону та повного навантаження (Мі, -» тах) триходовий розподільний кран З за сигналом БУ 5 спрямовує повітря з повітроочисника 2 в штатний повітропровід, що призводить до збільшення коефіцієнта наповнення, а отже і потужності двигуна.

Підтвердженням вирішення поставленої задачі є наступне: запропонована система підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі двигуна внутрішнього згорання при використанні спиртових та спиртовмісних палив забезпечує автоматичне підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі, насамперед в режимах пуску холодного двигуна і прогріву, і на відміну від раніше розглянутих дозволяє з застосуванням ТАФП зменшити непродуктивні втрати електричної енергії акумуляторної батареї та не вимагає внесення істотних змін у конструкцію і системи двигуна.

Джерела інформації: 1. Раїєпі Ме УР 4773844 В2 /Б020 19/08 (2006.01), РО20 41/02 (2006.01), РО20 41/06 (2006.01), РО20 45/00 (2006.01), РО2М 31/12 (2006.01) /плегпа! сотривіп епдіпе ивіпу ие сопіаіпіпа аісопої а5 таїп сотропепі /Рибіїсайоп 2011.09.14. 2. Раїєпі Мо 05 009046064 В2 /г02М 53/02 (2006.01), РО2М 53/06 (2006.01), РО2М 69/04, (2006.01), Р02М 19/04 (2006.01) /Соїа віап ир айхіїагу зузієт ог аісопої! апа Лех епаіпе5 м/йй аїг- іпієї апа аісонпої магт ир /Рибіїсайоп 2015.06.02.

З. Патент 129967 ОА, МПК: РО2М 19/00 (2018.01) /Система підігріву повітря на впуску двигуна внутрішнього згорання з тепловим акумулятором фазового переходу /Гутаревич Ю.Ф.,

Тріфонов Д.М., Сирота О.В., Шуба Є.В., Кухтик И.О. Опубл. 26.11.2018, Бюл. Мо 22.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Система підтримання оптимальної температури повітря у впускному колекторі двигуна внутрішнього згорання при використанні спиртових та спиртовмісних палив, що складається з двигуна внутрішнього згорання, теплообмінника з тепловим акумулятором фазового переходу, датчика температури, розташованого у впускному колекторі, триходового розподільного крана, блока управління, яка відрізняється тим, що паралельно штатному впускному повітропроводу розташовано байпасний канал, в який встановлено теплообмінник з тепловим акумулятором фазового переходу. 2 7 Щ шк шко їв» ами В: я т НН, ення ПІ тя ПЕНІ ІТИ ШЕ ПІ ПЕ ТЕ сет оо плят т С лен, АОМ кстітт Хюві у п ії о --- Ед з ше шана Ши ШИ ше як Мн.

   ВЕНя -к я ери я п нини й тин ши ш ПТ т ТІ || НИ ї ншшщ : скящи БЕК ШК рот дн то 2 2 22. ВІДПрАДЬОВВНІ еАПИПО ПЛ ПП ЛИ НЕД ТІ ОЖ пролом опо пло пи ники ОГО рве лі ло пп я КЕ виш ши тати МО в.