Способ и устройство для облегчения запуска дизеля при низких температурах

(51) 02 31/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ используется энергия сохраненной теплоты охлаждающей жидкости, накопленной в процессе предыдущей работы ДВС. Охлаждающая жидкость податся в блок дизеля, за счт этого увеличивается к.п.д. разогрева стенок камеры сгорания и гильз цилиндров, радиатор системы охлаждения временно отключается,перекрытием патрубков. Для улучшения условий топливоподачи в момент запуска и прогрева дизеля до рабочих температур,топливо податся непосредственно к головке топливного насоса высокого давления из отсека ТА устройства. Устройство состоит из ТА, гидроарматуры и блока управления. ТА состоит из двух устройств,объединенных в общем корпусе устройства для охлаждающей жидкости и устройства для подогрева топлива имеющих общую стенку. Гидроарматура обеспечивает быстрое и простое подсоединение(отсоединение) трубопроводов к системам дизеля. Блок управления предназначен для управления электрическими цепями устройств теплового аккумулятора.(72) Нурманов Жамбыл Шайкенович Абенов Дугали Асемжарович Кулушов Сералы Шорманович Нурманов Азамат Сартаевич(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ(57) Изобретение относится к способам и устройствам предпускового подогрева двигателей внутреннего сгорания, а именно дизелей с жидкостным охлаждением в условиях эксплуатации машин при отрицательных температурах. Цель изобретения обеспечение непродолжительного, надежного запуска и прогрева ДВС с жидкостным охлаждением, экономия топлива в период прогрева, снижение энергозатрат. Указанная цель достигается тем, что перед первым запуском после межсменной стоянки, 21134 Изобретение относится к способам и устройствам предпускового подогрева двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а именно дизелей с жидкостным охлаждением в условиях эксплуатации машин при отрицательных температурах. Известен способ предпускового подогрева ДВС 1 с помощью установленной на мобильной машине системы предпусковой тепловой подготовки,содержащей котел-подогреватель, работающий на бензине или дизельном топливе, вентилятор с электродвигателем,топливную аппаратуру,трубопроводы подвода и отвода охлаждающей жидкости, трубопроводы отвода отработанных газов к масляному поддону двигателя и приборы управления работой подогревателя. За счет теплоты,выделяемой в котле-подогревателе при сжигании бензина или дизельного топлива, обеспечивается нагрев охлаждающей жидкости системы охлаждения ДВС. Охлаждающая жидкость, постоянно циркулируя через теплообменник котлаподогревателя, нагревается и переносит теплоту,отдавая ее деталям двигателя. Одновременно обеспечивается подогрев моторного масла ДВС путем обтекания отработавших газов котлаподогревателя масляного поддона двигателя. При данном способе предпускового разогрева ДВС к.п.д. потребляемого топлива низкое, имеют место повышенная пожароопасность и сложность в эксплуатации. Известен способ предпускового подогрева двигателя с помощью установленной на мобильной машине системы предпусковой тепловой подготовки 2 и содержащей тепловой аккумулятор (ТА) фазового перехода, утилизирующий тепловую энергию отработавших газов и/или охлаждающей жидкости двигателя. Теплота отработавших газов и охлаждающей жидкости двигателя работающего в условиях отрицательных температур окружающей среды утилизируются и аккумулируются в ТА за счет фазового превращения теплоаккумулирующего материала из твердого состояния в жидкое. Разогрев ДВС перед пуском происходит за счет теплоты, выделяемой в ТА при кристаллизации теплоаккумулирующего материала и переносимой охлаждающей жидкостью системы охлаждения двигателя по замкнутому контуру теплообменник ТА - блок двигателя. При реализации данного способа хранение накопленной от двигателя внутреннего сгорания тепловой энергии ограничено во времени, а также требуется применение в нем специального теплоаккумулирующего материала фазового перехода. Наиболее близким техническим решением,выбранным, в качестве прототипа является способ с применением устройства облегчения пуска двигателя (УОПД) под маркой АвтоТерм 3. Оно работает автономно и не требует приложения дополнительной энергии от постороннего источника теплоты. Основным элементом УОПД является термос для охлаждающей жидкости, который представляет собой двухкорпусной цилиндрический сосуд с 2 высокоэффективной вакуумно-порошковой изоляцией. Охлаждающая жидкость, нагретая от работающего двигателя до рабочей температуры (85-90 С), перекаченная в этот своеобразный ТА,сохраняет теплоту. Перед запуском холодного двигателя включают электронасос,который закачивает теплую жидкость в двигатель. В ТА дополнительно размещены капсулы с плавящимся материалом. Нагретая от работающего двигателя охлаждающая жидкость, омывая капсулы, передает им тепло, а вещество, заключенное в капсулах,плавится и его аккумулирует. Общим недостатком перечисленных способов является то, что они не обеспечивают подогрев топлива. За время межсменной стоянки температура двигателя уравновешивается с температурой окружающей среды, при этом топливо и микрочастицы воды, а также парафин забивают поры фильтрующих элементов, поэтому своевременная подача топлива в систему питания при запуске и прогреве могут быть затруднены. На прогрев ДВС требуется от 30-ти до 60-ти минут, дополнительное аккумулирование теплоты в капсулах усложняет конструкцию и удорожает цену прототипа. Сущность изобретения заключается в обеспечении непродолжительного,надежного запуска и прогрева ДВС с жидкостным охлаждением, экономии топлива в период прогрева(т.е. снижения энергозатрат), при котором для первого запуска используется сохраненная энергия теплоты охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость с сохраненной теплотой подают из теплового аккумулятора в блок дизеля, при этом радиатор дизеля отключают путм перекрытия патрубков. Технический результат достигается тем, что перед запуском охлаждающая жидкость с сохраненной теплотой из ТА податся в блок дизеля, радиатор отключается от системы охлаждения, перекрытием верхнего и нижнего патрубков. В момент пуска и дальнейшего прогрева дизеля до рабочих температур подача топлива проводится непосредственно к головке топливного насоса высокого давления (ТНВД) напрямую из отсека устройства ТА. При этом из цепи системы питания дизеля временно отключаются топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки. Подача охлаждающей жидкости с сохраненной теплотой в блок дизеля позволяет увеличить к.п.д. разогрева,поскольку разогрев стенок камеры сгорания и гильз цилиндров происходит изнутри, а не от наружной поверхности стенок блока дизеля. Количество подогретого топлива в отсеке ТА, достаточно для прогрева двигателя, при этом подкапотное пространство и, следовательно, корпусы фильтров тонкой и грубой очистки топлива нагреваются до температур исключающих негативное влияние парафинов, кристаллов льда и повышается топливная экономичность процесса. На фиг. 1 представлен общий вид устройства реализующее данный способ. ТА 1 состоит из двух устройств, объединенных в общем корпусе устройства для охлаждающей жидкости 4, куда 21134 податся нагретая охлаждающая жидкость из блока системы охлаждения двигателя после его остановки и устройства для подогрева топлива 5 заполняемое дизельным топливом из системы питания, где оно нагревается через совмещенную стенку устройства от нагретой охлаждающей жидкости. Гидроарматура 3 обеспечивает быстрое и простое подсоединение (отсоединение) трубопроводов к системам дизеля. Блок управления 2 предназначен для управления электрическими цепями устройств теплового аккумулятора. Осуществление способа облегчения запуска дизеля поясняется схемой (фиг. 2),где а - схема системы охлаждения дизеля в схема системы питания с - схема устройства. В конце смены перед остановкой двигателя машины ТА размещают в удобном для использования месте (в кабине или около трактора). Закачивают топливо в ТА. Для этого соединяют кран К 8 топливной системы с устройством для подогрева топлива соединением СБЗ. Открывают краны К 9 и К 8. При заполнении устройства для подогрева топлива краны К 9 и К 8 перекрывают в первоначальное положение. Степень заполнения бака контролируют устройством УЖ 2. Перед тем как сливают охлаждающую жидкость в ТА,температура е должна находиться в пределах рабочей, т.е. 70-90 С. Останавливают дизель,сливают охлаждающую жидкость в ТА, для этого патрубками или шлангами соединяют кран К 4 блока и насос Н 4 емкости Б 4 для ОЖ, соединением СБ 1. Открывают кран К 4. Включают насос Н 4 и перекачивают ОЖ в емкость Б 4. ОЖ не должна оставаться в блоке двигателя и попадать в него из радиатора, для этого после остановки дизеля перекрывают патрубки радиатора кранами К 2 и КЗ. Выключают насос и отсоединяют шланги. Перед запуском дизеля подсоединяют патрубками насос Н 4 емкости Б 4 устройства для ОЖ, с краном блока К 4 и насос Н 5 емкости Б 5 устройства для дизельного топлива с системой топливоподачи минуя фильтр тонкой очистки Ф 2 к топливному насосу высокого давления. Включают насос Н 4 для заполнения ОЖ системы охлаждения двигателя и насос Н 5 для заполнения системы питания дизельным топливом. После заполнения блока системы охлаждения выключают насос Н 4 и закрывают кран К 4. Для того чтобы предохранить насос Н 5 от перегрузки предусмотрена байпасная линия. Перед запуском дизеля закрывают кран К 5,чтобы топливо из основного бака не поступало к системе питания. Перекрывают краны К 8 и К 9, чтобы излишки топлива от перепускного клапана подавались не к подкачивающему насосу НЗ трактора, а обратно в емкость Б 5 устройства для подогрева топлива. Запускают и прогревают двигатель. После прогрева двигателя, чтобы обеспечить наджную подачу топлива из топливозаборника бака перекрывают кран К 8 и подогретое топливо из мкости Б 5 устройства для подогрева топлива податся в бак трактора Б 2. Смешиваясь с холодным топливом, оно разогревает его. Наличие количества топлива в устройстве для подогрева контролируют датчиком УЖ 2. Открывают краны К 5 и кран К 9 в первоначальное положение, выключают насос Н 5 отсоединяют шланги ТА от системы охлаждения и топливоподачи. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества 1. Сохраняется энергия теплоты охлаждающей жидкости, накопленной во время работы машины в течение смены. 2. Подача охлаждающей жидкости в блок дизеля из ТА, позволяет уменьшить время разогрева деталей цилиндропоршневой группы, поскольку разогрев происходит изнутри, а перекрытие нижнего и верхнего патрубков радиатора уменьшает теплопотери в окружающую среду. 3. Подача разогретого топлива из ТА к ТНВД,временное отключение топливного бака и фильтров очистки топлива увеличивает наджность подачи топлива к форсункам во время запуска и прогрева ДВС. 4. Подача остатков разогретого топлива из ТА в топливозаборник бака снижает негативное влияние кристаллов парафина в топливе после прогрева и увеличивает топливную экономичность. Источники информации 1. Тракторные дизели под общ. ред. Б.А Взорова М. Машиностроение, 1981, с. 410. 2. Гулин С. Д., Шульгин В.В., Агафонов Способ предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания 2150020 02 27/05, 2000. 3. . .ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ облегчения запуска дизеля при низких температурах, при котором для первого запуска используется сохраненная энергия теплоты охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость с сохраненной теплотой подают из теплового аккумулятора в блок дизеля,при этом радиатор дизеля отключают путем перекрытия патрубков. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно в тепловом аккумуляторе подогревают дизельное топливо в устройстве для подогрева топлива, через совмещенную стенку с устройством для охлаждающей жидкости. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подогретое топливо из теплового аккумулятора подают к топливному насосу высокого давления.