Пристрій для прискореного пуску двигуна внутрішнього згоряння

Винахід відноситься до області машинобудування, зокрема, до двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) і може знайти застосування в системах передпускової підготовки ДВЗ. Відомий пристрій для полегшення запуску ДВЗ [1], що містить джерело тепла, виконане у вигляді дорогого рідинного підігрівника, до якого підключені нагрівачі корінних підшипників колінчастого валу (KB), розміщені в картері двигуна в безпосередньому контакті з кришками цих підшипників, і нагрівач масла, що виконаний у вигляді змієвикової трубки з зовнішніми ребрами для збільшення теплопередавальної поверхні, і розміщений у піддоні двигуна навколо маслоприймача. Недоліками такого пристрою є велика матеріалоємність і дорожнеча системи передпускового підігріву, значні втрати теплової енергії в теплопроводах від підігрівника до нагрівачів, неефективне нагрівання масла, що надходить через маслоприймач у двигун у зв'язку з конвекцією теплового потоку знизу нагору і переважним розігрівом верхніх шарів масла, що не попадають до вузлів тертя двигуна в процесі пуску. Більш близьким по реалізації технічних ідей до заявленого пристрою є пристрій для полегшення пуску ДВЗ за заявкою [2], у якому як нагрівачі корінних підшипників KB застосовані саморегулюючі позисторні керамічні елементи, підключені через керований контактор до джерела електроживлення. Однак при використанні цього пристрою не забезпечується передпусковий підігрів моторного масла в піддоні двигуна, що знижує ефективність його пуску. Задачею даного винаходу є підвищення ефективності пуску ДВЗ при мінімізації витрат енергії на його передпускову підготовку. При цьому досягається технічний результат, який полягає в тому, що у пристрої для прискореного пуску двигуна вн утрішнього згоряння, який містить підключені через керований контактор до джерела електроживлення (ДЕ) об'єкта застосування двигуна нагрівачі передпускового підігріву корінних підшипників колінчастого валу, що являють собою розташовані на торцевій поверхні кожної підвіски колінчастого валу саморегулюючі позисторні нагрівні елементи та маслоприймач, розташований у піддоні двигуна і безпосередньо з'єднаний трубопроводом з усмоктувальною порожниною масляного насоса, уведені такі нові ознаки: - маслоприймач виконано у вигляді маслозабірного відсіку, усередину якого введено коробчастий каркас, виконаний з перфорованого металу високої теплопровідності, денце якого містить нагрівачі передпускового підігріву моторного масла, що являють собою розташовані напроти один одного з обох сторін денця аналогічні плоскі позисторні нагрівні елементи притиснуті знизу до зовнішньої поверхні денця каркасу маслозабірника через підпружинений контакт джерела електроживлення, а зверху - до внутрішньої поверхні через контакт зі збільшеною поверхнею теплопередачі, причому нагрівачі моторного масла підключені до джерела електроживлення через додатково уведений другий керований контактор, а контакт зі збільшеною поверхнею теплопередачі одночасно слугує накопичувачем тепла, що передається моторному маслу в процесі пуску; - внутрішній об'єм коробчастого каркасу, денце якого містить нагрівачі передпускового підігріву моторного масла, складає 0,60...0,80 об'єму маслозабірного відсіку, в якому підігрівається масло, а об'єм маслозабірного відсіку, у свою чергу, дорівнює 0,10...0,15 об'єму заповнюваної маслом частини піддона двигуна; - саморегулюючі позисторні керамічні нагрівні елементи нагрівачів корінних підшипників колінчастого валу та нагрівачів моторного масла виконані зі зменшеною пористістю кераміки при збереженні високої температури переключення (150...160°С) за рахунок часткової заміни у її складі іонів барію іонами плюмбуму: (Ba1-x. yPb yYx)TiO 3; 0,05£у£0,15; 0,002£х£0,006 та введення акцепторної домішки оксиду мангану і склофази на основі PbO-SiO2, при цьому необхідний склад кераміки забезпечується наступним масовим співвідношенням компонентів, що входять у її склад (мас. %): ВаО 67,8 76,8; PbTiO3 8,3 18,6; ТіО2 13,2 14,9; Y2 O3 0,09 0,28; МnО 0,002 0,004; скло (PbO-SiO2) 0,02 0,04. Винахід пояснюється графічним матеріалом, де: - на Фіг.1 представлений пристрій, що заявляється; - на Фіг.2 зображено маслозабірний відсік піддона ДВЗ, що підігрівається. Пристрій містить джерело електричної енергії (акумулятор об'єкта застосування ДВЗ 1 (Фіг.1) чи якенебудь стороннє джерело електроживлення тієї ж робочої напруги), встановлені на кожну з корінних підвісок 2 колінчастого валу 3 нагрівачі 4 на базі позисторних нагрівальних елементів 5 і встановлений у піддон 6 ДВЗ маслозабірний відсік, що підігрівається 7 (Фіг.2). Нагрівачі 8 (Фіг.1) цього відсіку виконані на базі аналогічних нагрівачам підвісок 2 плоских позисторних нагрівальних елементів 5, що розташовані з обох сторін денця 9 (Фіг.2) маслозабірника навпроти один одного. При цьому нижні нагрівальні елементи 5 нагрівачів моторного масла безпосередньо притискаються до зовнішньої поверхні денця 9 маслозабірника корпусом 10 нагрівача через пружину 11, одночасно притискаючу контакт 12 ДЕ. Верхні нагрівальні елементи 5 притискаються до внутрішньої поверхні того ж денця 9 аналогічним чином, але через оригінальний контакт 13 збільшеної теплопередаючої поверхні, який одночасно слугує додатковим накопичувачем тепла, переданого моторному маслу в процесі пуску. Основним же накопичувачем цього тепла є поміщений усередину маслозабірного відсіку 7 коробчастий каркас 14, виконаний з перфорованого металу високої теплопровідності і складаючий одне ціле з несучим нагрівачем моторного масла денцем 9 маслозабірника. Підключення нагрівачів моторного масла 8 (Фіг.1) до джерела електроживлення 1 здійснюється ключем 15 через керований контактор 16. Внутрішній об'єм коробчастого каркасу 14 (Фіг.2) складає 0,60...0,80 об'єму маслозабірного відсіку 7, а об'єм цього відсіку, у свою чергу, дорівнює 0,10...0,15 об'єму заповнюваної маслом частини піддона 6 (Фіг.1) ДВЗ. Пристрій працює таким чином. Перед проведенням щоденного обслуговування об'єкта застосування ДВЗ вмикають масу і ключ 15. За короткий час (до 1 хвилини) позисторні елементи 5 нагрівачів 8 нагріваються до робочої температури 140... 160°С і автоматично перемикаються на режим мінімального споживання енергії, підтримуючи досягнуту температуру, що виключає окислювання моторного масла і руйнування його присадок. У цьому режимі вимикають ключ 17, підключаючи через контактор 18 до ДЕ нагрівачі 4 корінних підшипників KB. Після проведення щоденного обслуговування роблять пуск ДВЗ і вимикають ключі 15 і 17. Експериментально встановлено, що при початковій потужності в момент включення одного нагрівального елемента 80...120Вт темп розігріву моторного масла чотирма нагрівальними елементами в достатньому для пуску ДВЗ обсязі (0,10...0,15 обсягу всього масла в піддоні) складає 6...8°С/хв. Пристрій в однаковій мірі може бути застосовано для ДВЗ із сухим картером. У цьому випадку маслозабірний відсік, що підігрівається, розміщується в масляному баці. Пропозиція, що заявляється, не може бути закінченою без указівки концентраційних меж вихідних компонентів тієї кераміки, що забезпечує те хнічні характеристики позисторних нагрівальних елементів. У цієї кераміки зменшено пористість при збереженні високої температури переключення (150-160°С) за рахунок часткової заміни у її складі іонів барію іонами плюмбуму: (Ва1-x. yPbyYx)TiO3; 0,05£y£0,15; 0,002£х£0,006 та введення акцепторної домішки оксиду мангану і склофази на ос нові PbO-SiO2. Оптимальні характеристики нагрівачів забезпечуються наступним масовим співвідношенням компонентів, що входять у склад цієї кераміки (мас. %): ВаО 67,8 76,8; PbTiO3 8,3 18,6; ТіО2 13,2 14,9; Y2 O3 0,09 0,28; МnО 0,002 0,004; скло (PbO-SiO2) 0,02 0,04. Порівняння з існуючою керамікою приведено в таблиці 1. Таким чином, використання пропозиції, що заявляється, дозволяє підвищити ефективність пуску двигуна, мінімізувавши матеріалоємність його пускових систем і тим самим значно здешевити їхнє виготовлення. Це характеризує заявлену пропозицію високоефективною. Джерела інформації: 1 Авторське свідоцтво СРСР №1068603, кл. F01M5/02; F02N17/02, 1984. Бюл. №3. 2 Заявка на винахід в Укрпатент №2002064900, кл. F02M17/00; F01M5/02, 2002 (прототип).