Система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля содержит штатную водяную систему охлаждения основного дизеля (15), водотопливный теплообменник (27), вспомогательный дизель-генератор малой мощности (1), на валу которого установлен водяной насос (5), связанный с газоводяным теплообменником (3), камеру сгорания (4), оборудованную форсункой (28), свечей зажигания (29) и подключенную к вентилятору (30). Газоводяной теплообменник (3) и водяной насос (5) подключены к радиатору первого контура (14) и к водомасляному теплообменнику (21) и к радиатору второго контура (23) штатной водяной системы охлаждения основного дизеля (15), а также к водотопливному теплообменнику (27), соединенному с радиатором первого контура (14). Вспомогательный топливный бак (32) связан с основным топливным баком (38), а топливной магистралью (39) с камерой сгорания (4) и с вспомогательным дизелем (1). В топливной магистрали (39) установлены электрические подогреватели топлива (40), (46), топливный насос (42), газовый подогреватель топлива (44), соединенный с газоводяным теплообменником (3), топливный фильтр (47), электромагнитный клапан (48). В трубопроводах (9), (16), связывающих радиаторы первого и второго контуров (14), (23) с водяными насосами (55), (56) системы охлаждения основного дизеля, установлены водяные заслонки (57), (58). Технический результат заключается в уменьшении веса и габаритов системы, снижении расхода дизельного топлива. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, касается систем охлаждения и подогрева теплоносителей дизелей тепловозов, а также двигателей внутреннего сгорания других транспортных средств.

Наиболее близким по техническому решению является устройство для поддержания систем двигателей внутреннего сгорания в прогретом и безотказном предпусковом состоянии, содержащее штатную водяную систему охлаждения основного дизеля с водяным насосом, топливную систему с топливоподкачивающим насосом, электрический подогреватель воды, водотопливный теплообменник и аккумуляторную батарею, подключенные к вспомогательному дизель-генератору малой мощности, маслопрокачивающий насос, подогреватель масла, датчики температуры воды и масла, четыре запорных вентиля, шесть электромагнитных контакторов, два электроуправляемых клапана, блок управления, причем система охлаждения вспомогательного дизель-генератора через первый и второй запорные вентили подключена к штатной водяной системе охлаждения основного дизеля, а система топливоподачи вспомогательного дизель-генератора подключена к топливной системе основного дизеля через третий и четвертый запорные вентили и первый и второй электроуправляемые клапаны, электроприводы топливоподкачивающего, маслопрокачивающего, водяного насосов и аккумуляторная батарея подключены через третий, четвертый, пятый и шестой электромагнитные контакторы к генератору вспомогательного дизель-генератора, к которому также подключены через первый и второй электромагнитные контакторы подогреватели воды и масла (патент РФ №69929 U1, МПК F02N 17/6, опубл. 10.01.2008. Бюл. №1).

Недостатками данного устройства являются его сравнительно большие вес и габариты при применении для транспортных средств с дизелями большой мощности ввиду использования электрических подогревателей теплоносителей дизелей (воды, масла), электроприводов насосов и питающего их вспомогательного дизель - генератора, обеспечивающего потребление значительной мощности, а также связанный с этим перерасход дизельного топлива.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение веса и габаритов системы подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля и снижение расхода дизельного топлива.

Технический результат достигается тем, что система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля содержит штатную водяную систему охлаждения основного дизеля, водотопливный теплообменник, вспомогательный дизель-генератор малой мощности. Система снабжена газоводяным теплообменником, связанным трубопроводами с водяным насосом, установленным на валу вспомогательного дизель-генератора, газовым подогревателем топлива и камерой сгорания, оборудованной форсункой, свечей зажигания и подключенной к вентилятору с электроприводом. Газоводяной теплообменник и водяной насос подключены трубопроводами с кранами к секциям радиатора первого контура штатной водяной системы охлаждения основного дизеля, водомасляному теплообменнику и соединенным с ним трубопроводом секциям радиатора второго контура штатной водяной системы охлаждения основного дизеля, к водотопливному теплообменнику, соединенному трубопроводом с секциями радиатора первого контура. Система также снабжена вспомогательным топливным баком, связанным трубопроводами с кранами с основным топливным баком, а топливной магистралью с краном, в которой установлены электрические подогреватели топлива, один из них перед форсункой, топливный насос с электроприводом, газовый подогреватель топлива, топливный фильтр и электромагнитный клапан, соединенным с камерой сгорания, и трубопроводами через обратный клапан с топливопроводами вспомогательного дизеля. Между топливной магистралью и вспомогательным топливным баком подключен электромагнитный клапан, а в трубопроводах, связывающих секции радиаторов первого и второго контуров с соответствующими водяными насосами штатной водяной системы охлаждения основного дизеля, установлены водяные заслонки.

На чертеже представлена схема системы подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля. Система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля содержит вспомогательную дизель-генераторную установку, состоящую из вспомогательного дизеля 1 и генератора 2, газоводяной теплообменник 3, камеру сгорания 4. На валу дизель-генератора установлен водяной насос 5, подключенный с помощью трубопровода 6 к газоводяному теплообменнику 3, который трубопроводом 7 соединен с камерой сгорания 4. Газоводяной теплообменник 3 и водяной насос 5 подключены трубопроводами 8, 9, 10, 11 с кранами 12, 13 к секциям радиатора первого контура (горячего) 14 штатной водяной системы охлаждения основного дизеля 15 тепловоза, трубопроводами 16, 17, 18 с кранами 19, 20 к водомасляному теплообменнику 21 и соединенным с ним трубопроводом 22 секциям радиатора второго контура (холодного) 23 штатной водяной системы охлаждения основного дизеля 15, трубопроводами 24, 25 с краном 26 к водотопливному теплообменнику 27, в качестве которого можно использовать штатный подогреватель топлива основного дизеля 15. Водотопливный теплообменник 27 соединен трубопроводом 10 с секциями радиатора первого контура 14. Камера сгорания 4 оборудована форсункой 28 и свечей зажигания 29. Воздух в камеру сгорания подается вентилятором 30 с приводом от электродвигателя 31. Система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля включает также вспомогательный топливный бак 32, который трубопроводами 33, 34 с кранами 35, 36 и сливным трубопроводом 37 соединен с основным (штатным) топливным баком 38 тепловоза. Из основного топливного бака 38 топливо во вспомогательный топливный бак 32 может подаваться, например, с помощью штатного топливоподкачивающего агрегата (на фигуре не показан). Топливной магистралью 39, в которой установлены электрический подогреватель топлива 40, кран 41, топливный насос 42 с приводом от электродвигателя 43, газовый подогреватель топлива 44, соединенный трубопроводом 45 с газоводяным теплообменником 3, электрический подогреватель топлива 46 перед форсункой 28, топливный фильтр 47 и электромагнитный клапан 48, вспомогательный топливный бак 32 соединен с камерой сгорания 4, а топливной магистралью 39 и трубопроводами 49, 50, с установленным в них обратным клапаном 51, трубопроводом 52 соединен с топливопроводами вспомогательного дизеля 1. Избыток топлива отводится из топливной магистрали 39 через электромагнитный клапан 53 и трубопровод 54. В трубопроводах 9 и 16, соединяющих водяные насосы 55 и 56 штатной водяной системы охлаждения основного дизеля 15 с секциями радиаторов первого 14 и второго 23 контуров охлаждения соответственно, установлены две водяные заслонки 57 и 58.

Система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля работает следующим образом. После остановки основного дизеля 15 запускается вспомогательная дизель-генераторная установка от источника электропитания (на фигуре не показан), например вспомогательной аккумуляторной батареи. Предварительно напряжение от источника электропитания подается к электродвигателю топливного насоса 43 и электрическому подогревателю топлива 40. После включения топливного насоса 42 обеспечивается предпусковой подогрев топлива и прокачка топливной магистрали 39 и вспомогательного дизеля 1. Топливо к топливопроводам вспомогательного дизеля 1 подается из вспомогательного топливного бака 32 по топливной магистрали 39, трубопроводу 49, через обратный клапан 51, по трубопроводу 50. После запуска вспомогательного дизеля 1 от генератора 2 осуществляется дальнейшее электропитание потребителей и сразу же начинает работать водяной насос 5, обеспечивая прокачку воды по замкнутому контуру: водяной насос 5, газоводяной теплообменник 3, водяная система охлаждения тепловоза, водяной насос 5. При этом при закрытых водяных заслонках 57 и 58 вода через кран 12 по трубопроводам 8 и 9 подается в основной дизель 15 и через водяной насос 55 в секции радиатора первого контура 14, а затем по трубопроводу 11 через кран 13 поступает в водяной насос 5. Одновременно через кран 19, по трубопроводам 16 и 17, через водяной насос 56 вода подается в водомасляный теплообменник 21, после чего по трубопроводу 22 поступает в секции радиатора второго контура 23 штатной водяной системы охлаждения основного дизеля 15 и далее по трубопроводу 18 через кран 20 к водяному насосу 5. Кроме того, по трубопроводу 24 вода поступает к водотопливному теплообменнику 27, а затем по трубопроводу 25 через кран 26 и трубопроводу 10 к секциям радиатора первого контура 14.

При работе системы подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля топливо забирается топливным насосом 42 из вспомогательного топливного бака 32 и подается по топливной магистрали 39 к форсунке 28 через электромагнитный клапан 48 управления работой форсунки 28. Из форсунки 28 топливо под давлением впрыскивается в камеру сгорания 4, где попадает на раскаленную свечу зажигания 29 и сгорает в среде воздуха, нагнетаемого вентилятором 30. После камеры сгорания выхлопные газы нагнетаются в газоводяной теплообменник 3, где отдают тепло воде, прокачиваемой водяным насосом 5 по указанному выше замкнутому контуру. Из газоводяного теплообменника 3 отработанные газы по трубопроводу 45 поступают в газовый подогреватель топлива 44, что обеспечивает утилизацию тепла выхлопных газов для подогрева топлива с целью его более полного сгорания, затем отработанные газы поступают в глушитель (на фигуре не показан) основного дизеля 15. Часть топлива через электромагнитный клапан 53 по трубопроводу 54 может отводиться во вспомогательный топливный бак 32.

Первоначально система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля запускается в основной режим работы, что обеспечивает повышение температуры воды в системе охлаждения до максимальной величины, после чего по сигналу датчика температуры (на фигуре не показан) система автоматически переводится на поддержание заданной температуры прогрева - «пониженный» режим работы путем включения электромагнитного клапана 53, обеспечивающего отвод части топлива от форсунки 28 во вспомогательный топливный бак 32. При этом снижается расход топлива, теплопроизводительность и температура воды постепенно понижается до минимального значения, после чего система прогрева автоматически переводится снова в основной режим работы.

Таким образом, обеспечиваются подогрев и поддержание необходимых температур воды, масла и топлива основного дизеля, что позволяет поддерживать его в работоспособном состоянии в холодное время года. Предлагаемое техническое решение позволяет создать систему подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля приемлемых веса и габаритов, снизить расход дизельного топлива, а значит увеличить время работы системы в автономном режиме.

Система подогрева и поддержания температур теплоносителей дизеля, содержащая штатную водяную систему охлаждения основного дизеля, водотопливный теплообменник, вспомогательный дизель-генератор, отличающаяся тем, что она снабжена газоводяным теплообменником, связанным трубопроводами с водяным насосом, установленным на валу вспомогательного дизель-генератора, газовым подогревателем топлива и камерой сгорания, оборудованной форсункой, свечей зажигания и подключенной к вентилятору с электроприводом, при этом газоводяной теплообменник и водяной насос подключены трубопроводами с кранами к секциям радиатора первого контура штатной водяной системы охлаждения основного дизеля, водомасляному теплообменнику и соединенным с ним трубопроводом секциям радиатора второго контура штатной водяной системы охлаждения основного дизеля, к водотопливному теплообменнику, соединенному трубопроводом с секциями радиатора первого контура, а также снабжена вспомогательным топливным баком, связанным трубопроводами с кранами с основным топливным баком, топливной магистралью с краном, в которой установлены электрические подогреватели топлива, один из них перед форсункой, топливный насос с электроприводом, газовый подогреватель топлива, топливный фильтр и электромагнитный клапан, соединенным с камерой сгорания, и трубопроводами через обратный клапан с топливопроводами вспомогательного дизеля, причем между топливной магистралью и вспомогательным топливным баком подключен электромагнитный клапан, а в трубопроводах, связывающих секции радиаторов первого и второго контуров с соответствующими водяными насосами штатной водяной системы охлаждения основного дизеля, установлены водяные заслонки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к узлу камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля. Узел содержит корпус (12) камеры сгорания со стенкой (16), охватывающей камеру сгорания, причем на участке стенки (16) корпуса выполнено отверстие (28) для запального элемента и в отверстии (28) для запального элемента установлен запальный элемент (30) с крепежным участком (44), причем отверстие (28) для запального элемента выполнено с внутренним профилем (54) в виде кругового клина, при этом крепежный участок запального элемента, установленного в этом отверстии, выполнен с наружным профилем в виде кругового клина и находится в крепежном зацеплении с внутренним профилем (54) в виде кругового клина.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к прогреву гидропривода и двигателя машин, работающих в полевых условиях. Устройство содержит корпус для загрузки дров с рядом каналов, в которых расположены транспортирующие стержни, один конец которых выполнен с местом для таблетки, предназначенной для розжига костра, а другой конец содержит ручку для перемещения стержня по каналу.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроприводу машин, работающих в полевых условиях, в частности к гидробакам. Система содержит контур тепловой подготовки гидропривода, включающий штатный гидробак, насос, гидрораспределитель, гидродвигатель.

Изобретение может быть использовано в предпусковых и вспомогательных теплоэнергетических установках транспортных средств для одновременного производства тепла и электроэнергии.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен электрический нагреватель дизельного топлива или моторного масла включающий: внешнюю оболочку (2), нагревательные стержни (1) и регулятор температуры (3).

Изобретение относится к устройствам для облегчения запуска автомобильных двигателей внутреннего сгорания при низких температурах воздуха в зимний период за счет предпускового разогрева охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к устройствам для нагрева дизельного топлива в топливном баке транспортного средства. Предложено автономное устройство для нагрева дизельного топлива в топливном баке 16, содержащее теплообменник 1 и систему 2 подачи и регулирования параметров теплоносителя.

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для улучшения пусковых качеств дизельных двигателей в условиях низких температур. Техническим результатом является сокращение времени и затрат энергии на подготовку дизельного двигателя к пуску.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Электрический подогреватель топлива, содержащий корпус, выполненный в форме болта с полостью в его стержне, входными и выходными отверстиями, турбулизатор, керамический нагревательный элемент, нихромовую спираль, последовательно соединенную с керамическим нагревательным элементом, и кожух.

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено в качестве вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для поддержания их двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, нагрева воздуха в кабинах и снабжения бортовой сети электроэнергией.
Изобретение относится к пуску резервных средне- и малооборотных двигателей внутреннего сгорания. Способ экстренного автоматического пуска поршневого двигателя внутреннего сгорания включает прокачку двигателя смазочным маслом от внешнего насоса через штатные трубопроводы, готовность к пуску двигателя и пуск двигателя, при этом прокачку смазочным маслом осуществляют с интервалом от двух до восьми часов и длительностью от 30 до 60 секунд. Изобретение обеспечивает снижение затрат времени и энергии на подготовку к пуску резервных двигателей.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к двигателестроению и, в частности, к системам жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания со средствами для предпускового подогрева охлаждающей жидкости, а также аккумулирования тепла отработавших газов в условиях низких температур для обеспечения оптимального теплового режима во всем диапазоне работы. Система поддержания оптимального теплового режима двигателя внутреннего сгорания дополнительно оборудована абсорбционным повышающим трансформатором, генератор и испаритель которого подключены к газовыпускному трубопроводу через управляемые заслонки, абсорбер подключен в контур подогрева системы охлаждения между теплообменником-утилизатором тепловой энергии отработавших газов и тепловым аккумулятором фазового перехода, а конденсатор подключен к автономному охлаждающему контуру. Изобретение обеспечивает повышение эффективности системы охлаждения транспортного средства за счет более полного использования тепловой энергии отработавших газов ДВС. 1 ил.

Изобретение относится к системам охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Устройство предпусковой тепловой подготовки двигателя содержит подключенный к системе охлаждения тепловой аккумулятор, дополнительный привод циркуляции теплоносителя с блоком управления. Дополнительно установлены датчики температуры теплоносителя внутри теплового аккумулятора на входе и на выходе из двигателя и датчик температуры окружающей среды, которые подключены к электронному блоку управления, позволяющему на основании показаний датчиков температуры изменять производительность дополнительного привода циркуляции теплоносителя. Изобретение обеспечивает повышение эффективности использования теплового аккумулятора. 1 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а точнее - к системам запуска в холодную погоду. Теплонакопитель, установленный в двигателе картера, имеет емкость, заполненную плавящимся веществом. Этим веществом может быть стеарин, парафин, нафталин, или их смесь, или вода. Изобретение обеспечивает увеличение времени сохранения тепла. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Шатун (1) двигателя внутреннего сгорания выполнен с устройством для охлаждения поршня в виде форсунки (2) орошения поршня, установленной в нижней головке шатуна. Форсунка (2) орошения поршня в период прогрева двигателя закрывается лепестковым клапаном (3), шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы. Технический результат заключается в ускорении прогрева холодного двигателя путем отключения охлаждения поршня. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система приготовления и подачи водно-топливной смеси в ДВС, включающая емкость для воды 2, содержащую двойные стенки, между которыми осуществляется циркуляция отработавших газов, в результате чего вода в емкости нагревается до температуры около 70°C. На выпускном трубопроводе системы выпуска ДВС крепятся входной 3 и выходной 5 наконечники, а на емкости для воды - входной 4 и выходной 1 штуцеры. Штуцеры емкости и наконечники выпускного трубопровода соединены между собой с помощью патрубков. Технический результат заключается в сокращении времени нагрева водного компонента водно-топливной смеси, особенно при отрицательных температурах, повышении экономичности и снижении токсичности ДВС. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к автомобилестроению, в частности к устройствам использования тепла выхлопного газа. Устройство 100 использования тепла выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания содержит выхлопную трубу (1), которая проводит выхлопной газ от входной стороны к выходной стороне. Цилиндрическая оболочка (2) закрывает наружную часть выхлопной трубы (1). Секция (4) использования тепла выхлопного газа расположена между выхлопной трубой (1) и цилиндрической оболочкой (2). Секция (4) выполнена с возможностью осуществления теплообмена между выхлопным газом и теплообменной средой. При этом секция (4) использования тепла выхлопного газа включает в себя пакетное тело (10), которое составлено посредством собирания в пакет множества частей рубашки (6, 8). Каждая из множества частей рубашки имеет канал (20) теплообменной среды, предусмотренный внутри нее, причем в пакетном теле (10). Соответствующие каналы (20) теплообменной среды во множестве частей рубашки (6, 8) последовательно соединены друг с другом. Первый зазор (58), через который проходит выхлопной газ из выхлопной трубы (1), предусмотрен между наружной окружностью выхлопной трубы (1) и пакетным телом (10). Второй зазор (37), через который проходит выхлопной газ, прошедший через первый зазор (58), предусмотрен между множеством частей рубашки (6, 8), составляющим пакетное тело (10). Третий зазор (60), через который проходит выхлопной газ, прошедший через второй зазор (37), предусмотрен между внутренней окружностью цилиндрической оболочки (2) и пакетным телом (10). Технический результат заключается в увеличении скорости прогрева двигателя. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх