RU2361108C1 - Method for pre-start-up heating of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: method for pre-start-up heating of internal combustion engine is based on heating of liquid coolant in heater and its forced pumping with circulation pump via heated circuit of engine. Heating of liquid coolant is carried out in vortex liquid heater combined with circulation pump, and circulation pump drive is executed with air micro-turbine, which is supplied with compressed air from receiver.

EFFECT: acceleration of pre-start-up engine heating process, reduction of heat losses.

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, в частности в системах предпускового разогрева двигателя.The invention relates to mechanical engineering and can be used in internal combustion engines, in particular in engine preheating systems.

Известен способ предпускового разогрева двигателей внутреннего сгорания при отрицательных температурах окружающей среды, основанный на нагреве жидкого теплоносителя за счет процессов теплообмена между нагревательным элементом и жидким теплоносителем в подогревателе и принудительной прокачке его циркуляционным насосом через обогреваемый контур двигателя (Николаев Л.А. и др. Система подогрева тракторных дизелей при пуске. - М.: Машиностроение, 1977, с.89).There is a method of prestarting heating of internal combustion engines at negative ambient temperatures, based on the heating of the liquid coolant due to heat exchange processes between the heating element and the liquid coolant in the heater and its forced circulation pump through the heated engine circuit (Nikolaev L.A. and other System heating tractor diesel engines at start-up. - M.: Mechanical Engineering, 1977, p. 89).

В известном способе для нагрева жидкого теплоносителя используют процесс сжигания жидкого или газообразного топлива в котле с форсункой и теплообменником (А.с. СССР №983301, F02N 17/02, опубликовано 23.12.82, Бюллетень №47; патент SU №1035270 A, F02N 17/02, опубликовано 15.08.83, Бюллетень №30), или процесс нагрева с использованием электрических нагревательных элементов различного исполнения (патенты RU №2268393, F02N 17/02; RU №2282050, F02N 17/02).In the known method for heating the liquid heat carrier, the process of burning liquid or gaseous fuel in a boiler with a nozzle and a heat exchanger is used (AS USSR No. 983301, F02N 17/02, published December 23, 82, Bulletin No. 47; patent SU No. 1035270 A, F02N 17/02, published 08/15/83, Bulletin No. 30), or the heating process using electric heating elements of various designs (patents RU No. 2268393, F02N 17/02; RU No. 2282050, F02N 17/02).

Недостатком указанного известного способа является длительный предпусковой разогрев двигателя из-за низкой скорости теплопередачи от нагревательного элемента к жидкому теплоносителю и, вследствие этого, большие теплопотери.The disadvantage of this known method is the long preheating of the engine due to the low rate of heat transfer from the heating element to the heat transfer fluid and, as a result, large heat losses.

Техническим результатом заявляемого изобретения является ускорение процесса предпускового разогрева двигателя, уменьшение теплопотерь.The technical result of the claimed invention is to accelerate the process of engine preheating, reducing heat loss.

Для достижения указанного технического результата нагрев прокачиваемого жидкого теплоносителя осуществляют в совмещенном с циркуляционным насосом вихревом подогревателе жидкости за счет непосредственного преобразования внутренней энергии завихренного жидкого теплоносителя в тепловую, а привод циркуляционного насоса осуществляют воздушной микротурбиной, которую запитывают сжатым воздухом из ресивера.To achieve the specified technical result, the pumped liquid coolant is heated in a vortex fluid heater combined with the circulation pump due to the direct conversion of the internal energy of the swirled liquid coolant into heat, and the circulation pump is driven by an air microturbine, which is fed with compressed air from the receiver.

В предлагаемом способе процессы теплопередачи между нагревательным элементом и жидким теплоносителем отсутствуют. Жидкий теплоноситель, прокачиваемый циркуляционным насосом, нагревается сразу же после прохождения его через вихревой подогреватель жидкости за счет того, что внутренняя энергия завихренного жидкого теплоносителя непосредственно, без теплопотерь преобразуется в тепловую (Журнал «Энергетика Qjumpu», №3 (8), июнь 2006 г., с.32-33). Температура жидкого теплоносителя за один цикл прокачки его через вихревой подогреватель жидкости повышается на 30-40°С. С учетом того, что объем жидкого теплоносителя в двигателях внутреннего сгорания невелик в сравнении с производительностью даже небольшого циркуляционного насоса, за короткое время жидкий теплоноситель несколько раз будет прокачан через вихревой подогреватель жидкости и обеспечит быстрый разогрев двигателя до рабочей температуры, при этом не потребуется большого объема сжатого воздуха в ресивере транспортного средства для работы воздушной микротурбины. По заключению РКК «Энергия» №77-6/33 от 01.12.1994 г., средний условный коэффициент преобразования энергии в вихревых подогревателях жидкости на 23% выше в сравнении с электродными нагревателями и на 42% выше - в сравнении с ТЭНовыми (Журнал «Техника молодежи», №11, 2005 г., с.56-59). Следовательно, примерно на такую же величину сократится время предпускового разогрева двигателя и уменьшатся теплопотери при использовании предлагаемого способа разогрева двигателя в сравнении с известным, при одинаковых исходных данных. Осуществление привода циркуляционного насоса посредством воздушной микротурбины, вращаемой сжатым воздухом из ресивера транспортного средства, обеспечивает стабильную работу циркуляционного насоса и вихревого подогревателя жидкости при самых низких температурах окружающего воздуха, в любом климатическом районе.In the proposed method, heat transfer processes between the heating element and the liquid coolant are absent. The liquid coolant pumped by the circulation pump is heated immediately after passing it through the vortex fluid heater due to the fact that the internal energy of the swirling coolant is converted directly into heat without heat loss (Qjumpu Energy Journal, No. 3 (8), June 2006 ., p. 32-33). The temperature of the liquid coolant for one cycle of pumping it through the vortex fluid heater increases by 30-40 ° C. Considering the fact that the volume of liquid coolant in internal combustion engines is small in comparison with the performance of even a small circulation pump, in a short time the liquid coolant will be pumped several times through a vortex fluid heater and will provide a quick warm-up of the engine to operating temperature, without requiring a large amount compressed air in the receiver of the vehicle for the operation of an air microturbine. According to the conclusion of RSC Energia No. 77-6 / 33 dated 12/01/1994, the average conditional energy conversion coefficient in vortex liquid heaters is 23% higher in comparison with electrode heaters and 42% higher in comparison with heating elements (Journal " The technique of youth ”, No. 11, 2005, p.56-59). Therefore, approximately the same amount of time will be reduced preheating of the engine and heat loss when using the proposed method of heating the engine in comparison with the known, with the same initial data. The implementation of the drive of the circulation pump by means of an air microturbine rotated by compressed air from the vehicle receiver ensures stable operation of the circulation pump and the vortex fluid heater at the lowest ambient temperatures, in any climatic region.

Claims (1)

Способ предпускового разогрева двигателей внутреннего сгорания, основанный на нагреве жидкого теплоносителя в подогревателе и принудительной прокачке его циркуляционным насосом через обогреваемый контур двигателя, отличающийся тем, что нагрев жидкого теплоносителя осуществляют в совмещенном с циркуляционным насосом вихревом подогревателе жидкости, а привод циркуляционного насоса осуществляют воздушной микротурбиной, которую запитывают сжатым воздухом из ресивера. The method of preheating internal combustion engines, based on heating the liquid coolant in the heater and forcing it with a circulation pump through a heated engine circuit, characterized in that the heating of the liquid coolant is carried out in a vortex fluid heater combined with a circulation pump, and the circulation pump is driven by an air microturbine, which is fed with compressed air from the receiver.