Предпусковой подогреватель — DRIVE2

О теплом автомобиле и стабильном легком запуске автомобиля в зимние холода нужно позаботится заранее, поэтому пока еще не сильно холодно неплохо бы установить предпусковой подогреватель.

Предпусковым подогревателем называется устройство, предназначенное для облегчения запуска двигателя в холодных условиях. Как правило, термином «предпусковой подогреватель» называют подогреватели охлаждающей жидкости в системе охлаждения. Вместе с тем, предпусковой подогрев двигателя обеспечивают и другие устройства: свечи накаливания, подогреватели дизельного топлива, подогреватели масла.

Предпусковой подогреватель устанавливается на автомобили в качестве опции или отдельно. В зависимости от способа создания тепловой энергии различают 3 вида предпусковых подогревателей:

— топливный,
— электрический,
— тепловой аккумулятор.

Топливный подогреватель

Наибольшее применение на отечественных легковых и грузовых автомобилях нашли топливные подогреватели, использующие для подогрева охлаждающей жидкости энергию сгорания топлива (бензин, дизельное топливо, газ). Основное преимущество топливных подогревателей автономность, т.к. они используют источник энергии, находящийся на автомобиле. Поэтому другое название таких подогревателей – автономные подогреватели.

Топливный подогреватель встраивается в штатные систему охлаждения, топливную систему и выпускную систему. Топливный обогреватель, как правило, выполняет две функции:

— подогрев охлаждающей жидкости,
— подогрев воздуха и обогрев салона.

Имеются автономные подогреватели, осуществляющие только обогрев салона, т.н. воздушные отопители.

Конструктивно топливный обогреватель объединяет нагревательный (теплообразующий) модуль и систему управления.

Нагревательный модуль включает топливный насос, сопло, свечу накаливания, камеру сгорания, теплообменник, вентилятор. Насос обеспечивает подачу топлива в подогреватель, где оно распрыскивается, смешивается с воздухом и воспламеняется от свечи накаливания. Тепловая энергия сгорающей смеси через теплообменник нагревает охлаждающую жидкость. Продукты сгорания отводятся в выпускную систему с помощью вентилятора.

Охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу системы охлаждения естественным путем (снизу вверх) или принудительно (водяной насос). После того, как охлаждающая жидкость достигнет заданной температуры, реле включает вентилятор системы отопления и кондиционирования и происходит обогрев салона автомобиля. При достижении максимальной температуры подогреватель выключается.

В разных конструкциях топливных подогревателей управление его работой может осуществляться непосредственно с помощью кнопки включения, таймера включения, пульта дистанционного управления, GSM-модуля, обеспечивающего запуск подогревателя по мобильному телефону.

Электрический подогреватель

Электрические под

www.drive2.ru

Iron-Bear › Блог › Webasto, Eberspacher, Бинар, Defa. Предпусковые подогреватели двигателя, история, виды, плюсы, минусы. Часть 2.

Часть 2. В этой части статьи будут в основном буквы.
Как все это работает.

В основе основ всех автономных отопителей, вне зависимости от их конструктивных отличий, применяемого топлива и объекта обогрева лежит чистейшая физика и ее простой принцип — для получения тепла необходимо сжигание кислорода и топлива. Причем для эффективной и надежной работы эти компоненты должны сгорать в определенной пропорции. Переизбыток одного из компонентов приводит к отказу отопителя. Как это ни парадоксально звучит, но самая большая проблема, которая стоит перед конструкторами отопителей – заставить топливо хорошо и равномерно гореть. С бензином еще куда ни шло, а вот дизельное топливо даже поджечь проблематично! Для того, что бы заставить топливо гореть применяют три основных способа: разбрызгивание, распыление под давлением и горение с фитиля. Первые два способа, думаю, понятны. Поэтому поясню третий. Все знают, что такое керосиновая лампа. Фитиль в ней пропитывается топливом за счет эффекта смачивания и когда мы поджигаем его, сам фитиль не горит, а горит топливо, которое активно смешивается с воздухом на пористой поверхности фитиля. Таким образом, все конструкции отопителей используют эти три способа либо их сочетания. Но схематично все автономные отопители и подогреватели построены одинаково.
Любой отопитель имеет горелку (камеру сгорания) в которой топливо смешивается с воздухом и начинается горение. Для подачи топлива в горелку применяется топливный насос, а для нагнетания воздуха — электрический нагнетатель воздуха (вентилятор). Смешиваясь с воздухом, топливо воспламеняется и горит, а раскаленные газы поступают в теплообменник, где передают свое тепло теплоносителю (воздуху в воздушных отопителях или жидкости в жидкостных подогревателях). Нагретый теплоноситель поступает в автомобиль при помощи еще одного вентилятора в воздушном варианте либо циркуляционного насоса в жидкостном. Процесс горения отслеживается датчиком (индикатором) пламени, а защиту от перегрева обеспечивает датчик перегрева (термопредохранитель), который останавливает работу отопителя в нештатной ситуации, обеспечивая его пожарную безопасность. Такова схема работы всех без исключения автономных отопителей и подогревателей. Теперь рассмотрим принципиальные отличия различных конструкций, их плюсы и минусы.

Первая конструкция которую мы рассмотрим – отопитель … Шадринского автоагрегатного завода (ШААЗ), знаменитая «Запорожевская» печка. Впрочем, знаменита она не только тем, что была первым автономным отопителем, выпущенным в СССР для народного хозяйства, но и своей капризностью и ненадежностью. Работает она так: водитель тумблером включает электромеханический топливоподкачивающий насос мембранного типа, который закачивает топливо в карбюра

www.drive2.ru

Предпусковой подогрев двигателя — Сообщество «Кулибин Club» на DRIVE2

Еще один, выбирайте себе по вкусу.
Итак, приступим. Все знают, что прогретый (или хотя бы тёплый) двигатель завести намного проще. Но купить что-то типа «Вебасто» дорого. Поэтому я поступил иначе.

Что имеем: циркуляционный насос тосола (Газель, Опель — не важно), проточный бойлер (можно было сварить самому) с датчиком температуры на 65*, кусок трубки, переходнички, хомуты.

Исходники

В коробку врезал разъём для шнура 220в от компа и тумблер, чтобы можно было одновременно подать 220 и 12 В. Насос и подогреватель снабдил неибходимыми штуцерами через переходники. Использовал обычные водные латунные.

Собираем в кучу

Можно устанавливать на авто. Место установки — вместо байпаса (перемычка) перед печкой салона. Теперь при закрытом кране печки греется только двигатель, а при открытом — еще и салон авто.

Установка на авто

Утром достаточно 15 минут, чтобы двигатель стал тёплым даже в мороз. И дома, и на работе розетка недалеко, переноска 30м всегда в багажнике (по работе нужна).
Установка — паралельно радиатору печки. Компоновка индивидуальна (зависит от ориентации двигла и свободного места).
Желательно калибровать шланг кусочком шланга меньшего диаметра — чтобы через подогрев было протолкнуть тосол тяжелее, чем через печку. Иначе печка будет греть хуже.
Через неделю пришлось сделать еще один такой, но уже вместо проточника заводского — кусок трубы, и ТЭН который вкручивается в батареи отопления. Устанавливал на авто с ГБО, так как по утрам в холода тоже плохо заводилась.
В планах доработать небольшим зарядным устройством — так как подогрев используется зимой (период интенсивного включения фар) подзарядка утром будет не лишняя.

www.drive2.ru

Предпусковые подогреватели

Хотя все описанные выше устройства и упрощают пуск холодного двигателя, эффект от их применения не особенно велик. Действительно, подогрев поступающих в цилиндры воздуха и топлива позволяет понизить температуру холодного пуска двигателя. Однако приводимые в описаниях цифры иногда выдают желаемое за действительное. Например, в инструкции к двигателю КамАЗ говорится, что электрофакельный подогреватель обеспечивает надежный пуск двигателя при морозах до –25оС. Однако из опыта известно, что это не совсем соответствует действительности, что объясняется, в основном, слишком низкими температурами деталей цилиндро-поршневой группы, охлаждающей жидкости и смазочного масла. Поэтому для облегчения холодного пуска крайне желателен в первую очередь именно их подогрев.

Охлаждающая жидкость и масло могут подогреваться с использованием как тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, так и с помощью электрической энергии. В последнем случае могут использоваться любые известные нагреватели – сопротивления, индукционные, полупроводниковые, инфракрасные. В настоящее время наиболее широко используются нагреватели жидкости на основе ТЭНов.

Для облегчения холодного пуска при одновременном улучшении экологических и экономических характеристик двигателя служат предпусковые подогреватели. Существенного ускорения прогрева двигателя (а в современных системах – и салона автомобиля) при минимальных расходах топлива и выбросов токсичных веществ можно добиться применением пусковых подогревателей, предназначенных для ускорения и облегчения пуска ДВС в зимних условиях при низких температурах. Считается, что применение подогревателей на  легковых  автомобилях обеспечивает экономию

100 … 500 г топлива при каждом пуске. Для большегрузных автомобилей эта цифра оказывается еще большей. Таким образом, в условиях средней полосы и Севера, где сосредоточена основная промышленность и проживает большая часть населения России и где в течение полугода температура не поднимается выше +5оС, в случае ежедневной эксплуатации только экономия топлива составляет 20 … 80 л топлива на автомобиль, а экономия моторесурса достигает 50 … 60 тысяч километров!

Как уже упоминалось выше, для предпускового прогрева двигателя могут применяться неавтономные (требующие подключения к внешней  электросети)  трубчатые  электронагреватели  (ТЭНы). Большим недостатком подобных подогревателей является необходимость оснащения гаражей и открытых стоянок розетками, позволяющими подключаться к электросети, что делает невозможным использование этих подогревателей на необорудованных стоянках вне населенных пунктов.

Рис. 1.10. Электрический подогрев (а)  и универсальный     подогреватель (б) масла

Теплота в ТЭНах выделяется в результате высокого электрического сопротивления их элементов. Между трубкой и нихромовой спиралью находится характеризуемый высокой теплопроводностью наполнитель. Обычно для этой цели используют получаемый из магнезита огнеупор периклаз. С помощью ТЭНов может осуществляться подогрев охлаждающей жидкости, смазочного масла (рис.

1.10), топлива в топливной системе и фильтрах, а также электролита в аккумуляторе. Поскольку установка такого подогревателя непосредственно в системе двигателя не всегда возможна, их иногда  устанавливают  в  отдельных,  специально  монтируемых  для этой цели теплообменниках.

Пример           выполнения   жидкостного  подогревателя           мощностью

1 … 2 кВт показан на рис. 1.11.

Широкое распространение нашли шведские подогреватели Calix и канадские Temro. Норвежская фирма DEFA предлагает целую гамму электрических подогревателей (рис. 1.12), а также комплексную систему подогрева, обеспечивающую подогрев двигателя и салона, а также подзарядку аккумулятора. Система DEFA WarmUp имеет модульное исполнение и включает в себя модули предпускового подогревателя двигателя, отопителя салона, зарядного устройства для аккумуляторной батареи, а также электронный блок управления и жгуты проводов (бронированный для прокладки на двигателе и соединительный для подключения к сети).

Рис. 1.11. Жидкостной подогреватель «Северс»

Автоматика системы DEFA WarmUp  с помощью ряда датчиков определяет момент, когда необходимо начать прогрев двигателя и салона, чтобы обеспечить их необходимые температуры к установленному на таймере времени.

Рис. 1.12. Модуль прогрева охлаждающей жидкости

Миниатюрная розетка для подключения к внешней электрической сети (220 Вт) монтируется на переднем бампере автомобиля (рис. 1.13). Для обеспечения пожарной безопасности при включении зажигания модуль прогрева автоматически отключается.

а)

Рис. 1.13. Внешний вид, узлы (а) и схема (б) системы подогрева DEFA WarmUp

Подогреватели на основе ТЭНов выпускаются в расчете на дизели и двигатели с искровым зажиганием разного назначения, различных рабочих объемов и конструктивных исполнений. Поскольку нагрев охлаждающей жидкости и воздуха в салоне происходит за счет энергии, получаемой из внешней электрической сети, а аккумулятор  при  этом  получает  подзарядку, мощность ТЭНа  может подбираться исходя из особенностей того или иного двигателя.

Некоторые подогреватели оснащаются насосом для обеспечения принудительной циркуляции охлаждающей жидкости во время прогрева. Так, например, подогреватели СТМ фирмы Kim Hotstart (рис. 1.14) имеют так называемую “безроторную» помпу производительностью     1,14     м3/ч     и

регулируемый термостат,  с помощью которого возможно задавать желаемую температуру охлаждающей жидкости. Семейство этих подогревателей мощностью от

1 до 2,5 кВт рассчитано на двигатели объемом от 1-го до 5-и литров.

Рис. 1.14. Подогреватели фирмы Kim

Hotstart

Особое место занимают так называемые тепловые аккумуляторы. Поскольку при работе ДВС необходим отвод теплоты от радиатора охлаждения, в конце прошлого века появилась идея сохранять часть отводимой теплоты в тепловых аккумуляторах с целью последующего ее использования для предпускового подогрева. Таким образом, в различных странах появились конструкции подогревателей аккумуляторного типа. В качестве примера можно назвать системы подогрева фирмы “Centaur” (рис. 1.15).

При использовании подобной системы во время работы двигателя термостатированная емкость (рис. 1.16) заполняется горячей охлаждающей жидкостью. Благодаря эффективной вакуумнопорошковой теплоизоляции температура жидкости в выполненном из нержавеющей стали тепловом аккумуляторе опускается медленно, в связи с чем холодный пуск двигателя становится возможным в течение двух суток.

Заполнение теплового аккумулятора горячей охлаждающей жидкостью начинается приблизительно через 15 мин после прогрева двигателя и достижения рабочих температур жидкости. Продолжительность заполнения емкости – 1 мин.

Рис. 1.15. Устройство системы подогрева фирмы „Centaur“ с тепловым аккумулятором для облегчения пуска двигателя

Блок управления повторяет заряд теплового аккумулятора каждые 15 … 20 мин, благодаря чему при выключении двигателя температура жидкости в термостатированной емкости всегда остается гарантированно высокой. Принудительно можно провести зарядку кратковременным нажатием кнопки пуска.

Рис. 1.16. Схема подключения теплового аккумулятора к двигателю автомобиля ВАЗ

При пуске холодного двигателя нажатие на кнопку пуска приводит к включению электронасоса, что обеспечивает перетекание горячей жидкости из теплового аккумулятора в малый контур системы охлаждения и в рубашку головки блока цилиндров. Для обеспечения более эффективного прогрева двигателя систему обогрева салона при этом рекомендуется отключать. Холодная жидкость из блока вытесняется в тепловой аккумулятор. При этом холодная и остающаяся в емкости аккумулятора горячая жидкость практически не перемешиваются.

В течение одной минуты происходит повышение температуры металлических поверхностей головки и верхней части блока цилиндров при одновременном понижении температуры поступающей в них жидкости. Следовательно, уже через 1 мин двигатель можно пускать.Если пауза после выключения двигателя затянется более чем на 48 часов, при низких температурах возможно практически полное охлаждение жидкости в тепловом аккумуляторе. Вследствие этого во время больших холодов необходим периодический прогрев двигателя в целях поддержания высокой температуры находящейся в тепловом аккумуляторе жидкости.

Объем жидкости в тепловом аккумуляторе сопоставим с объемом оригинальной системы охлаждения автомобиля. Так, у гаммы тепловых аккумуляторов «Centaur» объем «термосов» превосходит литраж двигателя приблизительно в 3 раза.

Увеличение суммарного объема жидкости в системе охлаждения за счет теплового аккумулятора приводит к необходимости корректировать уровень в расширительном бачке. До максимального уровня жидкость следует доливать лишь при полностью прогретом двигателе и при заполнении теплового аккумулятора горячей жидкостью при рабочей температуре.

Облегчающие холодный пуск устройства с тепловыми аккумуляторами производятся и в России. Так, например, фирма «Крис» под маркой «Авто-Терм» выпускает устройства облегчения пуска двигателя (УОПД) для двигателей объемом до 1,8 л.

Наибольшее распространение нашли отличающиеся удобством в эксплуатации и особой эффективностью автономные жидкостные предпусковые подогреватели.

Устанавливаются они в подкапотном пространстве и подключаются к топливной системе и к электрической сети автомобиля. Автономные жидкостные подогреватели работают независимо от двигателя на бензине или дизельном топливе. Будучи подсоединенными к системе охлаждения, они становятся составной частью двигателя. При этом подогреватель следует устанавливать только ниже уровня охлаждающей жидкости в радиаторе и в компенсационном бачке (чтобы он обеспечивал циркуляцию в направлении основного потока жидкости в системе охлаждения). Запрещается монтаж подогревателя в кабине.

Принципиальная      схема  подключения подогревателя показана на рис. 1.17.

Рис. 1.17. Схема подключения автономного подогревателя

Подогреватели обеспечивают подогрев охлаждающей жидкости и масла за счет энергии сжигаемого в них топлива (дизельного или бензина). Топливо и воздух подаются в котел, в теплообменнике которого выделяющаяся при горении топлива тепловая энергия используется для прогрева охлаждающей жидкости. Воздух в котел подогревателя подается вентилятором. Воспламенение топлива производится от свечи накаливания.

В простейшем случае подогреватель предполагает ручное управление процессом прогрева. Так, для включения подогревателя карбюраторного двигателя автомобиля УМЗ-417 требуется выполнить 15 (при водяном охлаждении) или 11 (при использовании антифриза) операций. В их числе фигурируют такие, как очистка дренажной трубки для слива излишков бензина, отключение масляного радиатора, предварительная продувка котла и газоходов вентилятором, включение и последующее выключение свечи накаливания, открытие краника подачи топлива и даже проворачивание вручную коленчатого вала. При пользовании подобным упрощенным пусковым подогревателем необходимо помнить, что во время его работы нельзя оставлять машину без присмотра, как бы холодно водителю не было на морозе. Известны случаи, когда неисправность подогревателей приводила к пожару.

Облегчая холодный пуск двигателя, ручное управление, тем не менее, усложняет саму подготовку к прогреву. В связи с этим в настоящее время нашли широкое применение полностью автоматизированные подогреватели. Одними из наиболее известных являются подогреватели фирм Webasto (модели «Thermo Top» предпусковых подогревателей и «Air Top» – предназначенные для обогрева салона отопители).

Фирма Eberspächer выпускает гамму предпусковых подогревателей  „HYDRONIC“, а  также  семейство  подогревателей воздуха

„AIRTRONIC“.

Рис. 1.18. Предпусковой подогреватель „HYDRONIC“ фирмы Eberspächer

В автоматизированных подогревателях указанных фирм имеются температурные датчики и датчик пламени, электронный блок управления, позволяющий задавать различные режимы работы устройства, а также предусмотрена система самодиагностики. Датчик перегрева не допускает превышения установленных температур. Подогреватели комплектуются таймерами и могут программироваться с помощью пультов дистанционного управления. Таймер позволяет задать день и час включения подогревателя. Возможно и управление работой подогревателя с телефона. В современных подогревателях автоматика отвечает за предварительную проверку работоспособности системы, анализируя работу свечи накаливания, вентилятора и топливного насоса.

При  включении  устройства  вначале  запускается  вентилятор (рис. 1.18) и с его помощью производится продувка камеры сгорания и каналов подогревателя. Этим достигается вытеснение из них инертных продуктов сгорания воздухом, необходимым для обеспечения горения топлива. Параллельно разогревается свеча накаливания. По истечении 45 с начинает работать топливный насос, который подает на свечу топливо. Топливо воспламеняется. После стабилизации процесса сгорания (контролируется датчиком пламени) свеча отключается блоком управления. Дальнейшее сгорание происходит в результате воспламенения топлива от фронта пламени и раскаленных поверхностей камеры сгорания. В горелках используются металлокерамические прокладки, что существенно увеличивает срок их службы. Для снижения шумности на выходе из котла обычно предусматривается глушитель. Продукты сгорания направляются на поддон двигателя, что ускоряет прогрев находящегося в нем масла.

Интенсивность прогрева контролируется и в соответствии с программой регулируется электроникой. Нагретая жидкость поступает из котла подогревателя в систему охлаждения и радиатор отопителя салона. Когда охлаждающая жидкость прогревается, автоматика включает вентилятор системы обогрева салона. Таким образом обеспечивается предпусковой прогрев двигателя и создание в салоне автомобиля комфортных температурных условий. Благодаря организации оптимальной вентиляции и быстрому оттаиванию стекол водителю при использовании подобных подогревателей уже перед началом поездки гарантируется хороший обзор. Чтобы избежать бесконтрольного расхода топлива, автоматика прекращает его сжигание при достижении охлаждающей жидкостью температуры 80оС. После того, как ее температура понизится, горение топлива возобновляется вновь.

Программируемый таймер устанавливается на приборной панели или на консоли в салоне автомобиля. Подогреватель автоматически включится в установленное время и должен работать указанное количество минут. Предусмотрено и непосредственное управление работой системы предпускового прогрева – подогреватель может также включаться и выключаться имеющейся для этой цели на таймере кнопкой.

Материал взят из книги Теплотехнические устройства автомобилей (Л.М. Матюхин)

studik.net