Страница:
Указания по монтажу
Отопитель следует располагать вне кабины, в моторном отсеке (возможна в установка в отдельном ящике из листового металла) вблизи от двигателя, как можно ниже. При этом расстояние от верхней точки отопителя до верхней точки уровня охлаждающей жидкости полностью заполненного радиатора должно быть не менее 100 мм. Электронасос необходимо располагать на расстоянии не менее 100 мм ниже минимально допустимого уровня охлаждающей жидкости в системе охлаждения автомобиля. Отопитель допускается располагать так, чтобы высота между нижним уровнем топлива в баке и топливным насосом подогревателя не превышала 5,5 м.Трубопроводы следует укладывать с наклоном вверх от подогревателя для удаления воздушных «пробок». Воздушные «пробки» – основная причина неработоспособности системы после монтажа. При необходимости можно установить краны для удаления воздуха из системы.
Перед первым запуском отопителя или после обновления охлаждающей жидкости следует тщательно удалить воздух из системы охлаждения. Циркуляция жидкости отопителя должна быть построена таким образом, чтобы гарантировать статическое удаление воздуха.
При установке отопителя следует обратить внимание на то, чтобы при его нормальной работе разность температуры теплоносителя между входом и выходом из теплообменника не превышала 10 °C.
Во всасывающем топливопроводе обязательно применение топливного фильтра с тонкостью отсева не более 5 мкм. Всасывающий топливопровод должен иметь внутренний диаметр 6 мм. Сливной топливопровод может иметь внутренний диаметр 4–6 мм, при длине не более 10 м.
Автономные отопители компании «Адверс»
Российская компания «Адверс» выпускает автономные отопители «Теплостар» в виде универсального и специализированного комплектов. Отопители универсальной комплектации предназначены для установки на любые легковые и грузовые автомобили (см. табл. 2.7). Их номинальная тепловая мощность составляет 4, 5 и 15 кВт. Специализированные отопители блочной комплектации предназначены для установки на конкретную модель автомобилей ВАЗ и ГАЗ (см. табл. 2.8). Они поставляются в собранном виде на кронштейне, с помощью которого легко монтируются на автомобиль. Такая комплектация позволяет проводить монтаж отопителя за короткое время (до одного часа) и за меньшую цену. Все специализированные отопители рассчитаны на напряжение 12 В и топливо—бензин. В отопителях применен ряд импортных элементов: свечи накаливания чешской фирмы Brisk, электродвигатели немецкой фирмы Buhler Motor, электронные микросхемы ведущих компаний мира. Тем самым повышена надежность всего устройства.
Рис. 2.6. Отопитель «Теплостар» компании «Адверс»: внешний вид (от компании «Адверс»).
Все отопители поставляются с кнопкой включения (пуска), дополнительно может быть поставлен программируемый пульт.
Таблица 2.7. Характеристики универсальных отопителей «Теплостар»
Таблица 2.8. Характеристики специализированных отопителей «Теплостар»
Автономные отопители и подогреватели завода ШААЗ
Шадринский автоагрегатный завод выпускает предпусковые подогреватели и подогреватели-отопители. Предпусковые жидкостные подогреватели (ПЖД) (табл. 2.9) предназначены для кратковременного разогрева перед пуском холодного двигателя с жидкостной системой охлаждения. А подогреватели-отопители (табл. 2.10) предназначены для предпускового разогрева холодного двигателя с жидкостной системой охлаждения, автоматического поддержания теплового режима двигателя, а также для отопления салона (кабины) автотранспортного средства (АТС) и устранения обледенения стекол, независимо от работы двигателя. Тепловая мощность разных моделей подогревателей находится в диапазоне от 7 до 63 кВт, т. е. они достаточно мощные и потому применяются в основном на грузовых автомобилях УАЗ, ЗИЛ, ГАЗ, КамАЗ, МАЗ, Урал, КАВЗ, БелАЗ, НефАЗ, на тракторах и другой спецтехнике.
Параметры расхода топлива и потребление электроэнергии даны в виде дроби: числитель – полная нагрузка, в знаменателе параметры частичной нагрузки.
Надежная и простая конструкция подогревателя наиболее приспособлена к обслуживанию и ремонту в любых условиях, в том числе и самим водителем. Ресурс подогревателей составляет 500 часов, а температура отработавших газов находится в пределах 350–500 °C. Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации подогревателя от -45 до +65 °C. В конструкции теплообменников подогревателей используется нержавеющая сталь, что позволяет применять в качестве охлаждающей жидкости воду.
Подогреватели и подогреватели-отопители работают следующим образом. При включении подогревателя топливо от топливного насоса поступает в горелку, смешивается с воздухом, подаваемым нагнетателем воздуха через воздухоподводящий патрубок, и образованная смесь воспламеняется от раскаленной спирали свечи накаливания или от искровой свечи (в зависимости от модификации подогревателя). Горение поддерживается за счет постоянного поступления топливовоздушной смеси, которая сжигается во внутренней (жаровой) трубе теплообменника. Раскаленные газы продуктов сгорания нагревают стенки теплообменника, выполненного из четырех цилиндров, образующих наружную и внутреннюю жидкостные рубашки, омываемые охлаждающей жидкостью, которую с момента включения подогревателя подает жидкостный электронасос.
Отработавшие газы по газоотводящей трубе выбрасываются в атмосферу. Дополнительно можно осуществить подогрев масляного картера отработавшими газами.
Для облегчения пуска подогревателей в холодное время года предусмотрен электроподогрев топлива в электромагнитном клапане и конвективный нагреватель топлива. Ресурс подогревателей составляет 500 часов. Температура выхлопных газов находится в пределах 350–500 °C.
Подогреватели типа ПЖД600 представляют собой модификацию ПЖД30 повышенной мощности, отличие состоит в том, что насосный агрегат крепится на кронштейне к подогревателю. Различными их модификациями оснащались тягачи МЗКТ, КЗКТ, БАЗ и автомобили БелАЗ, МАЗ. Они поставляются только на автосборочные предприятия, поэтому не укомплектованы монтажным комплектом. Подогреватели ПЖД30 поставляются как на автосборочные предприятия, так и на рынок запчастей. Монтажный комплект разработан для установки на автомобили семейства КамАЗ и поставляется по требованию потребителя.
В подогревателе ПЖД600 циркуляционный насос с электрическим приводом прокачивает подогретую жидкость через рубашку охлаждения двигателя, и затем она снова возвращается в подогреватель. Камера сгорания подогревателя состоит из наружного и внутреннего цилиндров. Между крышкой и внутренним цилиндром установлен завихритель первичного воздуха. Для стабильного горения внутренний цилиндр горелки имеет три ряда отверстий, через которые в камеру сгорания подается вторичный воздух. Насосный агрегат подогревателя приводится от электродвигателя, подключенного к аккумулятору автомобиля. Нагнетатель и циркуляционный насос крепятся к электродвигателю со стороны выходного вала, а шестеренный топливный насос – со стороны коллектора. Электромагнитный клапан служит для включения подачи топлива к форсунке при пуске подогревателя. Форсунка подогревателя – центробежного типа с наборным пластинчатым фильтром. При пуске подогревателя топливо подается насосом через открытый электромагнитный клапан к форсунке. Распыленное форсункой топливо в камере сгорания смешивается с воздухом, подаваемым нагнетателем, и воспламеняется от свечи накаливания.
Для того чтобы лучше оценить достоинства автоматической системы управления подогревателей-отопителей ПЖД7/8/12/24, рассмотрим кратко содержание ручного управления. Ручная система управления ПЖД30 имеет пульт (щиток) с четырьмя выключателями:
• насосного агрегата;
• электронагревателя топлива;
• электроискровой свечи;
• электромагнитного клапана.
Ручной запуск отопителя состоит из следующих этапов, в которых приходится последовательно манипулировать указанными выше выключателями для:
• продувки газохода включением насосного агрегата на 15–20 с;
• подогрева топлива включением электронагревателя от 20 до 60 с;
• установки переключателя электромагнитного клапана в рабочее положение;
• включения электроискровой свечи на 20 с.
Этих действий должно быть достаточно, чтобы подогреватель запустился, если же запуск не состоялся, то следует повторить описанную выше процедуру. Заметим, что для успешного запуска надо не только произвести в правильной последовательности эти действия, но и выдержать определенные интервалы времени. Все это делает лучшим образом автоматическая система управления.
Для снижения энергопотребления за счет исключения необходимости многократных запусков в работе подогревателя предусмотрен частичный режим. Переход с полного режима на частичный и обратно зависит от температуры охлаждающей жидкости и происходит за счет изменения числа оборотов нагнетателя воздуха и количества подаваемого топлива. Температура охлаждающей жидкости при этом колеблется в интервале от 48 °C до 80 °C.
В отопителях применена автоматическая система управления (блок управления, таймер-терморегулятор), используется постоянная диагностика работы с указанием неисправности на дисплее. Имеют две независимые предварительные программы времени включения подогревателя: с автоматическим включением подогревателя в первое программируемое время, а также поддержание заданной температуры в кабине автомобиля и регулировку в интервале от 10 °C до 30 °C. Самым массовым является подогреватель ПЖД12Б, которыми укомплектовывались автомобили КамАЗ.
Автоматический запуск, работу на полном и частичном режимах, а также диагностику и аварийное отключение подогревателя обеспечивает электронный блок управления. Автоматический контроль за работой подогревателя осуществляется при помощи следующих приборов:
• индикатор пламени – контролирует процесс горения;
• датчик температуры – осуществляет контроль температуры охлаждающей жидкости на выходе из теплообменника, необходимый для регулирования режимов работы подогревателя;
• термопредохранитель – осуществляет аварийное отключение подогревателя при предельном повышении температуры (перегреве) в теплообменнике.
Подогреватель ПЖД8 поставляется без таймера-регулятора, поэтому функции предварительного программирования и климат-контроля отсутствуют. Указание неисправности производится с помощью светодиода.
Подогреватели ПЖД24/24Б комплектуются горелками форсуночного типа, имеют искровой розжиг. Применена автоматическая система управления и диагностики неисправностей. Поставляются без таймера-регулятора, поэтому функции предварительного программирования, климат-контроля отсутствуют. Указание неисправности производится с помощью светодиода и зуммера.
Все подогреватели-отопители имеют ресурс работы 3000 часов.
Завод также предлагает потребителям современные компактные подогреватели Eberspаcher B7W и D7W, которые могут обогреть салон и подогреть двигатель легких грузовых автомобилей, микроавтобусов и джипов (см. табл. 2.11).
Рис. 2.7. Пример установки отопителя в легковом автомобиле: 1 – отопитель; 2 – топливопровод; 3 – дозировочный насос; 4 – выхлопная труба с глушителем; 5 – штатный отопитель автомобиля («печка»); 6 – устройство управления.
Установка отопителей Webasto и Eberspаcher значительно упрощена благодаря их компактности, широкому диапазону установочных положений, минимальному числу подключаемых коммуникаций и водостойким штекерным разъемам, позволяющим устанавливать их и в «проблемных» местах.
Отопители предпочтительно устанавливать в моторном отсеке, недалеко от переднего крыла, в местах, защищенных от брызг, или у передней стенки. Установку их также можно произвести вертикально или в наклонном положении перед коробкой передач, частично перекрывая ее. Устанавливая отопитель наклонно перед коробкой передач, нужно убедиться, что точка А подогревателя находится выше точки В не менее чем на 25 мм. При установке необходимо следить за тем, чтобы отверстия водяных патрубков не были направлены вниз.
Рис. 2.8. Схема установки отопителя Thermo Top Z/C/E/P в жидкостный контур автомобиля: а) без обратного клапана; б) с обратным клапаном; в) отопитель Thermo Top Z в автомобиле Mercedes-Benz класса Е; 1 – двигатель, 2 – штатный отопитель автомобиля («печка»), 3 – обратный (невозвратный) клапан, 4 – радиатор системы охлаждения, 5 – термостат, 6 – расширительный бачок.
Расположение отверстий для отопительного воздуха должно исключать возможность засасывания отработавших газов автомобиля и подогревателя.
Топливопроводы должны быть защищены от механических повреждений. Должны быть исключены возможности утечки и воспламенения топлива.
В автобусах топливные трубопроводы и баки не разрешается размещать ни в пассажирском салоне, ни в кабине водителя.
Подогреватель нельзя устанавливать в непосредственной близости от горячих частей или над ними, а также вблизи колес, где на него могут попасть водяные брызги.
Таблица 2.9. Характеристики предпусковых подогревателей завода ШААЗ
Таблица 2.10. Характеристики подогревателей-отопителей завода ШААЗ
Надежная и простая конструкция подогревателя наиболее приспособлена к обслуживанию и ремонту в любых условиях, в том числе и самим водителем. Ресурс подогревателей составляет 500 часов, а температура отработавших газов находится в пределах 350–500 °C. Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации подогревателя от -45 до +65 °C. В конструкции теплообменников подогревателей используется нержавеющая сталь, что позволяет применять в качестве охлаждающей жидкости воду.
Подогреватели и подогреватели-отопители работают следующим образом. При включении подогревателя топливо от топливного насоса поступает в горелку, смешивается с воздухом, подаваемым нагнетателем воздуха через воздухоподводящий патрубок, и образованная смесь воспламеняется от раскаленной спирали свечи накаливания или от искровой свечи (в зависимости от модификации подогревателя). Горение поддерживается за счет постоянного поступления топливовоздушной смеси, которая сжигается во внутренней (жаровой) трубе теплообменника. Раскаленные газы продуктов сгорания нагревают стенки теплообменника, выполненного из четырех цилиндров, образующих наружную и внутреннюю жидкостные рубашки, омываемые охлаждающей жидкостью, которую с момента включения подогревателя подает жидкостный электронасос.
Отработавшие газы по газоотводящей трубе выбрасываются в атмосферу. Дополнительно можно осуществить подогрев масляного картера отработавшими газами.
Технические особенности предпусковых подогревателей
Предпусковые дизельные подогреватели ПЖД30 иПЖД600И комплектуются горелками форсуночного типа, имеют искровой розжиг (в предпусковых подогревателях ПЖД600А,Б,Е,Ж для воспламенения топлива применяется свеча накаливания). Система управления подогревателями ручная, осуществляется со щитка управления, входящего в комплект подогревателя. Самым распространенным подогревателем данной серии является ПЖД30. Он установлен на 80 % всей техники, эксплуатируемой на Севере. Это «Уралы», КамАЗы, МАЗы, «Кировцы» и другая техника, где в качестве силового агрегата стоят дизельные двигатели ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 и их модификации.Для облегчения пуска подогревателей в холодное время года предусмотрен электроподогрев топлива в электромагнитном клапане и конвективный нагреватель топлива. Ресурс подогревателей составляет 500 часов. Температура выхлопных газов находится в пределах 350–500 °C.
Подогреватели типа ПЖД600 представляют собой модификацию ПЖД30 повышенной мощности, отличие состоит в том, что насосный агрегат крепится на кронштейне к подогревателю. Различными их модификациями оснащались тягачи МЗКТ, КЗКТ, БАЗ и автомобили БелАЗ, МАЗ. Они поставляются только на автосборочные предприятия, поэтому не укомплектованы монтажным комплектом. Подогреватели ПЖД30 поставляются как на автосборочные предприятия, так и на рынок запчастей. Монтажный комплект разработан для установки на автомобили семейства КамАЗ и поставляется по требованию потребителя.
В подогревателе ПЖД600 циркуляционный насос с электрическим приводом прокачивает подогретую жидкость через рубашку охлаждения двигателя, и затем она снова возвращается в подогреватель. Камера сгорания подогревателя состоит из наружного и внутреннего цилиндров. Между крышкой и внутренним цилиндром установлен завихритель первичного воздуха. Для стабильного горения внутренний цилиндр горелки имеет три ряда отверстий, через которые в камеру сгорания подается вторичный воздух. Насосный агрегат подогревателя приводится от электродвигателя, подключенного к аккумулятору автомобиля. Нагнетатель и циркуляционный насос крепятся к электродвигателю со стороны выходного вала, а шестеренный топливный насос – со стороны коллектора. Электромагнитный клапан служит для включения подачи топлива к форсунке при пуске подогревателя. Форсунка подогревателя – центробежного типа с наборным пластинчатым фильтром. При пуске подогревателя топливо подается насосом через открытый электромагнитный клапан к форсунке. Распыленное форсункой топливо в камере сгорания смешивается с воздухом, подаваемым нагнетателем, и воспламеняется от свечи накаливания.
Для того чтобы лучше оценить достоинства автоматической системы управления подогревателей-отопителей ПЖД7/8/12/24, рассмотрим кратко содержание ручного управления. Ручная система управления ПЖД30 имеет пульт (щиток) с четырьмя выключателями:
• насосного агрегата;
• электронагревателя топлива;
• электроискровой свечи;
• электромагнитного клапана.
Ручной запуск отопителя состоит из следующих этапов, в которых приходится последовательно манипулировать указанными выше выключателями для:
• продувки газохода включением насосного агрегата на 15–20 с;
• подогрева топлива включением электронагревателя от 20 до 60 с;
• установки переключателя электромагнитного клапана в рабочее положение;
• включения электроискровой свечи на 20 с.
Этих действий должно быть достаточно, чтобы подогреватель запустился, если же запуск не состоялся, то следует повторить описанную выше процедуру. Заметим, что для успешного запуска надо не только произвести в правильной последовательности эти действия, но и выдержать определенные интервалы времени. Все это делает лучшим образом автоматическая система управления.
Технические особенности подогревателей-отопителей
Подогреватели-отопители можно использовать для одновременного нагрева салона автомобиля и разогрева двигателя. Подогреватели-отопители ПЖД7/ПДБ7А, ПЖД9, 12А, 12Б, 12М комплектуются горелками испарительного типа, имеют розжиг от свечи накаливания.Для снижения энергопотребления за счет исключения необходимости многократных запусков в работе подогревателя предусмотрен частичный режим. Переход с полного режима на частичный и обратно зависит от температуры охлаждающей жидкости и происходит за счет изменения числа оборотов нагнетателя воздуха и количества подаваемого топлива. Температура охлаждающей жидкости при этом колеблется в интервале от 48 °C до 80 °C.
В отопителях применена автоматическая система управления (блок управления, таймер-терморегулятор), используется постоянная диагностика работы с указанием неисправности на дисплее. Имеют две независимые предварительные программы времени включения подогревателя: с автоматическим включением подогревателя в первое программируемое время, а также поддержание заданной температуры в кабине автомобиля и регулировку в интервале от 10 °C до 30 °C. Самым массовым является подогреватель ПЖД12Б, которыми укомплектовывались автомобили КамАЗ.
Автоматический запуск, работу на полном и частичном режимах, а также диагностику и аварийное отключение подогревателя обеспечивает электронный блок управления. Автоматический контроль за работой подогревателя осуществляется при помощи следующих приборов:
• индикатор пламени – контролирует процесс горения;
• датчик температуры – осуществляет контроль температуры охлаждающей жидкости на выходе из теплообменника, необходимый для регулирования режимов работы подогревателя;
• термопредохранитель – осуществляет аварийное отключение подогревателя при предельном повышении температуры (перегреве) в теплообменнике.
Подогреватель ПЖД8 поставляется без таймера-регулятора, поэтому функции предварительного программирования и климат-контроля отсутствуют. Указание неисправности производится с помощью светодиода.
Подогреватели ПЖД24/24Б комплектуются горелками форсуночного типа, имеют искровой розжиг. Применена автоматическая система управления и диагностики неисправностей. Поставляются без таймера-регулятора, поэтому функции предварительного программирования, климат-контроля отсутствуют. Указание неисправности производится с помощью светодиода и зуммера.
Все подогреватели-отопители имеют ресурс работы 3000 часов.
Завод также предлагает потребителям современные компактные подогреватели Eberspаcher B7W и D7W, которые могут обогреть салон и подогреть двигатель легких грузовых автомобилей, микроавтобусов и джипов (см. табл. 2.11).
Таблица 2.11. Характеристики подогревателей-отопителей B7W/D7W
Установка автономных отопителей
Общие положения
Автономный отопитель-подогреватель рекомендуется устанавливать в профессиональных сервисных центрах, поскольку его установка достаточно сложна, так как он соединяется с системами питания и охлаждения автомобиля и подключается к его бортовой электросети. Все эти операции требуют не только хорошего знания устройств автомобиля, но также и владения профессиональными навыками работы. Даже сам выбор места расположения отопителя в тесном пространстве моторного отсека порой представляет непростую задачу (рис. 2.7). Поэтому ниже приведены лишь общие положения по установке автономных отопителей, которые желательно знать автоспециалистам и лично водителю, озабоченному выбором подогрева для своего автомобиля.Установка отопителей Webasto и Eberspаcher значительно упрощена благодаря их компактности, широкому диапазону установочных положений, минимальному числу подключаемых коммуникаций и водостойким штекерным разъемам, позволяющим устанавливать их и в «проблемных» местах.
Отопители предпочтительно устанавливать в моторном отсеке, недалеко от переднего крыла, в местах, защищенных от брызг, или у передней стенки. Установку их также можно произвести вертикально или в наклонном положении перед коробкой передач, частично перекрывая ее. Устанавливая отопитель наклонно перед коробкой передач, нужно убедиться, что точка А подогревателя находится выше точки В не менее чем на 25 мм. При установке необходимо следить за тем, чтобы отверстия водяных патрубков не были направлены вниз.
Подключение к системе охлаждения
При установке нужно обеспечить совпадение направления потока жидкости в отопителе с имеющимся направлением потока жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля. Имеется несколько возможных схем подключения отопителя к жидкостному контуру автомобиля. На рис. 2.8, а, отопитель врезается в водоподводящий шланг, идущий к штатному отопителю автомобиля. В этой схеме жидкость всегда протекает через штатный отопитель салона. В схеме рис. 2.8, б, используется обратный клапан, обеспечивающий обогрев салона при выключенном отопителе. Через обратный клапан жидкость течет только при работающем двигателе.Подключение к системе питания топливом
В автомобиле с карбюраторным двигателем отбор топлива производится из топливопровода, подводящего топливо к двигателю. В автомобиле с инжекторным двигателем отбор топлива производится из обратного топливопровода. Топливный вход отопителя подключается к обратному топливопроводу через тройник.Прокладка выхлопного трубопровода
Он может прокладываться с несколькими изгибами и иметь длину не короче 500 мм и не более 1000 мм. Глушитель на трубопроводе рекомендуется монтировать вблизи подогревателя (но не ближе 200 мм). Глушитель нельзя устанавливать вблизи отверстия забора воздуха для горения.Указания по безопасности
Конец трубы вывода отработавших газов должен быть обращен кверху или в сторону вплоть до боковой или задней границы кабины водителя.Расположение отверстий для отопительного воздуха должно исключать возможность засасывания отработавших газов автомобиля и подогревателя.
Топливопроводы должны быть защищены от механических повреждений. Должны быть исключены возможности утечки и воспламенения топлива.
В автобусах топливные трубопроводы и баки не разрешается размещать ни в пассажирском салоне, ни в кабине водителя.
Подогреватель нельзя устанавливать в непосредственной близости от горячих частей или над ними, а также вблизи колес, где на него могут попасть водяные брызги.
Выбор отопителя-подогревателя
Выбирая отопитель, нужно в первую очередь установить приоритетный объект подогрева. Для простоты отметим всего лишь три основные: а) только двигатель; б) двигатель плюс салон; в) в основном салон. Тепловая мощность отопителя – его главная характеристика, определяющая ваши потребности в тепле. Ее величина зависит от объема двигателя, размера салона и типа кузова. На выбор влияет климатическая зона использования. Тепловой мощности 4 кВт, которую имеют отопители Thermo Top E, Hydronic В4/D4, вполне хватит на автомобиль с небольшим двигателем (до 2 л) и салоном, эксплуатируемым в умеренном климате. Такие же отопители можно использовать в северных регионах для прогрева только двигателя, что и практикуется. Если приоритетен прогрев салона, то следует использовать модификацию Thermo Top P c оптимизированным режимом прокачки горячей жидкости. Отопители Thermo Top C и Hydronic B5/D5 будут отличным выбором для легковых автомобилей с объемом двигателя до 2,5 л. В таблице 2.12 приведены некоторые рекомендуемые применения автономных отопителей.
Таблица 2.12. Применяемость автономных отопителей
Глава 3
Неавтономные подогреватели двигателя
Устройство и характеристики
Принципы работы
В основе работы неавтономных подогревателей лежат два хорошо известных физических явления: подогрев с помощью электрической энергии и теплообмен в жидкой среде, называемый конвекцией. Хотя оба явления известны, но использование конвекции в подогревателях имеет дополнительную особенность. Главное, что конвекция охлаждающей жидкости происходит в замкнутом объеме и тесном пространстве системы охлаждения двигателя с установленным в ней подогревательным элементом. Нагретая жидкость расширяется, ее плотность (и вес) становится меньше. В результате нагретая жидкость перемещается вверх относительно более холодной ее части. Конвекция приводит к выравниванию температуры жидкости, а при постоянном подводе теплоты от подогревателя в системе охлаждения возникают стационарные конвекционные потоки, или, иными словами, имеет место термосифонная циркуляция жидкости. Чтобы подогрев двигателя был эффективным, необходима интенсивная конвекция. При встраивании подогревателя в блок цилиндров двигателя управлять конвекцией при установке, естественно, невозможно. Для получения эффективного подогрева установщики и пользователи систем подогрева следуют рекомендациям их изготовителей, которые выбирают и опытным путем находят наиболее подходящие места установки подогревателей.При использовании подогревателей, подключаемых к системе охлаждения с помощью шлангов, картина несколько иная. Эффективность конвекции и, следовательно, подогрева в большей степени зависит от длины и мест подсоединения шлангов, а также от конфигурации их прокладки. Т. е. степень конвекции зависит от технологии установки. Установка шланговых подогревателей не столь однозначна по сравнению со встраиваемыми в блок двигателей подогревателями. Более того, в российских условиях часто используют шланговые подогреватели, когда в наличии нет апробированного изготовителем типа подогревателя. Для этого случая инструкция по установке изготовителем не разработана и приходится использовать общие рекомендации фирм-изготовителей по установке систем подогрева со шланговыми подогревателями. И все же иногда выполнить полностью приведенные рекомендации не удается, что приводит к слабому подогреву двигателя. Каков же выход? На «выручку» приходит система подогрева, в которой используется принудительная конвекция жидкости, достигаемая ее прокачкой специальным электронасосом. Такие системы подогрева весьма эффективны, и, несмотря на дополнительные затраты, они начали широко применяться на практике.
В системах подогрева со шланговыми подогревателями иногда применяется гидравлический элемент, называемый обратным клапаном. По сути это мембрана (лепесток или шарик), которая под действием гидравлического напора (или разряжения) жидкости отодвигается и обеспечивает проход жидкости в нужном направлении. Такой клапан может встраиваться в канал подогревателя или врезаться прямо в шланг.
Как известно, входной и выходной шланги подогревателя прокладываются с подъемом вверх. При неправильном или неудачном расположении шлангов нагретая подогревателем жидкость может пойти в обратном направлении через входной подводящий шланг, а не через выходной, и нужной циркуляции жидкости не будет. Тогда из-за ее отсутствия подогрев двигателя осуществляться тоже не будет. На помощь в этой ситуации приходит обратный клапан, который устранит проход жидкости от входного патрубка подогревателя в обратном направлении, обеспечив циркуляцию жидкости в правильном направлении и подогрев двигателя.
Устройство
Главным элементом неавтономной системы подогрева является подогревательный элемент (подогреватель). Типовая конструкция представляет собой отрезок цилиндрической трубы, в которую впаян нагревательный элемент с одной стороны и электрический разъем – с другой (рис. 3.1). Такой подогреватель предназначен для установки в технологические отверстия блока цилиндров, закрытые заглушкой.
Более мощные конструкции относятся к шланговым подогревателям. Выполнены они как герметичные камеры. В них встроены патрубки для подвода и выхода охлаждающей жидкости и электрический разъем. На патрубки подогревателя надеваются шланги, которые соединяются с системой охлаждения двигателя.
В комплект системы входят соединительные кабели различной длины: один сетевой кабель с розеткой и внутренний кабель в металлическом рукаве для установки в моторном отсеке. В системах DEFA и Calix предусмотрены и опционные элементы: зарядное устройство, таймер и отопитель салона (подробнее смотри ниже).
Характеристики и эффективность
Подогреватели различаются по величине электрической мощности. Для легковых автомашин предназначены подогреватели с мощностью 500–300 Вт, подогреватели для грузовых автомашин имеют мощность от 1000 до 2000 Вт. Мощность используемого шлангового подогревателя определяется объемом системы охлаждения (табл. 3.1).Таблица 3.1. Рекомендуемая мощность подогревателя
Важной характеристикой системы подогрева является значение превышения температуры нагретого двигателя над температурой внешней среды. Оно составляет не более 50 °C. К сожалению, его величина не приводится изготовителем. Определяется превышение опытным путем (см. ниже). Зная его величину, можно будет оценить температуру двигателя для конкретных условий. Например, если превышение составляет 35 °C, то двигатель при наружной температуре -30 °C прогреется до +5 °C, что гарантирует легкий пуск. А при наружной температуре -10 °C двигатель будет нагрет уже до +25 °C. Значение превышения может сильно различаться для разных автомобилей и типов подогревателей.
Неавтономные системы подогрева обеспечивают быстрый и эффективный подогрев двигателя легковых и грузовых автомобилей при использовании электроэнергии стандартной бытовой электросети 220 В, 50 Гц. При соответствующей комплектации одновременно с подогревом двигателя возможен заряд аккумулятора автомобиля, подогрев воздуха салона автомобиля и автоматическое управление включением системы.
Необходимое условие использования неавтономных систем
Наиболее распространены в России импортные системы подогрева компаний DEFA (Норвегия), Calix (Швеция) и отечественной компании «Лидер». В составе систем подогрева DEFA («ДЕФА») и Calix («Каликс») разработаны около 300 типов подогревательных элементов, что позволяет подобрать нужный тип почти на любой автомобиль. Эти компании производят широкий ассортимент опционных компонентов в виде зарядных устройств, таймеров и отопителей салона. Пару лет тому назад начала производство подогревателей российская компания «Лидер». Но с учетом преемственности ее продукция выпускается в целом более пятнадцати лет. Достоинство подогревателей компании «Лидер» заключено в том, что для многих отечественных автомобилей предусмотрены монтажные комплекты и разработаны подробные инструкции для их самостоятельной установки.