Страница:
Почему популярны неавтономные системы подогрева
Простота конструкции и установки, надежность в эксплуатации и эффективность подогрева обусловили популярность применения неавтономных систем. Именно несложные правила установки неавтономных подогревателей позволили многим владельцам успешно освоить их самостоятельную установку.
Неавтономные системы компании DEFA
Состав оборудования
Система подогрева двигателя DEFA состоит из подогревательного элемента (подогревателя), нескольких малогабаритных блоков-модулей и соединительных кабелей различной длины. Конфигурация системы может включать разные блоки в любом сочетании, в зависимости от нужных вам функций. Простейшая базовая система включает подогреватель и соединительные кабели (рис. 3.2).
Такая базовая система обеспечивает лишь подогрев двигателя. Полная система дополнительно к подогревательному элементу и соединительным кабелям содержит четыре функциональных блока-модуля: зарядное устройство, блок управления (таймер), обогреватель салона и розетку обогревателя (рис. 3.3). Соответственно полная конфигурация системы одновременно с подогревом двигателя заряжает аккумулятор автомобиля и обогревает его салон.
Блок управления предназначен для автоматического управления режимами работы согласно его программе. Комбинируя блоки, можно получить 9 различных конфигураций систем с различными функциями и возможностями, подходящими для любых автомашин мирового автопарка (табл. 3.2).
Таблица 3.2. Функции и состав комплектов подогрева
Подогревательные элементы
Компания DEFA предлагает самые разнообразные модели подогревателей двигателя, в зависимости от того, имеет ли автомобиль жидкостную или воздушную систему охлаждения. Также тип подогревателя зависит и от объема жидкостной системы охлаждения. Чем больше ее объем, тем большей мощности может потребоваться подогреватель. Ассортимент включает подогреватели, предназначенные как для легковых автомобилей, так и для грузовиков, тракторов и стационарных двигателей. Существует 9 конструктивных серий подогревателей, которые различаются друг от друга принципом работы и способом установки (рис. 3.4). В каждой конструктивной серии имеется несколько подогревателей данного типа, спроектированных с учетом индивидуальных особенностей конструкции конкретного двигателя и отличающихся размерами. Конструктивно подогреватель представляет отрезок трубы или литой камеры прямоугольного сечения, в который встроен электронагревательный элемент. Внутри элемента находится спираль накаливания, помещенная в металлическую трубку. Несмотря на большое разнообразие подогревателей, их выбор для конкретного автомобиля упрощен благодаря использованию каталога или поисковой системы сайта компании DEFA.
Познакомимся с особенностями применения подогревателей разных серий. Номера серий образуются из младших цифр номера подогревателя. Так, например, подогреватель с фабричным номером 411219 относится к 200-й серии, а подогреватель 411315 – к 300-й серии. Все подогреватели можно разделить на пять следующих групп. Наиболее многочисленной является группа подогревателей, устанавливаемая в технологические отверстия системы охлаждения, расположенные в блоке цилиндров. Технологические отверстия первоначально закрыты заглушкой, вместо которой и устанавливается подогреватель. В эту первую группу входят подогреватели серии 000, 100, 200 и 300. Подогреватели 000 и 100-й серии запрессовываются в технологические отверстия, для чего они выполнены слегка коническими. Подогреватели 200-й серии имеют резьбу и ввинчиваются в резьбовое отверстие заглушки. Подогреватели 300-й серии снабжены креплениями в виде раздвижной скобки или Т-образного захвата, которые фиксируют их положение в заглушке. В цилиндрической проточке торца подогревателя расположено уплотнительное резиновое кольцо, обеспечивающее герметизацию подогревателя в заглушке.
Вторая группа подогревателей (шланговых), состоящая из 400-й и 700-й серий, оснащена патрубками, на которые надеваются шланги, подключаемые к системе охлаждения автомобиля. Подогреватели 700-й серии мощностью 700-2000 Вт оборудованы термостатом с температурой 80, 60 или 40 °C.
В третью группу входят подогреватели 500-й и 600-й серии, закрепляемые штатными деталями автомобиля (крышками или фланцами) или специальными установочными кронштейнами.
К четвертой группе относятся подогреватели 600-й серии, предназначенные для подогрева масла и устанавливаемые непосредственно внутрь масляного картера в специальные отверстия. Масляные подогреватели имеют меньшую мощность подогрева (250 Вт) для сохранения присадок масла. Масляные подогреватели предназначены прежде всего для прогрева масла в картере, и поэтому прогрев всего двигателя с помощью подогрева масла может казаться менее эффективным, чем другие виды подогрева. Однако у подогрева масла имеется одно положительное свойство: при прокрутке стартера подогретое масло быстро и легко доходит до трущихся поверхностей, что способствует сохранению ресурса двигателя.
К последней группе подогревателей мы отнесли контактные подогреватели 800-й серии, которые можно разделить на две подгруппы: одни устанавливаются непосредственно на оребренную рубашку двигателя, другие – с наружной стороны масляного картера, и, по существу, являются подогревателями масла. Для получения наилучшего теплового контакта используется специальная теплопроводящая паста, наносимая на контактную поверхность подогревателя.
Особенности применения
Большинство подогревателей устанавливаются так, чтобы нагревательный элемент подогревателя находился непосредственно в рубашке охлаждения и обеспечивал нагрев всей охлаждающей жидкости в результате теплообмена и термосифонной циркуляции в системе охлаждения. Наиболее эффективным типом подогревателя, как по степени нагрева, так и по простоте монтажа, являются подогреватели, устанавливаемые вместо технологической заглушки. Простота установки, расположение элемента в глубине рубашки обеспечивают высокую надежность при эксплуатации. Подключение подогревателя с помощью шлангов более трудоемко и часто требует специальных переходников для подключения к системе охлаждения.При установке шланговых подогревателей необходимо выполнять ряд правил, указанных ниже. Контактные подогреватели (на блок или картер) являются очень распространенными на последних моделях автомобилей и используются на всех моторах, на которых отсутствуют заглушки или шланги для подключения. Для многих автомобилей контактные подогреватели разработаны при непосредственном участии автомобильных заводов и, по их заключению, являются достаточно эффективном средством для обеспечения легкого пуска зимой, при отсутствии возможности установки других подогревателей.
Оптимальное время подогрева зависит от наружной температуры и, конечно, мощности подогревателя. Примерно после 3 часов работы подогревателя при наружной температуре -15-20 °C достигается тепловое равновесие. После чего температура двигателя больше не повышается, а удерживается на достигнутом уровне. Часть тепловой энергии, выделяемой в процессе работы подогревателя, расходуется на поддержание установившейся температуры. Другая ее часть рассеивается в окружающее пространство. В результате подогреватель двигателя может находиться в подключенном состоянии в течение длительного времени без какой-либо угрозы перегрева.
Из испытаний двигателя автомобиля Peugeot 2D 307 с подогревателем DEFA 579 (рис. 3.5), проведенных компанией DEFA в центре Test Centre Tiilila Oy (Финляндия), видно, что температура головки блока двигателя повысилась до 27 °C. А сам блок цилиндров прогрелся почти до 15 °C. Этого вполне достаточно для легкого старта. Также несколько повысилась и температура масла, которая на конце масляного щупа составила -10 °C. Эффективность подогрева двигателя можно характеризовать превышением температуры нагретого двигателя над температурой окружающей среды. Эта величина в данном испытании составила 47 °C.
В испытаниях измерялось и потребление топлива. Сравнивалось потребление для двигателя с подогревом и без. Отличие в расходе топлива проявляется, пока двигатель полностью не будет прогрет, что эквивалентно пробегу в 1–2 км. У двигателя с предпусковым подогревом экономия в расходе топлива на данном участке пути достигала 36 %. Интересно отметить и сокращение времени прогрева двигателя в 60 % для достижения им температуры 40 °C. На прогрев двигателя без подогревателя потребовалось 500 секунд, а с подогревателем – 300. Уменьшение вредных выбросов и степени износа двигателя при подогреве рассмотрено в главе 1.
При эксплуатации надо иметь в виду, что спираль накаливания может перегореть по следующим причинам:
• недостаточное количество охлаждающей жидкости в системе охлаждения;
• нагревательный элемент частично расположен в воздухе (воздушном кармане);
• недостаточная прокачка системы охлаждения, которая привела к образованию воздушных пробок;
• загрязненная охлаждающая жидкость. На активной части нагревательного элемента образуется накипь, нарушающая нормальный теплообмен подогревателя с охлаждающей жидкостью.
Электронный блок управления
Блок управления (таймер) обеспечивает подачу напряжения сети на подогреватель в запрограммированное время (по заданной программе), после чего и начинается процесс подогрева. Дополнительно таймер показывает текущее время, температуру окружающей среды и напряжение аккумулятора. При малой освещенности можно включить подсветку экрана блока и его кнопок. Управление блоком производится четырьмя кнопками передней панели. В блоке управления предусмотрены автоматический и четыре ручных режима работы.Пользователю системы будет, несомненно, интересен автоматический режим управления, в котором водитель устанавливает лишь время выезда, а продолжительность подогрева двигателя блок определяет сам. Под временем выезда понимается установленныйводителем момент времени, когда он собирается выезжать на автомобиле и желает, чтобы двигатель был полностью прогрет. Естественно, что двигатель может быть запущен как раньше, так и позже установленного расчетного момента времени. По умолчанию в блоке предусмотрено два значения времени выезда 08:00 и 16:00, которые при необходимости легко изменяются. Можно спросить, а как блок управления определяет нужную продолжительность подогрева двигателя? Для этого он использует значение температуры окружающей среды, измеряемое датчиком температуры. Поясним примером используемый алгоритм. Допустим, что водитель установил время пуска двигателя в 08:00 при наружной температуре -15 °C. Тогда блок рассчитает необходимое время подогрева в 2 ч 15 мин. Чтобы двигатель был прогрет к установленному времени пуска 08:00, блок подаст напряжение на подогреватель в 05:45, что и определит указанную длительность подогрева. При наружной температуре 0 °C время подогрева составит 1 ч 15 мин (75 мин), а подогреватель будет подключен к сети в 06:45. При температуре, равной или ниже -15 °C, длительность подогрева будет постоянна и равна уже 3 часам. Такой сложный, но изящный алгоритм позволяет пользователю всегда иметь прогретый двигатель и салон (при условии установки обогревателя салона) к назначенному времени поездки при минимальных затратах электроэнергии. Впрочем, надо отметить, что нужное реальное время подогрева может отличаться от расчетного. Если условия подогрева в автоматическом режиме не устраивают пользователя, то он может использовать ручные режимы.
Ручные режимы управления подогревом. В них водитель устанавливает фиксированное время подогрева двигателя в 1, 2 или 3 часа, которое отсчитывается опять-таки от момента выезда. Причем время подогрева уже не зависит от температуры окружающего воздуха. Так, если выбран режим подогрева длительностью в 2 часа и время выезда 08:00, то напряжение на подогреватель будет подключено в 06:00. Среди ручных режимов имеется режим On , когда напряжение на подогреватель подается сразу в момент его установки, а выключение подогрева производится при отключении этого режима.
Отметим еще одну оригинальную и полезную функцию блока управления в виде автоматического предупреждения о возможности появления льда на дороге (датчик гололеда). Если автомобиль въезжает в зону, где температура находится в пределах от +2 °C до -2 °C, дисплей и подсветка кнопок начинают мигать в течение 6 с, предупреждая водителя об опасности гололеда на дороге.
Блок управления устанавливается, как правило, на торпеде или на солнцезащитном козырьке. При отсутствии в системе зарядного устройства, если оно не нужно пользователю, таймер напрямую соединяется с блоком реле.
Зарядное устройство
Зарядное устройство обеспечивает автоматический заряд аккумуляторной батареи автомобиля независимо от включенного режима подогрева, но при условии, что сетевой кабель подключен к сети. Это гарантирует, что при использовании подогрева двигателя аккумуляторная батарея будет всегда полностью заряжена и двигатель легко заведется. Следует отметить, что даже если ни один режим подогрева не выбран (не включен), а сетевой кабель системы подключен к напряжению сети, то зарядное устройство сразу начинает работать и заряжать аккумулятор. Таким образом, зарядное устройство с успехом может использоваться и в теплое время года. Особенность зарядного устройства состоит в том, что оно стационарно устанавливается под капотом двигателя и не подлежит снятию, так как к его разъемам подключаются кабели и компоненты системы подогрева.Напряжение заряда и ток заряда автоматически регулируются в зависимости от напряжения аккумуляторной батареи и наружной температуры. Если батарея разряжена, то начальный ток заряда может достигать 5 А. При достижении полного заряда устройство будет поддерживать напряжение 13,3 В при токе подзарядки около 0,8 А. Малогабаритное зарядное устройство защищено от короткого замыкания и имеет водонепроницаемый корпус, защищающий от попадания брызг и влаги. В зарядное устройство встроено реле, коммутирующее напряжение для подогревателя и обогревателя салона. В поставляемом соединительном кабеле находится миниатюрный датчик температуры диаметром 6 мм и длиной 25 мм.
Обогреватель салона
В системе подогрева может быть использован любой из трех типов обогревателей салона с мощностью 1000, 1400 и 2000 Вт. Обогреватели салона имеют переключатель, которым и регулируется их мощность. Современный нагревательный элемент обогревателя обладает положительным температурным коэффициентом (ПТК), благодаря которому его мощность саморегулируется в зависимости от температуры всасываемого воздуха.В процессе работы обогревателя температура в салоне повышается, а используемая ПТК-технология уменьшает мощность нагрева. В результате салон эффективно прогревается при минимальном потреблении электроэнергии.
Обогреватель салона защищен от перегрева термобиметаллическим предохранителем, разрывающим цепь питания, и стандартным плавким предохранителем. Для установки обогревателя используется находящийся в комплекте кронштейн. Подключается обогреватель к кабелю питания, протянутому из капота в салон с помощью штатной электророзетки. Обогреватель салона устанавливается чаще всего под вещевым ящиком или на центральной консоли. Также встречается его установка на полке заднего стекла для более быстрого обогрева всех стекол. При этом, естественно, требуется соединительный кабель большей длины.
Кабели подключения
Кабели подключения системы подогрева являются весьма важным компонентом системы подогрева, поскольку именно они позволяют быстро и надежно соединить все части системы, сокращая время ее монтажа на автомобиле (рис. 3.6).
Все внутренние кабели выполнены в гибкой металлической оболочке и снабжены штекерными разъемами. Уплотнение разъемов исключает воздействие влаги и агрессивной среды на контактное соединение. Система подогрева может комплектоваться следующими кабелями:
• кабелем в защитном металлическом рукаве, с малогабаритной сетевой розеткой, устанавливаемой на бампере или внутри моторного отсека (рис. 3.6), модификации кабеля имеют длину 1,5 м и 2 м;
• внешним сетевым (небронированным) кабелем с длиной 2,5 м, 5 м и 10 м;
• дополнительными кабелями подключения в защитном металлическом рукаве длиной 0,5; 1; 1,5 или 2 м.
Наиболее распространен стандартный комплект кабелей, состоящий из кабеля с розеткой 1,5 м и сетевого кабеля 2,5 м.
Дополнительные элементы
К ним относятся розетка для обогревателя салона, блок реле и Т-образный электрический соединитель (тройник). Для подключения шланговых подогревателей 300-й серии предусмотрен набор разнообразных штуцеров, приспособлений и трубчатый тройник.
Неавтономные системы компании Calix
Состав оборудования
Системы подогрева компании Calix имеют много общего с системами подогрева DEFA. То же назначение, близкие конструкции подогревателей и широкий набор опций. Учитывая это, ниже мы будем больше отмечать их различия. Несмотря на функциональную общность, сразу отметим, что все компоненты систем DEFA и Calix не только не совместимы между собой, но они и не взаимозаменяемы. Причина – разные конструкции электрических разъемов. Вышедший из строя подогреватель Сalix часто можно заменить на подогреватель DEFA, но при условии замены и всех кабелей. Ни один кабель от системы DEFA не подойдет к системе Calix, и наоборот. Так компании оберегают чистоту своей торговой марки.Система подогрева двигателя Calix состоит из подогревательного элемента (подогревателя), нескольких малогабаритных блоков-модулей и соединительных кабелей различной длины. Конфигурация системы может, так же как и система DEFA, включать разные блоки в любом сочетании, в зависимости от нужных вам функций. Простейшая базовая система включает подогреватель и соединительные кабели. Такая базовая система обеспечивает лишь подогрев двигателя. Полная система дополнительно к подогревательному элементу и соединительным кабелям содержит такие же четыре функциональных блока-модуля: зарядное устройство, блок управления (таймер), обогреватель и розетку салона. Кроме них, она дополнительно содержит тройник и блок реле. Соответственно полная конфигурация системы одновременно с подогревом двигателя заряжает аккумулятор автомобиля и обогревает его салон. Автоматическое включение системы подогрева в заданное водителем время обеспечивает блок управления (таймер) и блок реле.
Подогревательные элементы
Ассортимент включает подогреватели, предназначенные как для легковых автомобилей, так и для грузовиков, тракторов и стационарных двигателей. Существует 7 следующих конструктивных серий подогревателей, которые различаются друг от друга принципом работы и способом установки:• серия 1– подогреватели закрепляются внешней скобой;
• серия 2 – подогреватели с резьбой;
• серия 3 – подогреватели с конической трубой;
• серия 4 – подогреватели трубчатые, шланговые;
• серия 5 – подогреватели с Т-образным креплением;
• серия 6 – подогреватели контактного типа;
• серия UMV – шланговые подогреватели с герметичной камерой.
Все шланговые подогреватели имеют термостат с температурой настройки 80 °C для отключения напряжения сети и защитный термопредохранитель.
Электронный блок управления
Миниатюрный блок управления в запрограммированное время выдает команду на блок реле для подачи напряжения на подогреватель. Длительность подогрева двигателя определяется блоком управления в зависимости от наружной температуры, измеряемой встроенным в блок датчиком. Пользователь может запрограммировать четыре значения времени старта (запуска двигателя). Блок управления показывает текущее время и температуру окружающего его воздуха. Питание блока может производиться от сети автомобиля с напряжением как 12 В, так и 24 В. Особенностью блока является возможность одновременного управления автономной и неавтономной системой подогрева, если они обе установлены на автомобиле. Предпочтение при этом отдается неавтономной системе, если она подключена к электрической сети.Зарядные устройства
Компания Calix разработала серию современных зарядных устройств, отличающихся величиной зарядного тока и напряжения (табл.3.3). По мере зарядки аккумулятора величина тока заряда уменьшается до 0,6 А (для BL1206) и 0,8 A (для BL1215, BL2408). Сниженный ток заряда обеспечивает постоянную поддержку заряженного состояния аккумулятора. Зарядные устройства стационарно устанавливаются в моторном отсеке автомобиля. В отличие от зарядных устройств компании DEFA у них имеется только один электрический разъем для подключения к сети 220 В.Таблица 3.3. Характеристики зарядных устройств компании Calix
Обогреватель салона
Современный нагревательный элемент обогревателя обладает положительным температурным коэффициентом (ПТК), благодаря которому его мощность саморегулируется в зависимости от температуры всасываемого воздуха. Обогреватель оснащен подставкой, на которую он устанавливается на пол или сиденье пассажира. Рабочее положение вертикальное, оно способствует быстрому распространению потока теплого воздуха в салоне и очистке стекол от льда. Обогреватель салона может быть легко удален из салона для других нужд. Обогреватели выпускаются трех видов, отличающихся значениями мощности: 1250, 1500 и 2100 Вт. В двух последних устройствах предусмотрен переключатель для уменьшения мощности в два раза.Кабели подключения
Набор кабелей у системы подогрева Calix более разнообразный, чем у системы компании DEFA. Система подогрева может комплектоваться следующими кабелями:• кабелем в защитном металлическом рукаве с малогабаритной сетевой розеткой, устанавливаемой на бампере или в подкапотном пространстве, модификации кабеля имеют длину 0,5 м, 0,8 м, 1 м, 1,2 м, 1,5 м и 2 м;
• внешним сетевым (небронированным) кабелем с длиной 2,5 м, 3,5 м, 5 м, 10 м и 15 м;
• дополнительными кабелями в защитном металлическом рукаве длиной 0,5 м, 1 м, 1,5 м, 2,0 м, 5 м, 8 м.
Наиболее распространен стандартный комплект кабелей, состоящий из кабеля с розеткой 1,5 м и сетевого кабеля 2,5 м (рис. 3.7).
Дополнительные элементы
К ним относятся розетка для обогревателя салона, блок реле и Т-образный электрический соединитель (тройник). Для подключения шланговых подогревателей UMV предусмотрен набор разнообразных штуцеров и трубчатых тройников.
Неавтономные системы компании «Лидер»
Состав оборудования
Российская компания «Лидер» выпускает три конструктивные серии подогревателей с легко запоминающимися собственными именами: «Беспризорник», «Северс» и «Напарник» (см. табл. 3.4).Таблица 3.4. Характеристики подогревателей «Лидер»
