Тепловая подготовка автомобиля это

Почему машины не запасают свое же тепло для облегчения холодного пуска двигателя?

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания колоссальное количество тепла впустую уходит в атмосферу. Собрать его, накопить и использовать впоследствии – такая идея была популярна одно время у автомобильных инженеров. Как это работало и что из этого вышло?

Тепло – про запас!

Пришли холода, а с ним автомобилистов вновь стали посещать типично-сезонные мысли о разнообразных конструкциях предпускового подогрева двигателя, дабы повысить собственный комфорт, увеличить ресурс двигателя и не жечь впустую горючее. Собственно, множество моделей таких систем от самых разных производителей легко разделить на две основные группы – это автономные подогреватели, основанные на сжигании топлива, и стационарные подогреватели, работающие от электросети 220 вольт. Бесконечно всплывающая на автофорумах год от года мечта многих энтузиастов, не очень подкованных технически, греть машину энергией своего же аккумулятора, едва ли когда-то будет реализована. Во всяком случае, в сегменте традиционных бензиновых и дизельных двигателей – точно. А вот согреть наутро двигатель его же теплом, запасенным с вечера,  – это, как ни странно, вполне работоспособная идея!

В 80-90-е годы ХХ века автомобильным инженерам многих стран пришла в голову лежащая, в общем-то, на поверхности, мысль. Двигатель внутреннего сгорания, даже с самым высоким КПД, выделяет избыточно много бесполезного тепла, которое без толку рассеивается в атмосферу через радиатор. Почему бы в таком случае не запасать часть этой тепловой энергии в неком хранилище и не пускать ее на предварительный обогрев мотора перед следующим запуском в морозные периоды? Да и не в морозные, в общем-то, тоже – быстрее выходящий на рабочий температурный режим мотор тратит меньше топлива и более экологичен! В итоге некоторое количество конструкций автомобильных устройств, работающих по принципу накопления тепла, было разработано и даже выпускалось, как коммерческие изделия.

Как это устроено…

Концепция таких систем была приблизительно одинакова у разных разработчиков и за рубежом, и в СССР. Если сильно упростить, то ее схема выглядела так: под капотом (или в багажнике!) предлагалось установить баллон-теплоаккумулятор – емкость со стенками как у термоса. Через два дополнительных патрубка-тройника теплоаккумулятор входным и выходным шлангами врезался в штатную систему охлаждения двигателя через электрический клапан и небольшой электрический насос. Разумеется, объем антифриза в системе охлаждения увеличивался на объем баллона и соединительных шлангов.

Тепловой системой управлял собственный электронный контроллер с весьма простым алгоритмом. Ориентируясь на датчик температуры, контроллер дожидался прогрева двигателя до максимальной рабочей температуры 90-100 градусов, после чего открывал клапан, подключая, таким образом, контур теплоаккумулятора к штатной системе охлаждения двигателя, запускал электронасос и наполнял баллон горячим антифризом, выгоняя из него холодный. Напомним: если в радиатор горячего мотора внезапно ливануть несколько литров холодной воды или антифриза, может деформироваться головка блока. Впрочем, это ни для кого не секрет. Поэтому смена объема жидкости в теплоаккумуляторе происходила не скачком, а постепенно – в течение, скажем, минут десяти, через небольшое отверстие в частично открытом клапане. После наполнения баллона клапан закрывался, система накопления тепла отключалась и переходила в режим ожидания. Автомобиль же продолжал совершать поездки, использовался в обычном повседневном режиме, а вечером ставился на парковку.

Наутро перед запуском двигателя либо автоматически по таймеру, либо посредством дистанционного управления, либо вообще вручную непосредственно из салона открывался электроклапан в магистрали теплоаккумулятора, включалась электропомпа, и горячий антифриз из баллона прокачивался по рубашке двигателя, вытесняя обратно в баллон аналогичный объем холодной жидкости. Процесс был достаточно быстрым, занимая не более двух-трех минут, после чего мотор запускался, будучи уже в некоторой степени подогретым.

На первый взгляд, плюсы такой системы налицо. Простота конструкции – это, в первую очередь, дешевизна. Нулевые затраты топлива и практически нулевые – электричества. Риск остаться с разряженным аккумулятором отсутствовал. И, вдобавок, обеспечивалась полнейшая пожаробезопасность, поскольку в отличие от автономных и сетевых подогревателей в этой системе не было электрического ТЭНа или горящего бензина!

…и почему так и не стало популярным?

Однако возникает вопрос: почему же такие системы не стали распространенными как, скажем, дорогущие бензиновые и дизельные «автономки» и недорогие электроподогревы антифриза, работающие от сети 220 вольт? Уверен, что большинство автовладельцев, задай им такой вопрос, с недоумением ответят, что впервые слышат про системы предпускового подогрева с помощью теплоаккумулятора.

Существенной проблемой стало недопонимание потенциальными покупателями смысла таких систем из-за их уж шибко компромиссных свойств. Теплоемкость горячего антифриза ввиду ограниченного объема бака-термоса весьма невысока. Соответственно, чем ниже температура окружающей среды, тем менее эффективным оказывался теплоаккумулятор. В 10-15 градусов мороза на улице он мог прогреть двигатель приблизительно до нулевой температуры. В 20-25 градусов мороза мотор прогревался до, скажем, минус пятнадцати. Ну и далее по шкале температур. Масло в картере фактически не прогревается – то есть, износ двигателя от холодного пуска не уменьшается. Салон теплым не становится. И работает это все лишь при строго ежедневной езде. Достаточно пропустить день, оставшись дома и не заведя машину, и антифриз в теплоаккумуляторе остывал, делая его работу бессмысленной. В глазах потенциального покупателя выглядело все это как-то неубедительно, согласитесь.

Хотя реальные плюсы имелись и были они не маркетинговыми, а вполне объяснимыми технически. Жаль только, что плюсы эти были слишком растянуты во времени и по этой причине опять же малопривлекательны. Да, масло не прогревалось, и по этой причине пусковой ток стартера практически не снижался при использовании теплоаккумулятора. Но прогрев головки блока и улучшение испаряемости топлива все же давали гораздо более устойчивый и быстрый запуск и сокращение времени работы стартера. Все это изрядно продлевало жизнь и стартерному аккумулятору, и самому стартеру. Время прогрева двигателя перед началом движения в мороз тоже сокращалось приблизительно на четверть, что в конечном итоге при существенном пробеге давало приличную экономию топлива и денег. Вот только продвигать теплоаккумуляторы под таким соусом можно было лишь в годы интереса к ним со стороны разработчиков – те самые 80-90-е. Позже у рядовых автовладельцев возникло куда более утилитарное отношение к автомобилям с потерей интереса вложений денег и времени в продление их ресурса, ибо через три-пять лет машина просто меняется на новую. Да и ассортимент средств предпускового подогрева в продаже (приобретаемых уже в основном ради комфорта, а не увеличение ресурса мотора и аккумулятора) существенно расширился, включив в себя, в том числе, и доступные сигнализации с автозапуском.

Эволюция и тупик

Имелся ли у систем с теплоаккумуляторами какой-то потенциал для дальнейшего развития и, соответственно, рост интереса к ним со стороны автовладельцев или даже автозаводов? Имелся, и по этому пути шли, но в конечном итоге все уткнулось в типичный для технической сферы тупик противоречий между эффективностью и стоимостью. Простые и дешевые варианты имели весьма ограниченные достоинства, а варианты сложные сводили на нет ценовую доступность, сохраняя при этом большую часть недостатков простых.

Во-первых, в современном легковом автомобиле трудно найти место для размещения теплоаккумулятора приличного литража под капотом, а размещение его в багажнике резко усложняет и удорожает монтаж. Поэтому объем теплоаккумуляторов в предлагавшихся системах обычно не превышал 8 литров, а чаще балансировал где-то между 4 и 8. При этом теплоемкость пяти-шести литров горячего антифриза была весьма невысока. Развиваться в направлении увеличения емкости теплоаккумулятора оказалось нереально – необходимо было хотя бы добиться эффективного использования того, что уже имелось! Иными словами, достичь максимально длительного сохранения температуры антифриза в накопителе без потерь драгоценных градусов.

Внешняя теплоизоляция разными утепляющими материалами, применяемыми в строительстве, – это начало пути самодельщиков. Да-да, системы с теплоаккумуляторами для автомобиля некоторые граждане изучают и строят в качестве хобби даже в наши дни! Но вариант это совершенно бесперспективный, хотя и простой. Более сложные коммерческие системы использовали схему полноценного термоса с двойными стенками и вакуумом. Высший же пилотаж заключался в системах косвенного теплонакопления, с которыми экспериментировали некоторые скандинавские компании. В теплоаккумуляторе хранился не антифриз (что позволяло не увеличивать общий его объем в системе), а особые, сложные по составу гранулы, расположенные в хитрой пространственной решетке медных теплообменников, которые были вдобавок заключены в вакуумный термосный кожух. Начинка теплоаккумулятора накапливала тепло от прогоняемого через нее антифриза, а затем отдавала тепло ему же при прокачке холодной жидкости. У таких систем была отмечена радикально возросшая эффективность (более высокие температуры прогрева двигателя, хранение тепла не в течение ночи, а до двух-трех суток), но стоимость этих разработок не позволила сделать их сколько-нибудь массовыми и выигрывающими у «вебаст», «эбершпехеров» и прочих подобных устройств.

…и снова здравствуйте!

Как ни странно, интерес к теплоаккумуляторам в автомобиле до сих пор полностью не исчерпан! И по сей день с ними, повторимся, экспериментируют отдельные самодельщики, в чем можно убедиться, порывшись на наших и иностранных форумах технической направленности. А некоторые немногочисленные коммерческие компании даже производят такие системы и их компоненты для самостоятельного монтажа на машины. Хотя ажиотажного спроса на них, разумеется, нет. Однако термин «теплоаккумулятор» еще имеет шансы застолбить место в лексиконе автомехаников и автолюбителей – и поможет ему надвигающаяся эра электромобилей!

В электрической машине, как и в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, в процессе работы вырабатывается попутное тепло. Греется двигатель, батарея, мощные электронные модули коммутации. Это тепло не только бесполезно рассеивается в атмосферу, но еще и вредит, в теплое время года частично попадая в салон и заставляя тратить больше энергии на кондиционирование. Поэтому его перспективно накапливать и использовать для обогрева в холодный период. Разработкой эффективных аккумуляторов тепла и систем отбора тепла у нагревающихся узлов для его дальнейшей передачи в накопитель занимаются многие автомобильные и околоавтомобильные инжиниринговые компании, уже сегодня думающие о будущих этапах эволюции электротранспорта, когда продвинутые современные Теслы будут вспоминать как допотопные и примитивные машины. К примеру, Audi в этих исследованиях сотрудничает с немецким аэрокосмическим центром в Мюнхене и Институтом физики космических материалов в Кельне.

Источник

Подготовка автомобиля к зиме.

Эксплуатация автомобиля зимой намного сложнее, чем в любой другой период года и требует от владельца обязательной подготовки. Это связано с тем, что в зимнее время автомобиль работает в сложных, а иногда даже в экстремальных условиях. Это резкие перепады температур, обработка дорожного покрытия при помощи различных реагентов и солей, и т.д. Чтобы автомобиль не подвел вас в самый неподходящий момент его надо специально готовить к зимней эксплуатации — следует выполнить несколько простых, но тем не менее важных процедур по подготовке.

Весь комплекс мероприятий подготовки автомобиля к зиме можно разделить на несколько этапов:
— замена летних шин на зимние
— проверка АКБ
— замена моторного масла
— проверка системы охлаждения
— проверка тормозной системы
— подготовка системы очистки лобового стекла
— работы связанные с утеплением
— защита кузова от воздействия вредных реагентов, соли и песка
— обработка замков и резиновых уплотнителей

Рассмотрим теперь все эти и другие мероприятия более подробно.

СЕЗОННАЯ ЗАМЕНА ШИН.
Итак, что касаемо замены летних шин на зимние. Не стоит экономить на этом и ездить зимой на автомобиле «обутом» в летнюю резину, наивно полагая, что зимы уже не те, что были раньше, и вы спокойно справитесь и так. Самое главное отличие заключается в степени мягкости самой резины. Зимняя резина является существенно более мягкой, чем летняя. Уже начиная с +5 градусов, летняя резина отвердевает и значительно хуже сцепляется даже с сухим дорожным покрытием. Поэтому, даже если нет заморозков, но за бортом +3, ваши колеса не больше чем кусок замерзшей резины. Они потеряют эластичность и не будут выполнять никакой функции. А это уже не только ваша безопасность, но и безопасность окружающих.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ.
Аккумулятор в зимний период подвержен сильному воздействию отрицательных температур. В результате этого зачастую старый АКБ может быстро разрядится. И иногда утром на стоянке можно наблюдать картину, когда один автомобилист «прикуривает» второго, так как у него аккумулятор за ночь разрядился. Что же необходимо сделать, чтобы избежать такого негативного явления как быстрый разряд АКБ. В первую очередь необходимо проверить уровень электролита. При этом сделайте забор из каждой банки. И убедитесь в том, что электролит прозрачный. Если имеется осадок, то весьма вероятно, что пластины в данной банке осыпаются, и в скором времени может произойти их замыкание. Если он низкий, то добавьте дистиллированную воду. Проверьте плотность электролита (рекомендуемое значение для зимнего периода эксплуатации составляет 1270-1280 кг/м3) и общее напряжение. Если напряжение отличается от необходимого, то следует подзарядить АКБ при помощи зарядного устройства.

ПОДГОТОВКА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ.
Обязательным атрибутом подготовки авто к зимней эксплуатации является проверка охлаждающей жидкости и системы охлаждения. Если в течении теплой поры года у вас возникали проблемы с подтеканием жидкости и вы добавляли воду или антифризы (тосолы) других марок или с другими показателями, то лучше такой коктейль слить и залить свежий антифриз (тосол). Так как даже самый качественный тосол разбавленный водой зимой представляет серьезную угрозу целостности двигателя, и рисковать не стоит. Так как стоимость замены охлаждающей жидкости несоизмеримо ниже, чем стоимость ремонта двигателя в результате размерзания головки или блока.

В продолжение вопроса о системе охлаждения следует в обязательном порядке до наступления холодов проверить работу системы отопления. Так как очень может быть, что солевые отложения могли забить радиатор печки или патрубки, которые подводят, или отводят охлаждающую жидкость. А зимой без обогрева будет весьма непросто передвигаться. Однако если салон автомобиля не нагревается, а температура работы мотора не превышает 60 градусов, очень может быть, что виноват в этом термостат, а точнее его клапан. И жидкость циркулирует по большому кругу. Вследствие чего и не нагревается как следует. Данная проблема устраняется лишь заменой термостата.

ПРОВЕРКА ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ.
Даже не смотря на то, что у вас отличные тормоза, и автомобиль легко и плавно останавливается, такую процедуру как проверка тормозной системы выполнить все же необходимо. Не забываем, что даже не морозной (теплой) зимой не редки случаи легкого оледенения дорожного полотна. И если колеса вашего авто имеют разные тормозные усилия это может спровоцировать на обледенелой или скользкой дороге занос авто.

ПОДГОТОВКА СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ЛОБОВОГО СТЕКЛА.
Учитывая то, что отечественные дорожные службы очень «оперативно» очищают дороги от снега, следует позаботиться о «незамерзайке» для системы омывания стекол. Иначе вы рискуете потерять хорошую видимость и обзорность уже после первой оттепели.
Не лишним будет и замена щеток на новые. Проверить дворники лучше перед наступлением серьезных заморозков, менять щетки на морозе неудобно, да и не просто, резина дубеет и руки, кстати, тоже. В случае снегопада или метели нерабочие дворники могут стать причиной проблем на дороге. При покупке обратите внимание, на какие температуры рассчитаны щетки, лучше чтобы они были зимние, такие будут эффективно выполнять свою работу, и не доставят вам никаких неприятностей.

НАРАЩИВАЕМ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЮ.
Следующий этап подготовки — это установка дополнительной теплоизоляции моторного отсека и салона. Не стоит надеяться на то, что в двигателе имеется система управления, которая будет поддерживать оптимальный температурный режим. Иногда бывает совсем наоборот, при больших морозах такая система управления может негативно повлиять на работу мотора за счет того, что сочтет двигатель непрогретым. Самыми распространенными вариантами утепления двигательного отсека является установка теплозащитного экрана на радиаторе, утепление крышки капота, применение т.н. «одеяла для мотора», а так же установка теплоизоляционных панелей снизу и по бокам отсека. Для этих целей на рынке имеется большое количество самых разнообразных аксессуаров. В отношении салона рекомендации аналогичные. Как правило, для того чтобы улучшить теплоизоляцию укладывают дополнительные материалы по днищу, внутри дверей, на перегородке между салоном и багажником (задней дверью), крышей автомобиля. Это позволяет максимально исключить утечки теплого воздуха наружу, и попадание холодного воздуха из вне, образование конденсата на металлических поверхностях кузова и т.д.

АНТИКОРРОЗИЙНАЯ ЗАЩИТА КУЗОВА.
Не забываем и о кузове. Даже держа в руках руль нового автомобиля, обязательно подумайте о дополнительной защите кузова. Так как в периоды больших снегопадов дорожные службы не редко используют не специальные реагенты, которые щадящее относятся к металлическим кузовам авто, а используют обычную и дешевую смесь соли с песком. Которая может при движении накапливаться в различных стыках и швах. А затем по мере таяния вызвать серьезные очаги коррозии. На сегодняшний день, самым действенным способом защиты от коррозии является — антикоррозионная обработка кузова. Если у вас он не произведена, то об этом стоит задуматься — это позволит сохранить первозданный вид своего авто и отсрочить такое неприятное явление, как ржавчина на кузове и прочие моменты связанные с гниением металла. Во избежание таких негативных последствий следует обязательно выполнить дополнительную обработку нижних элементов кузова антикоррозионными материалами, и установить дополнительную защиту (если имеется таковая возможность).
Кроме того, не помешает обработать поверхности: стекол, наружных зеркал, фар, а также лакокрасочное покрытие (ЛКП), используя всевозможные косметические средства, благодаря грязеотталкивающему и противообморозительному эффектам вы сможете облегчить свою участь и сделать зимнюю эксплуатацию своего авто менее болезненной.

ГОТОВИМ ЗАМКИ И РЕЗИНОВЫЕ УПЛОТНИТЕЛИ К ЗИМЕ.
Еще одним нюансом подготовки авто к зиме является подготовка замочных скважин и резиновых уплотнителей. Не секрет, что при достаточно большом морозе резиновые уплотнители за счет накопившейся в них влаге могут примерзать к дверям (крышке багажника). И дернув при открытии двери, вы можете либо разорвать уплотнитель, либо его деформировать. Для того чтобы этого не случилось рекомендуется периодически обрабатывать их специальными средствами или тонким слоем тосола. И первый раз это необходимо сделать до холодов.
Также желательно «запшикать» все замочные скважины водоотталкивающими аэрозолями, чтобы удалить влагу из механизмов замков. Это позволит избежать замерзания влаги, которая могла попасть через замочную скважину, тем самым сэкономив своё время и не прибегать к знакомой многим процедуре «нагревания ключа при помощи зажигалки, чтобы растопить лёд в замке». В зимний период после каждой мойки автомобиля рекомендуют обрабатывать замки водоотталкивающими аэрозолями.

Теперь несколько слов о том, что необходимо иметь с собой в дороге зимой.
В перечень обязательных инструментов и принадлежностей входит:

Лопата (небольшая складная);
Комплект проводов для внешнего запуска двигателя (для прикуривания);
Буксировочный трос;
Рабочие перчатки;
Резиновый скребок со щеткой;
Водоотталкивающий аэрозоль (например, WD-40).

Это, пожалуй, самые основные моменты, как подготовить машину к зиме. Выполнив все вышеизложенные рекомендации можно существенно облегчить жизнь себе и своему автомобилю. Кроме этого все вышеперечисленные операции имеются в перечне сезонного технического обслуживания практически для всех марок и моделей автомобилей.

Источник

СПОСОБЫ И СРЕДСТВА, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ ПУСК ПРИ БЕЗГАРАЖНОМ ХРАНЕНИИ АВТОМОБИЛЕЙ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ

Одним из важнейших факторов, снижающих эффективность работы авто­мобилей на территории с экстремальными климатическими условиями, является большое количество времени, затрачиваемое на их подготовку к выпуску на линию в условиях их безгаражного хранения. В настоящее время даже в суровых кли­матических условиях от 30 до 50% парка грузовых автомобилей хранится на открытых площадках. При безгаражном хранении при низких температурах используются различные способы и средства, облегчающие выпуск автомобилей на линию.

К этим средствам относятся оборудование, приспособления и материалы.

Как способы, облегчающие пуск двигателя, так и средства, обеспечивающие тепловую подготовку агрегатов и систем транспортных средств, могут быть инди­видуальными или групповыми.

Важную роль в организации хранения подвижного состава играет комплекс мероприятий по подготовке автомобилей к их работе зимой.

Облегчение пуска двигателей и поддержание теплового режима агрегатов в условиях низких температур обеспечивается в основном: сохранением тепла от предыдущей работы двигателя; использованием тепла от внешнего источника; применением средств, обеспечивающих холодный пуск двигателя.

Сохранение тепла в двигателе от предыдущей работы.При этом способе сохранение тепла обеспечивается применением стеганых чехлов, закрывающих радиатор и капот автомобиля. Аккумуляторная батарея утепляется чехлом и слоем стекловаты толщиной до 30 мм. Чехлами можно также утеплять картер двигателя, топливный бак и масляные фильтры.

Использование тепла от внешнего источника.Для пуска двигателя эта группа способов применяется при длительном хранении автомобиля, в том числе и в меж-

сменное время. При этом тепло от внешнего стационарного источника, разме­щенного на территории предприятия, может быть использовано в режиме груп­пового подогрева двигателя или его разогрева (табл. 22.2).

Степень подогрева (разогрева) двигателя оценивают по температуре охлаж­дающей жидкости в рубашке охлаждения блока цилиндров. Учитывая, что при длительном подогреве разница в температурах рубашки охлаждения и наиболее холодных частей двигателя (подшипников коленчатого вала) меньше, чем при разогреве, температура в головке цилиндров должна быть при подогреве 40-60 °С, а при разогреве 80-90 °С.

Наиболее простым методом разогрева двигателя является проливка системы охлаждения горячей водой температуры 85-90 °С при открытых сливных кранах двигателя.

тельно, усиленное отложение накипи в котлах; образование стекающим на пло­щадку конденсатом наледей, затрудняющих подход к автомобилю, что требует систематической уборки площадки и может привести к травмам.

Разогрев паром двигателя и его систем, а также агрегатов трансмиссии, ходовой части в автобусных парках может выполняться на специализированных постах обогрева, размещенных в зоне ЕО, на которые отбуксируется автобус. Через направленные сопла под автобус по всему периметру подается пар, вследствие чего осуществляется интенсивный разогрев автобуса и его агрегатов. При этом конденсат, скапливаясь на поверхности агрегатов и деталей автобуса, скатывается вниз на решетчатую площадку обогрева.

Применение обогрева с возвратом конденсата приводит к усложнению обо­рудования пароподогрева за счет строительства возвратного трубопровода. Интен­сивность обогрева двигателей меньше, чем при первом способе, так как не весь пар конденсируется в системе охлаждения.

Разогрев и подогрев двигателя горячим воздухом находят все более широкое применение. Для этого площадки безгаражного хранения оборудуют установками, состоящими из узлов подогрева, подачи и распределения воздуха. Узел подогрева воздуха компонуется из электрических калориферов или огневых подогревателей

рекуперативного типа. В огневых калориферах воздух нагревается за счет сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива. Применяются огневые калориферы типа ВПТ-400, ВПТ-600, ВП-1, АПВ 280/190 или их аналоги. Для подачи воздуха в калориферы применяются вентиляторы ВР или ЭВР-4, ЭВР-6, СВМ № 5 и др. Вентилятор устанавливают перед калорифером, чтобы обеспечить подачу холодного воздуха. Горячий воздух от калорифера подается к автомобилю посредством утепленных трубопроводов. При этом возможен обогрев аккумуля­торной батареи и агрегатов трансмиссии.

Способ разогрева и подогрева двигателя с использованием электроэнергии быстро распространяется в последние годы. Устройства для электрического ра­зогрева (подогрева) двигателей просты по конструкции и удобны в эксплуатации. Наиболее широкое применение получили электронагревательные элементы с закрытыми твердыми проводниками тока. Система электроподогрева ОН-338 двигателей автомобилей КамАЗ (рис. 22.9) включает в себя узлы, монтируемые на автомобиле и устанавливаемые на площадках хранения.

На автомобиле монтируют теплообменник 6, который посредством подво­дящего и отводящего патрубков включен в контур циркуляции системы охлаж­дения двигателя 4 между радиатором 2 и водяным насосом 3; соединительную коробку 7 со штепсельным разъемом для подключения к аппаратному шкафу /. В нижней части теплообменника имеется краник для слива охлаждающей жидкос­ти, а также предусмотрено дополнительное крепление 5 теплообменника к двига­телю. В корпус теплообменника вмонтирован теплоэлектронагреватель (ТЭН) мощностью 2,5 кВт.

На площадке хранения автомобилей устанавливают аппаратный шкаф, в ко­тором размещены пускорегулирующая и защитно-отключающая аппаратура, а также контур заземления электрооборудования. Теплообменник с электро­нагревательным элементом подключают к аппаратному шкафу соединительным кабелем 9 через разъемы, находящиеся в аппаратном шкафу и соединительной коробке. Заземляют автомобиль гибким проводом 8, соединяющим корпус авто­мобиля с контуром заземления электрооборудования. Прогрев двигателя и узлов

системы охлаждения обеспечивается термосифонной циркуляцией охлаждающей жидкости через теплообменник.

Тепловая подготовка автомобильных двигателей с помощью инфракрасных излучателей основана на физических свойствах инфракрасных лучей, которые по­глощаются в очень тонком слое твердого тела, вызывая его нагрев, и практически не поглощаются чистым воздухом. Излучатели, или горелки, представляют собой плитку из керамики с большим количеством каналов малого диаметра. Плитка закрепляется в металлическом корпусе и ограждается металлической сеткой. При работе горелки сгорание газа происходит в каналах керамической плитки. В ре­зультате поверхность керамики разогревается до температуры 700-950 °С и выде­ляет лучистую энергию, которая в нагреваемом предмете превращается в тепло­вую. Для тепловой подготовки автомобильных двигателей используются серийно выпускаемые промышленностью газовые инфракрасные излучатели, на базе кото­рых разработаны автомобильные подогреватели, состоящие из теплообменника, последовательно включенного в систему охлаждения двигателя, и инфракрасного излучателя.

Применяемые в стационарных условиях горелки монтируются на площадке стоянки на расстоянии 300-500 мм от обогреваемого агрегата. Площадка обо­рудуется специальными упорами для колес и направляющими, исключающими неточности при установке автомобилей над горелками и их повреждение. Подогреватель монтируется под картером двигателя, причем инфракрасный излучатель является съемным элементом и составляет принадлежность установки, а не автомобиля. Беспламенный нагрев жидкости в теплообменнике вызывает термосифонную циркуляцию в системе охлаждения. В качестве топлива в подогревателях используют сжатый природный и сжиженный нефтяной газ. Различают пять видов тепловой подготовки:

• стационарный предпусковой разогрев с подачей газа автомагистральной сети;

• стационарный предпусковой разогрев с использованием группы баллонов;

• газоподогрев с использованием передвижной установки с баллоном для сжиженного газа;

• газоподогрев с использованием остатков природного газа из баллонов передвижного газозаправщика;

• индивидуальный газоподогрев с использованием сжатого природного газа от системы питания газобаллонного автомобиля.

Основным преимуществом газоподогрева, по сравнению с другими способами, является относительно низкая стоимость.

Индивидуальные предпусковые подогреватели и отопители электрические (рис. 22.10) и топливные (воздушные и жидкостные) (рис. 22.11) нашли широкое применение в практике технической эксплуатации автомобилей.

К первой группе относятся изделия, у которых основным элементом является электронагреватель закрытого типа, внутри которого смонтирована спираль накаливания. Одновременно эта спираль играет роль предохранителя, защищая двигатель от перегрева. Для монтажа элемента на блоке двигателя используются технологические отверстия либо лючки системы охлаждения. При выборе типа нагревающего элемента учитываются объем системы охлаждения, расстояние между стенками рубашки охлаждения, толщина и материал стенок блока ци­линдров. Обогрев двигателя происходит за счет конвективного теплообмена и термосифонной циркуляции жидкости в системе охлаждения. Если конструкция блока двигателя не позволяет использовать данный тип подогревателя, то можно

применять подогреватели со специальными фланцами, контактные или блоковые шланговые, врезаемые в систему охлаждения. Для обогрева двигателей воздушного охлаждения предназначены специальные подогреватели, устанавливаемые непосредственно в масляный картер двигателя. Они же могут быть использованы и на двигателях с жидкостным охлаждением для подогрева масла.

Время прогрева двигателя зависит от температуры окружающего воздуха. Как показала практика, примерно через 3 ч после подключения подогревателя к сети переменного тока 220 В температура системы охлаждения двигателя в среднем на 50 °С превышает температуру окружающего воздуха. После достижения теплового равновесия температура двигателя не поднимается, а тепловая энергия рас­сеивается в воздухе. Подогреватель двигателя может находиться в подключенном состоянии очень долго, не вызывая опасения, что сам подогреватель или двигатель повредятся от перегрева. Дальнейшая работа подогревателя при отсутствии тер­мореле не дает значительного эффекта и приводит только к ненужным затратам электроэнергии.

Для обогрева салона существуют модели подогревателей (см. рис. 22.10) 3 мощностью 1400 и 2000 Вт и габаритами 75 х 146 х 165 мм и 90 х 200 х 200 мм соответственно. Они могут быть легко установлены практически в любом месте салона, не влияя на его дизайн. Особенностью салонных обогревателей является применение устройства, позволяющего автоматически регулировать мощность обогревателя в зависимости от температуры всасываемого воздуха. По мере повышения температуры воздуха в салоне мощность нагрева постепенно умень­шается. Таким образом, салон эффективно прогревается при минимальном исполь­зовании электроэнергии. Для обеспечения безопасности внутрисалонные обогрева­тели имеют предохранители, которые отключают обогреватель, если температура в салоне достигает 25-30 °С. Повторное включение возможно примерно через 30 мин после остывания.

В схему управления электроподогревателем включено зарядное устройство 6, позволяющее подзарядить аккумуляторную батарею 7 при хранении автомобилей, что особенно важно для современных автомобилей, имеющих большое количество потребителей электроэнергии.

Управляет работой всего комплекса блок управления /. Габариты прибора позволяют легко разместить его в любом месте панели и даже на проти-восолнечном козырьке. Блок позволяет запрограммировать два времени вклю­чения начала движения автомобиля, например в 8 и 18 ч. При этом можно задать время подогрева автомобиля в ручном (1, 2 и 3 ч) или автоматическом режимах. При установке автоматического режима система в зависимости от температуры воздуха определяет и регулирует необходимое время для подогрева автомобиля. Кроме того, на дисплей блока управления может выводиться информация о напряжении на клеммах аккумуляторной батареи, о температуре наружного воздуха, предупреждение о гололеде.

Для подключения к электрической сети используется патентованная влаго- и грязезащищенная розетка 11, полностью исключающая неправильное подклю­чение силового кабеля. Малые габариты и аккуратный дизайн позволяют раз­местить ее за облицовкой радиатора (или врезать в бампер).

Топливные отопители предназначены для облегчения пуска двигателя и обо­грева салона (кабины) автомобилей при низких температурах окружающего воз­духа. Эксплуатируются отопители на бензине и дизельном топливе (т.е. они рабо­тают на том же топливе, что и двигатель автомобиля) от бортовой сети 12 и 24 В.

Воздушные отопители предназначены только для обогрева салонов, кабин автомобилей. У наиболее часто встречающихся воздушных отопителей пропуск­ная способность составляет от 70 до 218 м 3 воздуха за час работы. Для управле­ния отопителями существуют как механические, так и электронные таймеры. Некоторые модели отопителей оснащены дистанционной системой управления (типа Telestart), способной управлять работой отопителя на расстоянии до 600-1000 м.

Преимуществами индивидуальных подогревателей являются разогрев двигате­лей в любых условиях независимо от источника энергии и возможность использо­вания в качестве охлаждающей жидкости антифриза. Кроме того, практика пока­зывает, что при использовании предпускового подогревателя двигателя на легко­вых автомобилях расход топлива сокращается на 0,1-0,5 л в расчете на один пуск. За зимний сезон эксплуатации владельцу легкового автомобиля приходится в среднем осуществить 300-500 пусков двигателя, следовательно, за это время можно сэкономить от 30 до 150 л топлива.

Организационно-технические мероприятия зимней эксплуатации.Помимо при­менения специальных устройств и методов эксплуатация автомобилей при низких температурах обеспечивается

• тщательным и своевременным выполнением ТО при проведении сезонного обслуживания, особенно по системам питания, зажигания, охлаждения исмазки (см. гл. 8, 11 и 12);

• применением соответствующих сезону топлив, масел, эксплуатационных жид­костей и шин;

• использованием депрессорных присадок к топливу и маслам, облегчающих пуск;

• применением пусковых жидкостей.

Многообразие условий, в которых эксплуатируются автомобили в зимнее время, и широкий набор различных средств и способов, облегчающих пуск, требуют обоснованного их выбора (рис. 22.12). Степень готовности автомобиля к работе в зимнее время определяется температурным состоянием его узлов, меха­низмов и агрегатов, т.е. его температурным полем, которое для каждого агрегата перед началом пуска (прогрева) оценивается средней температурой наиболее нагретой и наиболее холодной точек.

Определяющими показателями при подготовке к работе при низких темпе­ратурах воздуха (/„) являются температуры:

• масляного фильтра (по степени надежности подачи отфильтрованного масла) +15 °С;

• коробки передач (по сопротивлению проворачиванию)-10 °С;

• салона кабины (по условиям работы водителя) +5 °С.

Наклонные линии характеризуют фактическое температурное состояние дви­гателей при различных способах, облегчающих пуск. В левом верхнем квадранте построен график ф(г), характеризующий потерю эффективности функциониро­вания агрегата (элемента) в случаях его недостаточного по отношению к гранич­ным величинам обогрева.

Потери эффективности получены путем нормирования характеристик факти­ческого функционирования элемента при реальных температурах по отношению к данным о функционировании того же элемента при граничных значениях темпе­ратур. При построении такой характеристики в качестве меры потери эффек­тивности могут быть использованы сведения об износе двигателя при холодном пуске и температуре f„ в единицах эквивалентного пробега:

При граничном значении температуры /_в = 20 °С L₃(20 °C) = 4,5 км. Нормирование износа по отношению к «граничным износам», т.е. износам при граничной температуре, позволяет оценить их величину при любой температуре в

Оценка тепловой подготовки каждого из агрегатов проводится в соответствии с ключом, имеющимся на номограммах.

Линии 1-8 на рис. 22.13, располагающиеся справа от вертикальной линии Г (20 °С), относятся к случаям, когда способ облегчения пуска двигателя соответ­ствует требованиям тепловой подготовки агрегата. Часть линий номограммы, расположенных левее линии Г, соответствует неполной тепловой подготовке, так как в этом случае имеют место потери эффективности по выбранному кри­терию.

Номограмма позволяет определить и случаи излишнего расхода энергии, приводящие к перегреву двигателя. Так, при г_в = 20 °С применение способов 5-7 приводит к перегреву двигателя. Перегрев оценивается длиной отрезков по оси абсцисс, обозначенных Д₅, Д₆, А₇.

При построении номограммы использованы и суммированы с учетом степени важности данные дифференциальной оценки обогрева агрегатов (см., например, рис. 22.13).

Сравнительная оценка способов облегчения пуска двигателей интегральному показателю проводится в следующем порядке: по оси абсцисс выбирается харак­терная для региона температура воздуха. Как правило, это средняя температура января, для которой определяются значения показателей ф(/_в).

Таким образом, возможно выбрать способ исходя из технологических возмож­ностей. Однако каждый пуск автомобиля при низких температурах сопровождается потерей энергии Q’_n, зависящей от температуры окружающего воздуха и применяемого способа облегчения пуска (рис. 22.15).

Оценка способов облегчения пуска двигателей автомобилей по энергети­ческим показателям, разработанная МАДИ, основана на определении и сравнении

годовых энергетических затрат Q[ в различных климатических условиях:

Так как число дней с отрицательными температурами в разных климатических районах существенно различается, то в зависимости от способа облегчения пуска будут изменяться затраты на один пуск (см. рис. 22.15) и годовые «энергетические затраты (рис. 22.16).

Экономическая оценка и обоснование выбора способов облегчения пуска дви-

гателя основаны на сопоставлении всех видов затрат, включая и капиталовложения при сравниваемых способах, с получаемым экономическим эффектом в результате экономии топлива, повышения ресурса автомобиля и повышения производитель­ности.

Экономические показатели различных способов, облегчающих пуск, в большой степени определяются

• условиями расположения и режимом работы автотранспортного предприятия; видом и стоимостью доступного источника энергии;

• расположением теплотрассы относительно территории АТП; наличием ко­тельной, ТЭЦ вблизи АТП; наличием и стоимостью строительных материа­лов;

• продолжительностью зимнего периода в регионе и др.

Источник