Nd-avtodrom.ru

НД Автодром
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Системы подогрева, пуска двигателя и выпуска отработавших газов

Системы подогрева, пуска двигателя и выпуска отработавших газов

Топливный бак. На автомобиле может быть установлен один или несколько топливных баков, являющихся резервуаром для бензина. Емкость топливного бака должна обеспечить пробег автомобиля без заправки, равный 300—600 км. Топливный бак состоит из двух сварных частей, отштампованных из освинцованной стали. Внутри бака есть перегородки, устраняющие плескание топлива и повышающие жесткость конструкции. В верхнюю часть бака вварена наливная горловина, закрываемая пробкой. Иногда для улучшения заправки бака топливом используют выдвижную горловину, имеющую сетчатый фильтр. Если наливная горловина установлена на боковой стенке, то верхняя часть бака соединена с нею трубкой, по которой выходит воздух из бака при его заполнении топливом. На верхней стенке топливного бака расположен датчик указателя урозня топлива и кран 6, соединенный трубкой с фильтром-отстойником. Внутри бака находится трубка, имеющая на приемном конце сетку, а другим концом пробки к горловине соединяющаяся с краном. В днище бака установлен отстойник, и в отверстие для спуска осевших на дно механических примесей и воды ввернута пробка 12.

Топливные баки на грузовых автомобилях устанавливают при помощи хомутов и кронштейнов на левом или правом лонжероне рамы, под грузовой платформой или сиденьем водителя. На легковых автомобилях топливные баки укрепляют в дне багажника или под полом кузова. Топливные баки автомобилей снабжают герметичными пробками, соединяющими бак с атмосферой через специальные клапаны. В результате расхода топлива в баке может образоваться разрежение, что вызовет перебои в подаче топлива или остановку двигателя, если такие клапаны не установить. При работе автомобиля в жаркую погоду из бензина интенсивно испаряются легкие фракции, и давление в баке повышается. В обоих случаях необходимо, чтобы внутреннее пространство топливного бака сообщалось с атмосферой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Корпус пробки имеет отверстия для соединения топливного бака с атмосферой. Центральное отверстие корпуса является седлом выпускного клапана. Плотное соединение выпускного клапана с седлом обеспечено пружиной и резиновой прокладкой, установленной под фланцем клапана. Пружина прижимает впускной клапан к седлу в корпусе выпускного клапана.

При работе двигателя из бака постепенно расходуется топливо, и при небольшом разрежении, примерно 2—4 кН/ма (0,02—0,04 кгс/см2), в бак начинает поступать воздух. Он проходит через отверстия под облицовку пробки, а затем, преодолевая сопротивление пружины, открывает впускной клапан и поступает в бак. Если внутри бака давление увеличивается, то срабатывает выпускной клапан, открывающийся при давлении 110—118 кН/м2 (1,10—1,18 кгс/см2). Пары бензина через отверстия выходят в атмосферу. Пробка топливного бака плотно удерживается на горловине пластинчатой пружиной, приклепанной к корпусу. Цепочкой пробка соединена с наливной горловиной.

Топливные фильтры. В топливе содержатся механические примеси и вода, причем их количество может возрастать в зависимости от условий транспортировки топлива, хранения и способов заправки им топливных баков автомобилей. Механические примеси и вода нарушают нормальную работу карбюратора и вызывают повышенный износ деталей двигателя. Для отделения от топлива воды и крупных механических примесей применяют отстойники, а для очистки топлива от мелких механических примесей — топливные фильтры тонкой очистки.

Фильтр-отстойник состоит из корпуса, отстойника и фильтрующего элемента. Прокладка уплотняет соединение корпуса с отстойником. Фильтрующий элемент собран из пластин толщиной 0,14 мм. На них имеются отверстия для прохода топлива, два отверстия для установки пластин на стойках и выступы высотой 0,05 мм. Пакет пластин надет на стержень пружиной пластины плотно прижаты друг к другу и к корпусу. В собранном состоянии между пластинами остаются щели, через которые проходит топливо. В фильтр-отстойник топливо поступает по трубке и заполняет его. Крупные механические примеси и вода, имеющиеся в топливе, опускаются на дно отстойника, а через отверстие, закрываемое пробкой Э, их периодически удаляют. На внешней поверхности фильтрующего элемента механические примеси задерживаются, а очищенное топливо поступает в полость корпуса и по трубке в топливный насос.

В системе питания двигателей автомобилей ГАЗ -53А и ЗИЛ -130 кроме фильтров-отстойников устанавливают еще фильтры тонкой очистки топлива, которые располагают между топливным насосом и карбюратором. Фильтры тонкой очистки (рис. 76) работают одинаково. Они отличаются только фильтрующими элементами: один — керамический, а другой —сетчатый. Основными частями фильтра тонкой очистки являются корпус, стакан-отстойник и фильтрующий элемент. Резиновая прокладка, расположенная между корпусом, фильтрующим элементом и стаканом-отстойником, обеспечивает их плотное соединение. В прокладке есть прорези, выполненные по радиусу, для прохода топлива в полость стакана-отстойника.

Фильтрующий элемент представляет собой стакан, изготовленный из алюминиевого сплава. На внешней поверхности стакана имеются отверстия и ребра, на которые намотана латунная сетка и закреплена при помощи пружины на стакане. В собранном виде фильтр тонкой очистки удерживает скоба и винт.

Через входное отверстие топливо поступает в стакан-отстойник, проходит через латунную сетку, оставляя на внешней поверхности механические примеси, а затем через отверстия поступает внутрь фильтрующего элемента и по каналу подается к карбюратору. Стакан-отстойник периодически снимают для очистки от воды и грязи, осевших на дно. Керамический фильтрующий элемент снимают при техническом обслуживании, промывают ацетоном

Сила пружины диафрагмы меньше силы сопротивления игольчатого клапана, который вместе с поплавком регулирует поступление топлива в поплавковую камеру карбюратора. По мере расходования топлива игольчатый клапан карбюратора открывается, и диафрагма, прогибаясь вверх, подает в карбюратор очередную порцию топлива.

Для наполнения поплавковой камеры карбюратора топливом, когда не работает двигатель (перед пуском, после продолжительной стоянки, ремонта, после снятия карбюратора или топливного насоса), насос имеет устройство, позволяющее подавать топливо вручную. Для этой цели служит рычаг с возвратной пружиной. Когда этот рычаг поворачивают при ручной подкачке топлива, то приводят в действие диафрагму насоса, и топливо подается в карбюратор. В случае выхода из строя диафрагмы насоса (трещина, обрыв и т. п.) топливо поступает в нижнюю полость корпуса и вытекает из контрольного отверстия.

Впускной и выпускной трубопроводы. Каждый двигатель внутреннего сгорания имеет два трубопровода — впускной и выпускной, которые обычно отливают отдельно. Приготовленная в карбюраторе горючая смесь поступает во впускной трубопровод, соединенный в блоке или в головке блока с каналами, подводящими смесь к цилиндрам. Для лучшего распределения и наполнения цилиндров горючей смесью сопротивление трубопровода должно быть наименьшим. С этой целью впускной трубопровод делают возможно большего сечения и с более короткими патрубками.

Выпускной трубопровод отводит отработавшие газы из двигателя. Впускной трубопровод отлит из алюминиевого сплава, а выпускной — из серого чугуна. Обычно у рядных двигателей впускной и выпускной трубопроводы крепятся вместе с одной стороны двигателя. Их присоединяют к блоку цилиндров (двигатель автомобиля ЭИЛ -130К) или к головке блока (двигатель автомобиля ГАЗ -24 «Волга»). Впускной трубопровод при помощи шпилек соединен с выпускным трубопроводом, а между ними установлена железоасбестовая прокладка. Приемная труба глушителя присоединена к фланцу выпускного трубопровода.

Как правило, у V-образных двигателей впускной трубопровод расположен между головками блока, адва выпускных трубопровода размещены с наружных сторон головок блока. Впускные трубопроводы двигателей автомобилей ГАЗ -53А и ЗИЛ -130 отлиты из алюминиевого сплава, а выпускные — из серого чугуна. На фланце б установлен карбюратор. Правая камера карбюратора (по ходу автомобиля) по каналам впускного трубопровода подает горючую смесь в первый, четвертый, шестой и седьмой цилиндры (показано штриховыми стрелками), а левая камера карбюратора — во второй, третий, пятый и восьмой цилиндры (показано сплошными стрелками). При таком распределении горючей смеси по цилиндрам двигателя достигается их равномерное наполнение.

Устройство для подогрева горючей смеси. Не все топливо поступает в цилиндры двигателя в мелкораспыленном состоянии или в виде паров, часть топлива осаждается на стенках впускного трубопровода в виде пленки и движется по направлению к цилиндрам. Топливная пленка поступает в цилиндры неравномерно и нарушает состав горючей смеси. Это отрицательное явление устраняют несколькими способами. Наиболее эффективным способом, позволяющим успешно разрушать топливную пленку, является подогрев средней части впускного трубопровода отработавшими газами или горячей водой. В первом случае для этого служит газовая камера подогрева (двигатель автомобиля ГАЗ -24 «Волга»), а во втором — водяная (двигатели автомобилей ГАЗ -бЗА и ЗИЛ -130), которая соединяется с водяной рубашкой.

Чтобы излишний подогрев впускного трубопровода не вызывал при высокой температуре окружающего воздуха ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью и снижения мощности двигателя, интенсивность подогрева регулируют автоматически или вручную. Заслонкой изменяют количество отработавших газов, проходящих через камеру подогрева впускного трубопровода. При пуске автомобильного двигателя в холодную погоду заслонку устанавливают в положение, соответствующее максимальному подогреву смеси.

На секторе регулировки подогрева выбиты слова «лето» и «зима». Поворачивая сектор и закрепляя его в определенном положении, регулируют степень подогрева впускного трубопровода отработавшими газами.

У двигателей автомобилей ЗИЛ -130 и ГАЗ -53А охлаждающая жидкость, циркулирующая по впускному трубопроводу, омывает соответствующие каналы и подогревает проходящую по ним горючую смесь. Однако интенсивность подогрева смеси регулировать нельзя.

Глушитель шума выпуска. Отработавшие газы по приемной трубе поступают в глушитель шума выпуска и выходят из него по выпускной трубе. Газы выходят из двигателя под большим давлением и со значительной скоростью. Они обладают определенным запасом энергии и, расширяясь в атмосфере, создают сильный шум. Для уменьшения шума служит глушитель, в котором использовано торможение газового потока его разделением, изменением направления движения и перепуском газов из малого объема в большой. Все это приводит к уменьшению скорости отработавших газов и выравниванию колебаний давления. Сопротивление глушителя должно быть небольшим, чтобы не снижались мощность и экономичность двигателя. Чем меньше шум выпуска, тем большая часть мощности двигателя затрачивается на вытеснение газов через глушитель в атмосферу.

На современных грузовых автомобилях применены глушители прямоточного типа, состоящие из корпуса с вваренными днищами, внутренней трубы с отверстиями и перегородками, образующими расширительные камеры. По приемным трубам отработавшие газы поступают в глушитель. Двигаясь по трубе, газы выходят через отверстия внутрь камер, где расширяются. Вследствие этого их давление уменьшается, и газы вновь поступают в трубы. Такое движение газов повторяется несколько раз, а затем они выходят в атмосферу через выпускную трубу. На V-образном двигателе автомобиля ГАЗ -53А левая и правая приемные трубы соединены после двигателя вместе, и к глушителю подходит одна труба. На грузовых и легковых автомобилях крепление глушителей шума выпуска эластичное; у первых их крепят к лонжерону, а у вторых—к полу кузова.

Состав отработавших газов автомобильных двигателей оказывает решающее влияние на загрязнение воздушного бассейна. Известно, что на земном шаре действующий автомобильный парк насчитывает около 350 миллионов единиц. В США один автомобиль выделяет за год около 40 кг окиси азота, 125 кг углеводородов и 750 кг окиси углерода, т. е. всего 915 кг. Если эти показатели распространить на весь автопарк земного шара, то, значит, ежегодно 350 млн. автомобилей выбрасывают в атмосферу примерно 320 250 000 т токсичных веществ.

Проблема очистки воздушного бассейна имеет важнейшее государственное значение. Помимо создания новых транспортных средств с лучшими в этом отношении двигателями, нельзя допускать в эксплуатацию автомобили, если они не отвечают требованиям ГОСТ 17.2.2. 03—77 на содержание окиси углерода в отработавших газах. При испытании двигателя автомобиля с малой частотой вращения холостого хода допустимое содержание” окиси углерода не должно превышать 4,5%, а с большой частотой вращения — 2,0%. Состав газа определяют газоанализатором в выпускной трубе на расстоянии от ее среза не менее 600 мм. При работе двигателя в режиме холостого хода, разгона и при форсированных режимах (смесь обогащенная) отработавшие газы содержат больше окиси углерода. При бедных горючих смесях в отработавших газах будет больше окислов азота.

Уменьшения токсичности можно достигнуть следующими способами:
— использованием в автомобильной промышленности газовых топлив; совершенствованием систем питания существующих автомобильных двигателей и тщательной регулировкой карбюраторов;
— устранением утечек паров бензина из топливных баков, поплавковых камер карбюраторов и применением закрытых систем вентиляции картера;
— проведением широких научно-исследовательских и конструкторских работ по коренному усовершенствованию известных электроавтомобилей;
— дефорсированием двигателей по степени сжатия и частоте вращения коленчатого вала.

При уменьшении степени сжатия понижается температура сгорания, вследствие чего уменьшается количество окислов азота в продуктах сгорания. Кроме того, работа двигателей с пониженными степенями сжатия не связана с использованием этилированных бензинов, в результате чего в продуктах сгорания не появляются очень токсичные окислы свинца. Эти окислы опасны тем, что непосредственно воздействуют на слизистую оболочку и вызывают тяжелые отравления, а также, попадая в организм человека, не выводятся, а постепенно накапливаются, приближаясь к опасным концентрациям.

В процессе дефорсирования двигателей по частоте вращения коленчатого вала уменьшается количество токсичных веществ, выбрасываемых в атмосферу в единицу времени.

Самодельный подогрев антифриза выхлопными газами: комплектующие и технология монтажа

Шильдик Hybrid или Diesel греет исключительно душу. Зимой в салоне теплеет только под нагрузкой, но откуда ее взять в пробке. Задача ясна – как повысить температуру охлаждающей жидкости и ускорить прогрев кабины. Очевидно, что согреть антифриз под силу какому-либо нагревательному элементу. Первое, что приходит на ум – использовать электричество. Еще один вариант – взять готовое тепло из выпускного тракта.

Идея подогрева холодного антифриза выхлопными газами: общие аспекты

Предыстория

Конкурентное решение разработано компанией Тойота, которая серийно внедрила подогрев антифриза глушителем на свои гибридные автомобили Toyota Prius. Технология EHR (Exhaust Heat Recovery) использует выхлопные газы для нагрева теплообменника, расположенного в выпускном тракте. Через радиатор непрерывно циркулирует «охлаждайка», снимая тепло с его стенок.

Общие показатели после технического нововведения улучшились:

  • Ускорен прогрев ДВС.
  • Повышен КПД гибридной установки.
  • Снижен расход топлива.

Обогреваемые Приусы японцы делали исключительно для себя, и уж точно не из микроклиматических соображений – для удовлетворения этих целей ставят керамические нагреватели РТС поверх радиатора печки. Верх взяла экологическая ветвь: дополнительный подогрев позволяет раньше переходить в режим «гибрид», а значит, вредные выбросы сократятся.

Конструкция

Интегрировать радиатор внутрь выхлопной трубы – дело плевое. Отключить теплообменник по достижении тосолом определенного температурного состояния – вот основная задача. Если этого не сделать, все плюсы сойдут на нет – мотор будет перегреваться.

Итого технология такова: для радиатора в выхлопном патрубке создан дополнительный контур, на входе в который стоит заслонка. Ее положение регулирует термостат, установленный вне корпуса трубы. Обогревательный комплекс смонтирован за катализатором.

Как оформить подогрев антифриза в системе охлаждения глушителем: соображения и идеи

Конкуренция между газовым и электрическим подогревателями уместна только при рассмотрении серийно оснащенных такими устройствами автомобилей. Гаражный досуг удобнее связать с электрическим устройством. Трудность переделки выхлопной системы состоит в реализации алгоритма отключения теплообменника от дополнительного обогрева горячими газами.

Донор

Технически проще найти глушитель с готовой управляющей системой и подключенными патрубками для состыковки со штатным охлаждением, и переделать его под конкретный автомобиль. Поскольку подогрев антифриза выхлопными газами устанавливается исключительно на тойотовскую гибридную линейку, в сферу интереса попадают системы выпуска Prius.

Никаких датчиков, связывающих подогрев с ЭБУ, на Приусах нет. Узел автономен, а потому может быть интегрирован в любой автомобиль – лишь бы место позволяло. Начиная с третьего поколения Toyota Prius, обогреватель пошел в серию. Выписывать деталь из Японии накладно, проще подыскать контрактную. На авторазборках встречаются экземпляры:

  1. Для третьей генерации XW30 – 12 000 рублей.
  2. Для четвертого поколения XW50 – 30 000 рублей.

Технологические аспекты

Керамический нагреватель не столь эффективен в крепкие морозы – владельцы российских модификаций Prius это отчетливо понимают. У них при -20°C температура «охлаждайки» на холостом ходу не превышает 50°C, где уж тут согреешься. К слову, универсалы Альфа (XW40) тоже лишены такой опции.

Минимум неудобств содержит в себе инсталляция сборочной единицы в Тойота Приус соответствующей модели:

  • Слить антифриз.
  • Заменить глушитель.
  • Связать патрубки системы охлаждения с подогревателем.
  • Залить охлаждающую жидкость. Слитого объема не хватит. Покупать лучше заводской состав. Если нет в продаже, анализируйте какой антифриз и с чем можно мешать , и вперед за покупкой продукта рядовых фирм.

Под Alpha необходимо модифицировать хвостовую часть, а при монтаже на далекую от философии концерна машину придется переделывать еще и переднюю. Без сварочных работ вряд ли обойдетесь, поэтому не забывайте отключать колодку питания ЭБУ и сам аккумулятор от бортовой сети.

Внимание! Если возникнет необходимость пользоваться сваркой на гибридных автомобилях – перестрахуйтесь: используйте газовый аппарат.


Суть опасения в том, что при задействовании полуавтоматического сварочного инвертора есть риск выхода из строя высоковольтной батареи. Хотя некоторые автолюбители утверждают, что источник питания гальванически экранирован – реле автоматически отключает ВВБ от бортовой сети после «стопа». Отсоединять аккумулятор, питающий электродвигатели – не лучшая идея: перед пуском мотора система потребует прописать батарею через сканер.

Коротко о главном

Схема подогрева антифриза расположенным в глушителе радиатором сложна в реализации. Трудности вызывает процесс конструирования регулируемого ограничителя обдува теплообменника выхлопными газами. Рационально позаимствовать узел в сборе у автомобиля, штатно оснащаемого системой рекуперации теплоты отработавших газов.

Доноров не так много – это «гибриды» Toyota Prius XW30 и XW50. Механизм функционирует автономно без каких-либо датчиков, сообщающих информацию ЭБУ. Адаптация под машину другой марки предусматривает минимум доработок. Требование одно – наличие свободного пространства в тоннеле под выпуск.

Все о предпусковых подогревателях для двигателя автомобиля

Предпусковой подогреватель – что это?

Впрочем, автономные подогреватели бывают не только жидкостными, а и воздушными. Цель последних – обогреть только салон крупных габаритов, скажем, грузовой машины или микроавтобуса. В легковушках подобные отопители уступают в цене самодельному тепловентилятору и прочим решениям.

Производители обогревателей

Предпусковые подогреватели, как класс автомобильных принадлежностей, знают прежде всего по «Вебастам». Так отечественные автомобилисты называют любого представителя устройств автономного подогрева. История присвоения «клички» берет начало еще с советских времен, когда немецкая фирма WEBASTO передала чертежи и лицензию на производство жидкостного обогревателя для дизельных грузовиков ржевскому заводу АТЭ-3 (ныне ЭЛТРА-Термо). С тех времен в рамках советского пространства любое автономное устройство предпускового подогрева именовалось как «Вебаста», подобно как любую мойку высокого давления ныне называют «Керхер».


К слову, WEBASTO – далеко не единственная контора, производящая подогреватели. Ее главный конкурент – Eberspacher. Фирмы роднит не только конструктивное подобие выпускаемых изделий, а и черты истории. В начале своего пути основатели частного дела даже и не предполагали, что будут родоначальниками автомобильного направления с многомиллионным оборотом.

Якоб Эберспехер строил крупные металлоконструкции, а Вильгельм Байер занимался производством разнообразных изделий из проволоки. Только ближе к началу Второй мировой войны фирмы занялись производством жидкостных подогревателей и печек для автомобильной промышленности.

Номенклатура оппонентов, по факту использующих решения WEBASTO и Eberspacher, невелика:

  • Ateco (Чехия).
  • Mikuni (Япония).
  • Ardic (Швеция).
  • ШААЗ (Россия).
  • Теплостар (Россия).
  • Бинар (Россия).

Конструкция и принцип работы автономных предпусковых подогревателей

На рынке представлены и noname-китайские аналоги, покупать которые мы не советуем и изучив конструкцию вы поймете, почему. Любой автономный подогреватель, повторимся, нацелен вырабатывать тепло, сжигая кислород и топливо в определенных пропорциях. Для этого в конструкции обязательно должны быть предусмотрены:

  • Камера сгорания, в которой топливо смешивается с воздухом и происходит горение.
  • Топливный насос, нагнетающий топливо из бака в камеру сгорания.
  • Нагнетатель воздуха (вентилятор), загоняющий воздух в камеру сгорания.
  • Теплообменник. В него поступают раскаленные газы из камеры сгорания и греют либо воздух, либо жидкость.
  • Вентилятор или циркуляционный насос. Теплоноситель должен циркулировать по системе, для чего и предусматривается вентилятор в воздушных «автономках» или циркуляционный насос для антифриза в жидкостных моделях.


Процесс горения необходимо держать под контролем, для чего в устройстве предусмотрены датчики:

  1. Датчик температуры или индикатор пламени, своевременно отключаемый свечу накаливания, поджигающую топливо на первых порах.
  2. Сенсор температуры воздуха или температуры охлаждающей жидкости.
  3. Датчик перегрева, останавливающий работу предпускового подогревателя в аварийных ситуациях, как-то заглушенный выход отработавших газов и т.п.

Принцип работы многим наверняка знаком по автономной печке, которой комплектовались автомобили с ДВС с воздушным охлаждением, например, ЗАЗ. Агрегат, как известно, капризный, надежностью не отличается, чего не скажешь про современные автономные предпусковые подогреватели.


Так, команда «ВКЛ», отсылаемая электронному блоку изделия, заставляет его продиагностировать систему. Ведь уже по изложенному объему информации нетрудно предположить уровень пожароопасности, который несет в себе «Вебаста», и что будет, если одна из систем сработает не как положено. Итак, все силовые цепи устройства исправны, что дальше? А дальше вот что:

  • Включается свеча накаливания и вентилятор продувки камеры сгорания.
  • Через 30 секунд система подает первые импульсы на дозирующий топливный насос.
  • Топливно-воздушная смесь поджигается и по мере горения датчик температуры камеры сгорания отключает свечу. Если в течение 30-40 секунд он не фиксирует тепло, работа агрегата останавливается и цикл старта происходит заново. В случае второго безуспешного старта аппарат переходит в режим продувки и полностью отключается.
  • По мере прогрева теплоносителя система может ступенчато снижать мощность горения или временно приостанавливать работу.

Завершение удачного рабочего цикла производится по обратному сценарию. Первым отключается топливный насос, а вентилятор продувки продолжает работать до того момента, пока датчик пламени не зафиксирует, что теплообменник и камера сгорания остыли.

Плюсы и минусы «автономок»

Достоинств у предпусковых подогревателей более, чем достаточно:

  • Комфорт. В прогретом салоне куда уютней, нежели в холодном.
  • Экономия топлива. Прогрев двигателя – это не только затраты времени, это еще и лишний литр-два горючего, сжигаемого в течение дня.
  • Увеличение моторесурса двигателя. Холодный пуск, как известно, эквивалентен 600 км обычного летнего пробега. Предпусковой подогреватель основательно готовит мотор для запуска и работы «на холодную» не наблюдается.
  • Экология. С точки зрения охраны окружающей среды подогреватели антифриза позиционируются как правильное оборудование. Сами посудите, двигатель прогрет, а вредных выбросов – минимум.

Сильные плюсы перевешивают не менее сильные минусы. Основательный недостаток – цена. Надежные автономные модели обойдутся минимум в 24 000 рублей. Второй негативный аспект – необходимость квалифицированной установки. Автономные модели имеют высокий класс пожароопасности и экономия тут ни к чему.

Стоя перед выбором: модели, цены и рекомендации по выбору

Опираясь на тип транспортного средства, практически все компании предлагают к покупке либо компактный вариант, либо профессиональный аппарат. Изделия класса «компакт» предназначены для легковых автомобилей с небольшим объемом двигателя:

  • Webasto Thermo Top Evo Start, согревающий только двигатель (30 000 рублей).
  • Webasto Thermo Top Evo Comfort +, обученный подавать тепло ещё и в салон (45 000 рублей).
  • Eberspacher Hydronic S3 Economy греет и двигатель, и салон – 45 000 рублей.

Серии Pro ориентированы на грузовой транспорт, микроавтобусы и автобусы. Мощность повыше, цены тоже:

  • Webasto Thermo Pro Eco 50, подогревающий только охлаждающую жидкость (90 000 рублей).
  • Webasto Thermo Pro 90, обогревающий двигатель и салон (120 000 рублей).
  • Eberspacher Hydronic M10, согревающий мотор и салонную капсулу (85 000 рублей).

Отечественная альтернатива выходит подешевле. Пятикиловаттные Бинар 5S и 5Б обойдутся в 25 и 30 тыс. рублей соответственно.


Изделия, подающие тепло только в салон (автономные отопители) имеют более демократичные цены. Двухкиловаттная версия для небольшого микроавтобуса или кабины грузовика встанет в 25 000 рублей (Webasto Air Top 2000 STC) – 35 000 рублей (Eberspacher Airtronic D2).

Предпусковые электрические подогреватели на 220 В гораздо доступнее. Цена на вариант с помпой для обычной малолитражки колеблется в пределах 2 000-3 500 рублей. Изделие в чистом виде, без насоса – еще дешевле: 1 500-2 000 рублей. На рынке представлены в основном отечественные модели (Лунфэй, Северс и пр.).

Что до конкретных рекомендаций по выбору, так это следующее. Имейте в виду, что предыдущая эволюция многих моделей, как правило, немного лучше и надежней нового ряда. Такая тенденция прослеживается как у Webasto, так и у Eberspacher и Бинар. Настоящие знатоки дела уверены, что модельный ряд Mikuni – единственная долгоиграющая «классика жанра», представленная сегодня на рынке.

Читать еще:  Какой нужен компрессор для покраски автомобиля

А может, собрать предпусковой подогреватель своими руками?

Обычного автомобилиста стоимость даже «легковой Вебасты», мягко говоря, вводит в ужас. Десятикратная разница в цене между заводскими электронагревателями и достойными автономными устройствами расценивается как уж очень большая. Впрочем, соблазн сэкономить лишние 500-1 000 рублей на покупном электронагревателе также может показаться заманчивым.

Итак, предпусковой подогреватель своими руками – что тут к чему? Если в двух словах, то смастерить самодельную конструкцию не сложнее, нежели организовать обогрев бачка омывателя с незамерзающей жидкостью.В интернете полно схем, в которых лежит одинаковая идея:

  • Сварить корпус, внутри которого будет размещаться ТЭН на 220В (обычно от нагревательного бака). Конструкция должна предусматривать замену ТЭНа, поскольку антифриз – это агрессивная среда и нагреватель регулярно будет выходить из строя. Внутри изделия обязательно циркулирует тосол, для чего предусматриваются входной и выходной штуцеры.

  • Покрасить и обернуть конструкцию в теплоизоляционный материал.
  • Врезать между радиатором печки и двигателем.


Вариантов реализации нагревательного «котла» достаточно много. Осмотрев большинство решений можно посоветовать взять на вооружение следующие рекомендации:

  • При вертикальном расположении устройства, размещать выходной штуцер в самой высокой части изделия. Идея этого решения в том, чтобы неоткачанный накопленный воздух находился вверху, а нагреватель был покрыт водой.
  • В цепь питания предпускового подогревателя можно встроить GSM – модуль, чтобы управлять питанием, не выходя из дома.
  • Включить в контур насос. Это значительно ускорит прогрев охлаждающего контура мотора.

При выборе нагревательного элемента следует отдавать предпочтение моделям с термостатом и не экономить на мощности изделия. 1,5-2 кВт – рабочий диапазон для малолитражных автомобилей.

Iron-Bear › Блог › Webasto, Eberspacher, Бинар, Defa. Предпусковые подогреватели двигателя, история, виды, плюсы, минусы. Часть 1.

Доброго времени суток дорогие читатели!
Сразу хотел бы предупредить что статья вышла большой по объему текста и будет разделена на несколько частей. Большая часть текста будет не моего сочинения, а взята с различных интернет ресурсов, которые находятся в открытом доступе, ссылки я обязательно укажу в конце статьи. Часть информации в источниках устарела и по этой причине я в некоторых частях текста внес изменения, также часть текста я решил совсем убрать из статьи, т.к. считаю её не уместной или же совсем не нужной.
Пролог.
Включите воображение:
Первый пример. Морозное зимнее утро – спиртовой столбик «провалился» в нижнюю часть термометра… Садиться в холодный автомобиль само по себе неприятно, но куда неприятнее убедиться, что он к тому же не заводится. Увы – далеко не все машины, даже современные, умеют легко пускаться при температурах за минус двадцать и вы молча закрыв авто заказываете такси или же идете на остановку ждать автобус что бы уехать на работу.
Второй пример. Январь, 6.30 утра, только начало светать. Температура на улице — минус 25 (без ветра). В окно противно даже выглядывать. Вы умылись и завтракаете. (Теперь у вас есть лишних полчаса, чтобы за завтраком почитать свежую газетку). Ваша машина, вся заметенная снегом, стоит на стоянке у дома. Срабатывает выставленный с вечера таймер, и под капотом вашего авто оживает предпусковой подогреватель. Примерно через 10 минут двигатель прогревается до +20 градусов. Проходит еще 15 минут. В салоне уже +5, мотор прогрелся до +45. Еще минут 10-15, и в салоне +10 градусов, двигатель нагрет до +65 и готов к старту. Снег со стекол начал стекать, «дворники» почти отмерзли. Тут из подъезда выходите Вы. Садитесь в теплую машину. Заводите мотор и выезжаете на работу.

Предпусковые подогреватели, как и кондиционеры, можно смело назвать одним из полезнейших в плане комфорта изобретением прошедшего века.
Удивительно, что в России, где большую часть года температура не превышает нулевой отметки, в стране, которая славится своей ЗИМОЙ были не первыми кто изобрел предпусковые подогреватели. Быть человеком со второго примера приятнее как ни крути, т.к. не все живут в Крыму и суровые Российские морозы калечат не только людей но и авто, ну да ладно не будем о грустном, пора начинать.
Экскурс в историю:
1. Eberspacher. В 1865 году немецкий мастер-ремесленник Якоб Эберспехер из города Эсслинген создает небольшой семейный бизнес по выпуску мелких металлоконструкций и услуг по остеклению. Недолго думая бизнес получает название по фамилии своего основателя Eberspacher.

В то время Якоб даже не думал об автомобильной промышленности, ее просто не существовало. И поэтому весь свой энтузиазм и упорство он вкладывал в развитие своего основного дела. Это позволяет ему достичь такого уровня качества и технологий, что небольшой семейный бизнес перерастает в серьезную компанию по производству крупных метало-конструкций. К 1914 при участии Eberspacher построены фабрики, заводы и вокзалы в Дрездене, Милане, Амстердаме и Лейпциге.
В 1930 году происходит переломный момент в истории компании. Dimler-Benz заказывает разработку и производство выхлопной трубы для своего автомобиля Mercedes. С этого момента начинается история автомобильного подразделения. 1932-1933 год разработка и производство зависимых систем обогрева автомобиля.
В сложное послевоенное время компания производит самые различные товары: от детских игрушек до медицинских протезов. Но никогда не забывала про свое автомобильное направление. Подъем автопромышленности Германии сыграл ключевую роль для Eberspacher. Уже к 1953/54г выпускает свой 1 миллионный глушитель для автомобиля.
К этому же времени был реанимирован довоенный проект Фердинанда Порше, Фольксваген «Жук» ставший впоследствии легендой. Перед концерном встала задача получить автономный, независящий от мотора источник тепла. Так как машина была оборудована двигателем с воздушной системой охлаждения, и в ней отсутствовала «печка» В качестве разработчика и производителя автономной «печки» была выбрана компания Eberspächer. И снова инженеры компании оказались на высоте, предложив первый в мире независимый воздушный отопитель. В последствии компания начинает активно расширятся выходить на мировые рынки. Строит свои заводы и исследовательские центры в США, Франции, Чехии, Швеции и других странах.
2. Webasto. Похоже город Эсслинген был просто чудесным источником талантливых людей. Через каких-то 36 лет, 7 марта 1901 года, не менее истинный ариец Вильгельм Байер открыл своё предприятие по производству скобяных изделий. Надо сказать, что первоначально обе фирмы выпускали совершенно не автомобильную продукцию, ведь автомобильной промышленности ещё так таковой не было на тот момент.

Фирма Вильгельма Байера поначалу занималась изготовлением самых разнообразных товаров из проволоки и жести: от мышеловок до комплектующих к велосипедам итальянских производителей — в те времена ведущих в этой отрасли. Чтобы быть поближе к своим итальянским клиентам и воспользоваться источником дешевой энергии, которую давала быстрая горная речка Вурм, в 1907 году господин Байер перевез свою фирму в городок Штокдорф под Мюнхеном. Именно в этом году из имени и фамилии основателя и места дислокации фирмы было образовано ее новое название — WilhElm BAier, STOckdorf — «WEBASTO». Вебасто» так же росла вместе с автомобильной индустрией и начиная с 30-х годов 20-го столетия все больше ориентировалась на потребности в самых разнообразных аксессуарах для автовладельцев и, соответственно, производителей автомобилей. В 1932 году фирма выпустила первые складные крыши для легковых автомобилей и автобусов. «Вебасто» в 1935 году, фирмы приступили к производству зависимых жидкостных отопителей (печек салона) для легковых автомобилей и автобусов.
Важный период развития компаний пришелся на послевоенные годы, когда немецкая экономика была истощена, а сама страна была в руинах. Именно автомобильная промышленность сыграла важную роль в восстановлении немецкой экономики. «Вебасто» получила заказы и первая вплотную занялась проблемой оптимизации климата в автомобилях. Так, в 1948 был выпущен первый автономный отопитель для автобусов, а уже к концу 60-х годов «Вебасто» предлагала жидкостные отопители для любых автотранспортных средств, а также воздушные для грузовиков. С 1965 года «Вебасто» выпускает кондиционеры для автобусов и грузовиков.
Про остальные виды подогревателей особо информации интересной не нашел по этому не буду описывать даже про их историю создания.
И Якоб Эберспехер и Вильгельм Байер вряд ли предполагали, что начиная свое дело, они закладывают фундамент, на котором спустя десятилетия вырастут корпорации с многомиллиардным оборотом. Сейчас «Вебасто» является мировым лидером по разработке и производству автономных отопителей, складных крыш и люков, а так же кондиционеров для всех типов автомобилей. «Эберспехер», наряду с производством автономных отопителей, является одним из крупнейших в мире поставщиков выхлопных систем на конвейеры автозаводов и конструкций стеклянных крыш в строительстве. Долгое время эти две фирмы являлись мировыми монополистами в производстве климатического оборудования для автомобилей. И несмотря на то, что сейчас список производителей автономных отопительных систем перевалил за десяток, все они заимствуют идеи и технологии, разработанные конструкторами легендарных немецких брэндов — «WEBASTO» и «Eberspacher».
Хорошо, скажете Вы, а почему же все-таки у нас все автономные отопители, независимо от того, какой фирмой они выпущены, принято называть «вебастой»? Думаю, что ответ на этот вопрос необходимо поискать в истории Советского Союза. Именно фирма «Вебасто» в далеком 1975 году заключила договор с советским правительством и продала лицензию на производство своего новейшего жидкостного подогревателя для грузовых автомобилей модели DBW 2010. Выпускать его было решено в 180 километрах от Москвы, в городе Ржеве, на заводе АТЭ-3 (в последствии «ЭЛТРА»), где немцы не только передали чертежи на этот подогреватель, но и обучили специалистов и помогли наладить производство. Конструкция оказалась настолько удачной, что практически без изменений выпускается до сих пор как Ржевским заводом (теперь он называется «ЭЛТРА-Термо», концерн «Прамо»), так и фирмой «Вебасто» на дочернем предприятии «Вебасто-Электрон» на Украине. Стоит ли говорить, что благодаря советской плановой экономике и отсутствию альтернативы водители «Совтрансавто» (а именно на машинах этой организации в основном стояли автономные подогреватели), стали впоследствии по-привычке называть «вебастой» любой аппарат, который обеспечивал автоматический подогрев системы при заглушенном двигателе.
Мы привыкли, что все внедорожники называются «джипами», мойки высокого давления – «кёрхерами», подгузники – «памперсами», автономные отопители – «вебастами»… И пусть это синтаксически не совсем правильно, но тем самым, того не замечая, мы отдаем дань уважения фирмам-новаторам, фирмам-первопроходцам, благодаря которым наша жизнь становится чуточку легче и комфортней.
Виды предпусковых подогревателей.
Давайте вкратце опишем, что предлагают нам Российские и зарубежные производители, съевшие, что называется, собаку на изготовлении всевозможных подогревателей. Сразу отметим, что подогреватели есть как для бензиновых автомобилей, так и для дизелей.
«Самовар»

Высшую ступень эволюции, бесспорно, занимают автономные жидкостные предпусковые подогреватели. Они полностью интегрируются в оборудование автомобиля (подключаются к системе охлаждения, бортовой электросети, топливному баку) и не требуют дополнительных «резервов». Блок управления размещают под капотом, а таймер – в салоне. По сигналу таймера система подогреет не только двигатель, но и салон авто, при этом теплый воздух распределяется по собственным воздуховодам автомобиля. Удобство управления системой отопления дополняется таймером для программирования начала нагрева, при вашем желании радио или телефонного устройства дистанционного управления. Эти подогреватели расходуют немного топлива и электричества, имеют низкий уровень шума. Фактически получаем эдакую печку с современной обвязкой – зажиганием, электроникой и т.п. Естественно, сложность конструкции отразилась в цене: она на порядок выше, чем у остальных обогревателей…
«Кипятильники»
Так можно окрестить предпусковые подогреватели, работающие от сети 220В. Все что от вас требуется, это заранее включить подогреватель в розетку и подождать (в среднем около получаса). Ждать мы, естественно, не любим – поэтому в качестве дополнения нам предлагают различные таймеры, чтобы задавать время включения и выключения. В навороченных конструкциях присутствуют дополнительные отопители салона, а иные системы наряду с подогревом еще и подзаряжают аккумулятор. Принцип действия сродни кипятильнику. Нагрев производится ТЭНом (трубчатым электронагревателем) – только греется не вода, а, как это ни забавно звучит, охлаждающая жидкость: система охлаждения будет работать на обогрев! Термоциркуляция может происходить как естественным образом, так и принудительно с помощью встроенного насоса.

В зависимости от модели подогреватель устанавливают в контур системы охлаждения или прямо в блок цилиндров (вместо технологических заглушек). Поскольку такие «кипятильники» работают от сети, применение их ограничено – как правило, это либо гаражи, либо цивилизованные автостоянки.
«Чай из термоса»
При работе двигатель нагревается, возрастает температура охлаждающей жидкости. Если же двигатель заглушили, жидкость вслед за ним также начинает остывать. Процесс достаточно очевидный, но растранжиривать с трудом добытое тепло обидно – его можно сберечь. Для этого и нужны «автотермосы». Как только температура антифриза возрастает, он начинает периодически поступать в тепловой аккумулятор (заменяя более холодную жидкость), в котором и находится, что называется, «до востребования». Перед пуском в холодное время необходимо просто активировать систему – встроенный насос заставит горячую жидкость из теплового аккумулятора циркулировать, отдавая тепло замерзшему двигателю. Через пару минут можно «заводиться». Система достаточно проста и автономна, но к подогревателям ее можно отнести с натяжкой. Понятно, если машина простоит на стоянке длительное время, то чудес ожидать не стоит: жидкость в любом термосе рано или поздно остынет. Такие виды тепловых аккумуляторов на сегодняшней день в диковинку и не совсем работоспособны по крайней мере на северах, поэтому не буду рассказывать про них.
Рассмотрим достоинства и недостатки предпусковых подогревателей. Достоинства:
1. Прежде всего, как мы уже говорили — это комфорт.
2. Помимо комфорта, экономии времени и здоровья предпусковые подогреватели приносят и чисто экономическую выгоду. Начнем с «мелочей» — бензина. Или солярки, если у вас дизель. Во-первых — литр-два топлива, сэкономленные за день на прогревах, вещь вроде незаметная, но за зиму на пару недель «халявной» езды наберется, а ещё учитывая динамику роста цен на АЗС. А кипятильники, так вообще не расходуют топливо автомобиля.
3. Пожалуй, самая малозаметная, но и самая большая польза предпусковых подогревателей в том, что они в 2-3 раза увеличивают моторесурс вашего двигателя. Судите сами. При запуске непрогретого двигателя, особенно в зимнее время, мотор подвергается страшной экзекуции. Топливо конденсируется на ледяной поверхности цилиндра, смывает масляную пленку, увеличивая трение. Это приводит к ускоренному износу деталей цилиндро-поршневой группы. Масло на морозе напоминает больше густой кисель. Бедный масляный насос! Попробуй-ка протолкни эту жижу к головке блока и к распредвалу. Хоть и масла сейчас хорошие купить не проблема, но все же. Ученые, специализирующиеся на этой проблеме в Скандинавских странах, подсчитали, что каждый «холодный» старт уменьшает ресурс двигателя на 400-600 километров. В наших условиях, когда 180 дней в году температура опускается ниже +5 градусов и около 100 дней — ниже 0 градусов, потеря моторесурса за год составит около 80000 километров. Страшно представить, какие это деньги в масштабах целой страны. Неудивительно, что, например, в Швеции, рекомендуют пользоваться предпусковым подогревом при температуре ниже +5 градусов. Надо отметить, что и в масштабах одной семьи деньги на преждевременный ремонт двигателя лучше потратить на что-нибудь другое.
4. На последнем месте — польза, которую предпусковые подогреватели приносят для экологической ситуации. На последнем — потому, что на экологию россиянам, по большому счету, наплевать. Стоит посмотреть на дымовую завесу от какого-нибудь КАМАЗа или Икаруса и т.п. Тут уж не до экологии. Но все же предпусковые подогреватели значительно сокращают количество особенно вредных выхлопов прогрева. Может быть, установив предпусковой подогреватель, вы улучшите экологическую ситуацию хотя бы в масштабах своего двора. В самом деле, иногда испытываешь неловкость, прогревая мотор у какой-нибудь детской площадки или у подъезда. Кипятильники в свою очередь вообще не расходуют топливо, тем самым не выделяя токсичные и вредные газы в окружающую среду.

Системы подогрева и пуска двигателя

Во время пуска двигателя зимой из-за низкой температуры воз­духа нарушается процесс образования горючей смеси, снижаются давление и температура в конце такта сжатия и, таким образом, создаются весьма неблагоприятные условия для воспламенения топлива в цилиндрах. Кроме того, понижение температуры при­водит к увеличению момента сопротивления прокручиванию вала двигателя из-за повышения вязкости масла и к снижению эффек­тивности действия пусковых устройств. Все это затрудняет, а иногда делает невозможным запуск двигателя в зимних условиях без предварительного подогрева.

Износ холодного двигателя за время одного пуска-прогрева, по данным ряда исследователей, равен износу, получающемуся за2-4 ч его работы с эксплуатационной нагрузкой при номинальной тем­пературе. Предварительный подогрев двигателя, особенно если подогрев от внешнего источника тепла продолжается во время прогрева на холостом ходу (тепловое сопровождение), суще­ственно снижает износ деталей кривошипно-шатунного механизма.

Система подогрева

Система подогрева предназначена для прогрева двигателя перед пуском и поддержания его в готовности к пуску в зимних условиях. Подогреватели делятся на электрические, жидкостные и воздуш­ные. Они должны обеспечивать быстрый и надежный подогрев двигателя и других агрегатов машины при низкой температуре окружающего воздуха, быть безопасными в пожарном отношении, компактными, простыми по устройству.

Электрические подогреватели вследствие значитель­ного потребления электрической энергии имеют весьма ограничен­ное применение.

Воздушные подогреватели могут быть использованы для подогрева двигателей как с воздушным, так и жидкостным охлаждением. К числу их достоинств относится возможность непосредственного подогрева подшипников коленчатого вала и дру­гих элементов двигателя, а также агрегатов трансмиссии, приводов управления, аккумуляторных батарей и т. д. Однако интенсивный подогрев жидкостного тракта не обеспечивается, и общая эффек­тивность подогрева двигателя с жидкостным охлаждением оказы­вается недостаточной.

Наиболее широкое распространение получили жидкост­ные форсунчатые подогреватели с принудительной циркуляцией жидкости в контуре, соеди­ненном с контуром системы охлаждения двигателя. Такая система подогрева может обеспечить достаточный разогрев двигателя перед запуском за 25-30 мин при температуре наружного воздуха -30° С.

Недостатком жидкостной системы подогрева является то, что она не обеспечивает быстрого разогрева подшипников коленча­того вала двигателя и ряда других агрегатов моторно-трансмиссионного отделения. Этот недостаток может быть сглажен при ис­пользовании комбинированной воздушно-жидкостной системы подогрева, где часть тепла отработавших в котле подогревателя газов используется для подогрева других агрегатов, не имеющих жидко­стной связи с подогревателем.

Система пуска

Система пуска предназначена для проворачивания коленчатого вала двигателя на таких оборотах, при которых функционируют приборы питания двигателя топливом и воздухом, системы смазки и зажигания (у бензиновых двигателей), а в цилиндрах со­здаются условия, необходимые для воспламенения и сгорания топлива.

Виды пусковых устройств.Одним из основных средств запуска двигателей транспортных машин является электростартер, представляющий собой сериесный элек­тродвигатель с питанием от аккумуляторных ба­тарей машины. Мощ­ность электростартера и передаточное число пе­редачи выбираются та­кими, чтобы обеспечива­лись необходимые зна­чения оборотов и мо­мента на коленчатом валу двигателя. В совре­менных машинах мощ­ность электростартера составляет 5-10% от мощности двигателя. Передача осуще­ствляется с помощью зубчатой пары с передаточным числом iп=8-10 и к.п.д. hп= 0,85-0,9. К достоинствам электро­стартера относятся малые габариты, дистанционное управле­ние, возможность пополнения энергии батарей во время работы двигателя. Недостатками являются необходимость применения тяжелых и сравнительно малонадежных стартерных аккумуля­торных батарей, рассчитанных на большую силу разрядного тока. В настоящее время уделяется много внимания созданию новых типов аккумуляторов электрической энергии, имеющих большой срок службы, высокую механическую прочность, обладающих большой энергоемкостью, способных эффективно работать в ши­роком диапазоне температур.

В качестве резервного, а часто и основного средства запуска транспортных двигателей применяется пуск сжатым воздухом. Из баллонов сжатый воздух поступает в воздухораспредели­тель. Планшайба воздухорас­пределителя вращается синхронно с коленчатым валом двигателя и во время ходов расширения направляет воздух в цилиндры через пусковые клапаны. Пусковой клапан открывается под дей­ствием сжатого воздуха, преодолевающего усилие пружины. Воз­дух заполняет цилиндр и давит на поршень, проворачивая колен­чатый вал двигателя. Баллоны могут быть сменными или подка­чиваться во время работы двигателя двухступенчатым компрес­сором. Максимальное давление воздуха в баллонах 15-20 МПа, минимально необходимое для пуска двигателя 4-6 МПа. Основными преимуществами этого способа пуска является его надежность и нечувстви­тельность к изменению тем­пературы окружающего воз­духа.

В свое время довольно широко применялся пуск дви­гателей гусеничных машин при помощи инерцион­ного стартера, действие которого осно­вано на использовании кине­тической энергии вращаю­щейся массы. Электродвига­тель небольшой мощности (1–2 кВт) раскручивает маховик до 10-15 тыс. об/мин. Рас­крутить маховик можно также вручную при помощи рукоятки. По достижении необходимых оборотов махо­вик при помощи механизма включения подключается к валу двигателя через фрикционную муфту и храповик. В настоящее время инерционные стартеры почти не приме­няются в связи с относительной сложностью конструкции и недоста­точной надежностью в работе.

Пуск двигателя при помощи вспомогательного двигателя малой мощности нашел широкое применение на тракторах. Вспомогательный (пусковой) двигатель, как правило, карбюраторный (двухтактный или четырехтактный), запускается вручную. Он соединен с основным двигателем приводным меха­низмом, состоящим из фрикционной муфты, двухступенчатого ре­дуктора и механизма выключения. Облегчение запуска основного дизеля достигается применением декомпрессора – механизма, при помощи которого в начале процесса пуска дизеля открываются клапаны (чаще только выпускные) и тем самым устраняется сопро­тивление сжатия.

Пуск при помощи вспомогательного двигателя связан с при­менением ручного или другого вида запуска самого пускового дви­гателя, с применением второго вида топлива, продолжителен по времени (особенно при низкой температуре), так как требуется прогрев сначала пускового, а затем основного двигателя. Привод­ной механизм сложен по конструкции.

Возможность запуска двигателя вручную может быть преду­смотрена в качестве вспомогательного средства для двигателей сравнительно небольшой мощности (до 70-100 кВт).

В специальных случаях для пуска двигателя могут приме­няться пиротехнические средства, пуск дизеля на бензине (с до­полнительной камерой сгорания и карбюраторной системой пита­ния) и другие способы.

Определение мощности пусковых устройств. Требуемая мощ­ность пускового устройства определяется на основе следующих соображений. Общее сопротивление вращению коленчатого вала Мс складывается из следующих частей: сопротивление сил трения Мт в двигателе и соединенных с ним агрегатов (вентиля­торе, масляном и топливном насосах, генераторе и т. д.); инерционного сопротивления подвижных частей двигателя и соеди­ненных с ним агрегатов Мн, возникающего при разгоне до пусковых оборотов; сопротивление воздуха (или горючей смеси) в цилиндрах во время такта сжатия Мсж. Таким образом, суммарный момент, приложенный к валу двигателя во время пуска, должен быть равен

Величина момента сопротивления Мс зависит от многих факто­ров: числа цилиндров, степени сжатия, состояния поверхностей трения сопряженных деталей и т. д., а особенно от вязкости масла. Так, при изменении температуры двигателя от +20 до -40 С момент сопротивления может увеличиться в четыре-пять раз. Вместе с тем во время пуска дизеля температура воздуха в ци­линдре в конце такта сжатия должна быть на 200-250° С выше температуры самовоспламенения топлива. Поэтому при низких температурах наружного воздуха запуск двигателя без предвари­тельного подогрева иногда вообще невозможен.

Температура воздуха в цилиндрах в большой степени зависит от скорости вращения коленчатого вала. При слишком малых оборотах непомерно увеличиваются теплоотдача от воздуха к стен­кам цилиндров и утечки воздуха через поршневые кольца.

Если принять, что момент трения Мт (в Н-м) по углу поворота коленчатого вала не меняется, можно считать

, (48)
где рт – условное среднее давление трения в Па; Vh – рабочий объем одного цилиндра в л; i – число цилиндров; Т – тактность. О величине условного среднего давления трения (в Па) дают ори­ентировочное представление эмпирические зависимости: при п 50 об/мин

(50)
Здесь h10 и h – динамическая вязкость масла в Па-с при темпе­ратуре 10° С и текущей температуре соответственно.

Читать еще:  Мифические и реальные проблемы двигателя Hyundai и Kia

Максимальное значение момента сопротивления прокручива­нию коленчатого вала от сжатия

, (51)
где рсж – максимальное значение тангенциального усилия на кривошипе, отнесенное к площади поршня; d и s – диаметр и ход поршня в м.

Момент сопротивления (в Н-м) от сил инерции пропорциона­лен ускорению коленчатого вала:

,(52)
где Jдв – момент инерции всех движущихся масс двигателя, при­веденный к коленчатому валу. Если разгон вала от состояния покоя до пусковых оборотов пп производится за время tп с постоян­ным ускорением, то

(53)

Приведенные выражения показывают, что момент сопротивле­ния вращению вала двигателя во время пуска определяется кон­структивными параметрами двигателя (литражом, числом цилин­дров, степенью сжатия, приведенным моментом инерции), его тем­пературным режимом, характеристиками масла и т. д.

Вращающий момент пускового устройства (стартера) должен быть не менее

, (54)
где iп и hп – передаточное число и к.п.д. передачи от стартера к валу двигателя.

Число оборотов вала стартера

Для карбюраторных двигателей пп = 100-150 об/мин, для дизе­лей с неразделенными камерами сгорания пп=150-250 об/мин, для дизелей с разделенными камерами сгорания пп=200-400 об/мин.

В соответствии с этим мощность стартеров для двигателей раз­личных типов в зависимости от литража двигателя Vл (в л) имеет значение (в кВт)

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Система выпуска отработавших газов автомобиля

В соответствии с требованиями законодатель­ства система выпуска отработавших газов снижает содержание загрязняющих веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания. Система выпуска отработавших га­зов также служит для снижения уровня шума и выпуска отработавших газов в удобном ме­сте автомобиля. При этом потери мощности двигателя должны быть сведены к минимуму. Вот о том, из каких компонентов состоит система выпуска отработавших газов автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

Компоненты системы выпуска отработавших газов

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, компонентов для очистки отработавших газов, шумопоглощаю­щих компонентов и различных соединителей этих компонентов.

Конструкция и компоновка этих компонен­тов на легковых и коммерческих автомобилях значительно различаются. В системах выпуска отработавших газов легковых автомобилей отдельные компоненты соединятся трубами, и вся система устанавливается под днищем ав­томобиля (см. рис. «Система выпуска отработавших газов» ). В зависимости от рабо­чего объема двигателя и типа используемого глушителя система выпуска отработавших га­зов легкового автомобиля имеет массу от 8 до 40 кг. Поскольку компоненты системы изнутри подвергаются коррозионному воздействию горячих газов и конденсата, а снаружи — влаги и соленой воды, они в основном изготавлива­ются из высоколегированных сталей.

Нормы Евро-4 требуют установки компо­нентов для очистки отработавших газов также и на коммерческих автомобилях. Обычно эти компоненты объединены в большую систему и крепятся к раме. Отдельные компоненты описаны ниже на примере системы выпуска отработавших газов легкового автомобиля. Особенности систем выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей будут рас­смотрены в конце этого раздела.

Очистка отработавших газов автомобиля

Компоненты, предназначенные для очистки отработавших газов, включают каталитиче­ский нейтрализатор, необходимый для разло­жения газообразных загрязняющих веществ, входящих в состав отработавших газов, и фильтр (или сажевый фильтр), предназначен­ный для фильтрации мелких твердых частиц (в особенности для дизельных двигателей).

Каталитические нейтрализаторы устанавли­ваются в системе выпуска отработавших га­зов как можно ближе к двигателю, чтобы они могли как можно быстрее достичь своей ра­бочей температуры и, следовательно, эффек­тивно работать в условиях городского дви­жения. Решающим фактором здесь является температура каталитического нейтрализатора, которая для трехкомпонентных нейтрали­заторов составляет приблизительно 250 °С. Сажевые фильтры также устанавливаются в передней части систем выпуска отработавших газов, чтобы обеспечить более эффективное сжигание задержанных ими частиц сажи при более высоких температурах отработавших газов. Покрытия некоторых каталитических нейтрализаторов, например, нейтрализаторов аккумуляторного типа, предназначенных для нейтрализации оксидов азота (NOx ) крайне чувствительны к температуре и поэтому уста­навливаются в области днища автомобиля.

Для двигателей с искровым зажиганием в основном применяются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Дополни­тельные каталитические нейтрализаторы для нейтрализации NOx устанавливаются только на двигателях с искровым зажиганием с систе­мой прямого впрыска топлива, работающих на бедной смеси. Для дизельных двигателей требуются окислительный каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр. Для сни­жения содержания NOx в отработавших газах требуется дополнительный аккумуляторный каталитический нейтрализатор типа SCR.

Для обеспечения максимально возможного преобразования выбросов в каталитическом нейтрализаторе или эффективной работы са­жевого фильтра необходимо оптимизировать поток отработавших газов, поступающих к этим компонентам. Это обычно достигается за счет специальной формы впускной воронки. Для дальнейшей оптимизации распределения требуются такие дополнительные компоненты, как завихряющие или смесительные эле­менты. Для систем SCR (селективное катали­тическое восстановление), в которых в систему выпуска отработавших газов впрыскивается реагент-восстановитель (добавка Adblue), тре­буется смеситель для обеспечения равномер­ного распределения газообразного NH3 перед каталитическим нейтрализатором (см. рис. «Распыление и испарение реагента восстановителя в системе SCR» ).

Шумопоглощение в системе выпуска автомобиля

Основной причиной генерации шума являются пульсации газов в двигателе внутреннего сго­рания, т.е. вибрации газов, генерируемых в процессе сгорания топлива, и отработавших газов, вытесняемых через выпускные клапаны во время такта выпуска каждого рабочего цикла двигателя. Уровень этого вибрационного шума в некоторой степени снижается каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы Уровень шума не превышал значений, предпи­санных соответствующими нормами. По этой причине в средней или задней секции системы выпуска отработавших газов устанавливаются специальные глушители. В зависимости от количества цилиндров и мощности двигателя, в системе устанавливаются один, два или три глушителя. На автомобилях с V-образными дви­гателями левый и правый блоки цилиндров часто оборудуются отдельными каталитическими нейтрализаторами и глушителями.

Пределы уровня шума для автомобиля в Делом устанавливаются законодательством. Шум, производимый системой выпуска отрабо­тавших газов, составляет значительную часть общего уровня шума автомобиля. Это вызывает необходимость уделить особое внимание раз­работке эффективных глушителей. Хотя основ­ной целью является снижение уровня шума до допустимых пределов, дополнительной целью может быть создание специфичного для дан­ного автомобиля «брендового» звука.

Выпускной коллектор

Важным компонентом системы выпуска отра­ботавших газов является выпускной коллектор (см. рис. «Выпускной коллектор с каталитическим нейтрализатором» ) Он служит для вывода отработав­ших газов по выпускным каналам цилиндров в систему выпуска отработавших газов. Геометрическая форма и размеры выпускного кол­лектора (т.е. длина и сечения отдельных труб) оказывает влияние на рабочие характеристики двигателя, акустические характеристики си­стемы выпуска отработавших газов и темпера­туру отработавших газов. В некоторых случаях выпускной коллектор даже имеет дополнитель­ную теплоизоляцию для быстрого повышения температуры отработавших газов до рабочего уровня температуры каталитического нейтра­лизатора.

Каталитический нейтрализатор отработавших газов в системе выпуска

Каталитический нейтрализатор состоит из впускной воронки, выпускной воронки и моно­лита (см. рис. «Каталитический нейтрализатор с керамическим монолитом» ). Монолит содержит большое количество очень тонких, параллельных кана­лов, покрытых активным катализатором. Плот­ность каналов составляет от 60 до 190 ячеек на кв. см. Принцип действия активного каталити­ческого слоя описан ниже (см. «Каталитиче­ская очистка отработавших газов»).

Монолит может представлять собой ме­таллический или керамический материал.

Металлический монолитный блок

Металлический монолитный блок изготав­ливается из гофрированной металлической фольги толщиной 0,05 мм, намотка и пайка которой твердым припоем осуществляется при высокой температуре. Благодаря очень тонким стенкам между каналами, металлический монолитный блок оказывает отработавшим газам чрезвычайно низкое сопротивление. Это свойство часто используется на автомобилях с двигателями большой мощности. Металли­ческий монолитный блок может быть приварен непосредственно к воронкам.

Керамический монолитный блок

Керамический монолитный блок изготовлен на основе кордиерита. В зависимости от плотности ячеек, толщина стенок между ка­налами составляет от 0,05 мм (при плотности 190 ячеек/кв. см) до 0,16 мм (при плотности 60 ячеек/кв. см).

Керамические монолитные блоки обладают чрезвычайно высокой стойкостью к высоким температурам и тепловым ударам. Однако они не могут устанавливаться непосредственно в металлическом корпусе и требуют специаль­ных креплений. Эти крепления необходимы для компенсации различных коэффициентов температурного расширения стали и керамики, и защиты чувствительного монолитного блока от ударов. В процессе производства требу­ются чрезвычайная осторожность и внимание, в особенности в отношении тонкостенных монолитных блоков ( f = c/2π √ (A/L·V)

с — скорость звука

Резонаторы λ/4

Резонатор λ/4 включает закрытую с одной стороны трубу, ответвляющуюся от системы выпуска отработавших газов. Резонансная частота f такого резонатора зависит от длины отвода L и определяется как:

f = c/4L

Эти резонаторы также обеспечивают высо­кую степень ослабления звука в узкой полосе частот вокруг их резонансной частоты.

Заслонки отработавших газов

Заслонки отработавших газов чаще всего устанавливаются в задних глушителях. В за­висимости от частоты вращения коленчатого вала или интенсивности потока отработав­ших газов заслонка открывает или пере­крывает перепускную трубу глушителя или вторую выхлопную трубу (см. рис. «Заслонка отработавших газов, управляемая наружным разряжением» ). В ре­зультате уровень шума отработавших газов при низких частотах вращения коленчатого вала может быть значительно снижен без по­терь мощности при высоких оборотах.

Заслонки могут быть саморегулирующи­мися в зависимости от давления и скорости отработавших газов или иметь внешнее управление. В последнем случае необходимо обеспечить интерфейс с системой управле­ния двигателем. Это делает систему более сложной, но в то же время расширяет область ее применения.

Системы выпуска отработавших газов коммерческих автомобилей

В системах выпуска отработавших газов ком­мерческих автомобилей большинство опи­санных выше компонентов встроено в корпус, который крепится к раме автомобиля. Количе­ство каталитических нейтрализаторов и саже­вых фильтров зависит от того, в соответствии с какими нормами законодательства разрабо­тана система выпуска отработавших газов.

Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям Евро-4 и Евро-5

Вообще говоря, сажевый фильтр для систем, отве­чающих требованиям Евро-4 и Евро-5 не требуется. В таких системах используются только окисли­тельные каталитические нейтрализаторы и нейтра­лизаторы типа SCR. В качестве альтернативного решения дизельный двигатель может быть отрегу­лирован таким образом, чтобы содержание необра­ботанных NOx в отработавших газах не превышало предельных значений, предусмотренных нормами Евро-4 и Евро-5. Однако в этом случае требуется наличие в системе выпуска отработавших газов са­жевого фильтра. На рис. «Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям Евро-4 и Евро-5» показана система выпу­ска отработавших газов, отвечающая требованиям норм Евро-4, с каталитическими нейтрализаторами типа SCR. В отличие от систем выпуска отрабо­тавших газов легковых автомобилей, здесь часто используются несколько каталитических нейтрали­заторов, установленных параллельно, с тем чтобы обеспечить требуемую площадь поверхности ката­лизатора в доступном пространстве. Для маршрути­зации отработавших газов и глушения шума служат перепускные трубы и отверстия. В зависимости от размера двигателя такие системы имеют объем от 150 до 200 л и массу порядка 150 кг.

Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям норм Евро-6 и ЕРА10

Для системы выпуска отработавших газов, отвечаю­щей требованиям последних норм (Евро-6 в Европе и ЕРА 10 в США) требуется наличие всех компонен­тов, т.е. окислительных каталитических нейтрали­заторов, сажевых фильтров и каталитических ней­трализаторов типа SCR (см. рис. «Система выпуска отработавших газов, отве­чающая требованиям норм Евро-6 и ЕРА10» ). Поэтому такие системы имеют еще больший объем и вес.

В настоящее время используются две концеп­ции. Либо все компоненты размещаются в одном корпусе, либо каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры размещаются в двух различных корпусах. Для обеспечения требуемой очистки отработавших газов используются следующие дополнительные компоненты. Для обеспечения функции SCR (селективное каталитическое вос­становление) требуется система дозирования мо­чевины, сопло (форсунка) которой должно быть расположено в удобном месте системы выпуска отработавших газов. Кроме того, для обеспечения надежной регенерации сажевых фильтров часто требуется наличие дозирующего устройства для впрыска в систему топлива. В обоих случаях рас­положение этих устройств должно быть выбрано таким образом, чтобы было обеспечено равномер­ное распределение и испарение жидкой мочевины и топлива. При необходимости, для приготовления добавок используются те или иные мешалки (см. раздел «Очистка отработавших газов»).

В корпусах также необходимо разместить различные датчики. В дополнение к датчикам давления для контроля нагрузки на фильтр, для контроля процесса преобразования NOx требу­ются датчики температуры и концентрации NOx. Для обеспечения надлежащего качества сигна­лов при любых условиях работы расположение датчиков в системе выпуска отработавших газов должно быть оптимизировано в зависимости от конструкции системы.

Система предпускового подогрева двигателя

На различные виды легковых автомобилей, тяжелые грузовики, специальные машины устанавливается предпусковой подогреватель двигателя. Оснащение этим устройством, облегчает запуск двигателя внутреннего сгорания, увеличивает ресурс работоспособности силового агрегата, а также повышает комфорт при использовании машины зимой.

На модели авто, которые не оснащены штатной системой подогрева двигателя, есть возможность установки этого устройства. Однако при монтаже нужно правильно подобрать подходящий подогреватель для мотора, и верно произвести установку.

  • Зачем нужен предпусковой подогреватель?
  • Виды автомобильных предпусковых подогревателей
  • Электрические предпусковые подогреватели на 220 Вольт
  • Автономная система предпускового подогрева двигателя
  • Тепловые аккумуляторы
  • Подогреватели дизельного топлива
  • Популярные модели предпусковых подогревателей

Зачем нужен предпусковой подогреватель?

Холодный запуск силового агрегата сокращает его ресурс на 400–500 километров. Кроме того, не каждая попытка завести авто зимой, заканчивается успешно. Наиболее трудно запустить двигатель в северных широтах России, там, водители большегрузных машин, не глушат мотор на ночь, тем самым не дают ему остыть. Это сказывается на расходе топлива, и ресурсе силового агрегата.

Раньше, для прогрева мотора использовали паяльные лампы. Недостаток такого метода заключался в том, что пламя могло повредить автомобиль, кроме того, для работы с этим прибором нужны были определенные знания и навыки.

Для решения проблем зимнего запуска движка, нужно приобрести предпусковой подогреватель – устройство, которое греет мотор и салон перед запуском автомобиля. Оно существенно увеличивает срок службы силового агрегата, повышает комфорт путешествия в прогретом салоне и уменьшает расход топлива.

Виды автомобильных предпусковых подогревателей

Предпусковые автомобильные подогреватели в зависимости от типа своего питания, и области применения, подразделяются на:

  • Электрические.
  • Автономные.

В свою очередь, автономные подогреватели делятся на:

  • Воздушные.
  • Жидкостные.

Системы предпускового подогрева двигателя, делятся и по типу используемого автомобилем топлива. Для бензиновых и дизельных моторов используют разные типы подогревателей.

При установке учитывают вид транспортного средства, и тип подогревателя. Если устройство будет подобрано неверно, подогрев мотора перед запуском, будет неэффективным или приведет к закипанию тормозной жидкости.

Электрические предпусковые подогреватели на 220 Вольт

Электрический подогреватель имеет простое устройство. Нагреву подвергается охлаждающая жидкость – впоследствии она, перетекая по трубкам системы охлаждения, прогревает мотор машины. Чаще всего электрический подогреватель имеет шнур, подключаемый к розетке 220 вольт и нагревательный элемент.

Устройство, в зависимости от комплектации, оснащается приспособлением, для подзарядки аккумуляторной батареи машины, таймером с терморегулятором, вентилятором, пультом ДУ.

Установка такого приспособления достаточно проста, и не требует посещения специализированного сервисного центра. Чтобы ее выполнить, потребуется осуществить следующий порядок действий:

  1. Слить не менее 2 литров антифриза.
  2. Отключить патрубок от печки.
  3. Вмонтировать подогреватель. Для этого используют комплектный кронштейн подогревателя.
  4. Подключить автомобильный подогреватель к печке, используя шланги.
  5. Присоединить патрубки к печке, выполнить сборку всей системы.
  6. Залить тосол либо антифриз.

Что касается нюансов использования, то, в большинстве случаев, для полного разогрева мотора, нужно не более 30 минут. Однако при чрезмерно низких температурах, время увеличится до 1–2 часов. Устройство разогрева, которое подсоединено к автомобильной печке, прогревает мотор, подключенные к нему системы, и салон транспортного средства. Подогреватель необходимо использовать только в том случае, если температура воздуха не превышает -5 градусов. В остальных случаях, использовать систему подогрева транспортного средства нет нужды.

Нельзя превышать время подогрева мотора, это может привести к закипанию охлаждающей жидкости. Кроме того, из-за перегрева может возникнуть возгорание.

Средняя стоимость электрического подогревателя, варьируется в диапазоне от 1000–5000 рублей, в зависимости от бренда, страны-производителя и функционала.

В скандинавских странах, на парковках установлены столбики, оснащенные 220В розетками, что позволяет в любой момент поставить машину на прогрев.

Автономная система предпускового подогрева двигателя

Автономные подогреватели гораздо удобнее электрических, так как могут функционировать без подключения к сети 220 вольт. Однако такие устройства более дороги, и сложны в установке. Устройство представляет собой небольшую камеру, внутри которой помещается капильный штырь, и топливовоздушная смесь. Камерные стенки имеют постоянно циркулирующую охлаждающую жидкость, которая прогревшись, отогревает мотор, салон и способствует оттаиванию стекол.

Подогреватель автономного типа монтируется или в охлаждающей системе автомобиля, или в системе электрического питания. Одинаково применим как на бензиновых, так и дизельных двигателях.

Автономные подогреватели делятся на:

  • Жидкостные.
  • Воздушные.

Жидкостные автономные отопительные устройства, предназначаются для внедорожников, минивэнов и компактных автомобилей. Устройство предпускового подогрева, предназначенное для небольших автомобилей, устанавливается на машины, чей объем двигателя, не превышает 2.0 литра. Отличается высокой экономностью. Подогреватели, которые предназначается использовать на внедорожниках и минивэнах, обладают большим размером и эффективностью. Однако они потребляют гораздо большее количество топлива. Также в продаже можно отыскать универсальные системы подогрева, их с одинаковым успехом можно использовать как на крупных авто, так и небольших машинах.

Воздушные имеют гораздо большие габариты, по сравнению с жидкостными, но и выделяют больше тепла. Их используют на судах, самолетах, специальной технике и больших грузовиках.

Тепловые аккумуляторы

Тепловые аккумуляторы относят к жидкостному типу автомобильного подогревателя. Суть работы заключается в том, через такой аккумулятор проходят трубки системы охлаждения автомобиля. Во время работы двигателя лишнее тепло накапливается в аккумуляторе и сохраняется там до 48 часов. При запуске остывшего двигателя включается помпа и при прокачке антифриза или тосола тепло передается в систему охлаждения.

Основным преимуществом такого устройства является высокая эффективность нагрева, и долгое сохранение тепла. К недостаткам можно отнести сложность установки, и необходимость замены комплектующих аппарата. Со временем, изнашиваются клапаны, трубки и рычажки управления. Также минусом эксплуатации является его стоимость. В среднем, автолюбителю тепловой аккумулятор обойдется в 7–8 тысяч рублей.

При покупке теплового аккумулятора, не следует приобретать модели, произведенные в Китае или России. Лучше всего обратить внимание на устройства, созданные в скандинавских странах. Такие подогреватели могут похвастать высоким качеством, хорошим сохранением тепла и эффективностью работы.

Подогреватели дизельного топлива

Под воздействием низких температур, дизельное топливо теряет свою текучесть. Солярка становится мутной, кристаллизируется и происходит парафинизация. В результате чего, топливо становится густым, что затрудняет его прокачку через фильтры, либо полностью делает ее невозможной.

Одним из устройств, которое позволяет обезопасить дизельное топливо от замерзания, является предпусковой подогреватель. Благодаря его использованию, отогревается топливо, находящееся в баке, и фильтре-сепараторе. Для этих целей используются подогреватели следующих типов:

  • Топливозаборники с подогревом, и подогреватели в бак.

Один из наиболее распространенных вариантов. После завершения прогрева, солярка попадает в топливную магистраль. Тепло сохраняется благодаря поступлению прогретого дизельного топлива из «обратки».

  • Бандажные подогреватели (имеют форму гибкой ленты).

Прогревают фильтр тонкой очистки, кнопка управления устройством выведена в салон автомобиля. После достижения рабочей температуры, подогреватель отключается автоматически.

Популярные модели предпусковых подогревателей

Среди моделей предпусковых подогревателей, особой популярностью пользуются следующие устройства:

  • Webasto Thermo Top E.

Устройство, произведенное в Германии. Относится к компактным подогревателям, экономично в потреблении электроэнергии. Работает от автомобильного аккумулятора. В холодное время года быстро и эффективно прогревает мотор. Летом, может проветривать салон транспортного средства.

  • Теплостар 04ТС.

Отечественный подогреватель, произведенный в Самаре. Работает от розетки 220В, прост и эффективен в эксплуатации и обслуживании. Многих автомобилистов порадует относительно невысокая стоимость этого приспособления. Особой фишкой можно назвать пульт дистанционного управления устройством. Также, в случае возникновения сбоя, функционирование предпускового подогревателя прекращается.

  • Defa Warm Up.

Норвежский подогреватель неавтономного типа. Помимо основной функции – прогрева мотора, может подзаряжать аккумулятор (эта опция полезна, так как на морозе батарея существенно теряет свою мощность). У покупателя есть возможность приобрести базовый и расширенный комплекты, и объединить их по собственному усмотрению.

При покупке предпускового подогревателя, не следует экономить. Дизельные подогреватели или же тепловые аккумуляторы, при некачественной сборке, могут быстро выйти из строя, а технические жидкости попасть в подкапотное пространство автомобиля. Это приведет к задымлению или возгоранию.

В подведении итогов, стоит сказать, что использование же подогревателя существенно ускоряет процесс запуска автомобиля, позволяет сэкономить топливо, а также делает путешествие в машине более комфортным, за счет прогрева воздуха в салоне транспортного средства.

Ниже представлен ролик об автомобильных предпусковых подогревателях

Приборы системы подачи воздуха, горючей смеси и выпуска отработавших газов

Значительное время года тракторы и автомобили эксплуатируются в условиях запылённого воздуха, которые имеют прямую зависимость не только от метеорологических и климатических условий, но также и от состояния и типа дороги, интенсивности и скорости и движения транспорта, конструкции ходовой части машин и прочего. Как правило, основные детали ДВС, а именно цилиндропоршневая группа, изнашиваются вследствие попадания частиц пыли вместе с воздухом в цилиндры двигателя, что является причиной абразивного износа.

Воздушный фильтр либо воздухоочиститель предназначен для задержки в воздушном потоке (перед карбюратором) частиц пыли. Помимо очистки воздуха воздухоочиститель также снижает шум воздушного потока непосредственно на впуске в ДВС. Исправный воздушный фильтр задерживает порядка 95% пыли, но вместе с тем он создаёт проходящему воздуху сопротивление, за счёт чего снижается мощность ДВС. Мощностные потери двигателя компенсируются за счёт уменьшения износа цилиндропоршневой группы.

Широкое распространение на карбюраторных (автомобильных) ДВС получили два типа воздухоочистителей:

1) – инерционно-масляные воздухоочистители;

2) – сухие воздухоочистители, оснащённые бумажным фильтрующим элементом.

Впускные трубопроводы (2) [рис. 1] используются для подвода горючей смеси к цилиндрам ДВС от карбюратора. Как правило, они изготавливаются из алюминиевого сплава. В основе впускного трубопровода лежит сложная отливка, количество каналов которой равно количеству цилиндров ДВС. С целью лучшего наполнения цилиндров горючей смесью необходимо чтобы у впускных трубопроводов было минимальное сопротивление. Поэтому их каналы выполняются максимально возможного сечения, а переходы плавными.

Кликните левой кнопкой мыши для увеличения

Рис. 1. Схема системы питания двигателя ЗИЛ-130.

2) – Впускной трубопровод;

4) – Топливный бак;

7) – Выпускной трубопровод;

8) – Фильтр тонкой очистки топлива;

10) – Топливоподкачивающий насос;

11) – Паровоздушный клапан заливной горловины;

12) – Указатель уровня топлива;

13) – Поплавковый датчик уровня топлива;

14) – Фильтр топливного бака.

Устройство для подогрева рабочей смеси требуется из-за того, что не всё топливо поступает в цилиндры ДВС в виде паров либо в мелкораспылённом состоянии. Осаждающаяся в виде плёнки на стенках впускного трубопровода часть топлива поступает в цилиндры неравномерно, тем самым нарушая состав горючей смеси. Эффективно разрушать топливную плёнку позволяет подогрев впускного трубопровода, его средней части, за счёт горячей жидкости системы охлаждения либо отработавших газов. В первом случае для этого применяется камера жидкостного подогрева (ДВС автомобилей ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А), которая соединена с жидкостной рубашкой системы охлаждения, а во втором – газовая (ДВС автомобиля «Волга» ГАЗ-24).

Для предотвращения ухудшения наполнения горючей смесью цилиндров и снижения мощности ДВС за счёт излишнего подогрева впускного трубопровода в условиях высоких температур окружающего воздуха предусмотрено регулирование интенсивности подогрева в газовых камерах посредством изменения объёма проходящих через камеру газов [рис. 2].

Рис. 2. Схема устройства подогрева горючей смеси ДВС ЗМЗ-24.

А) – Впускной и выпускной трубопроводы;

Б) – Положение заслонки, соответствующее наименьшему подогреву смеси;

В) – Положение заслонки, соответствующее наибольшему подогреву смеси;

1) – Впускной трубопровод;

2) – Прилив для установки карбюратора;

3) – Отверстие для вакуумного усилителя тормозов;

5) – Выпускной трубопровод;

6) – Сектор регулировки подогрева;

7) – Стопорная шпилька и гайка;

Выпускные трубопроводы (7) [рис. 1] предназначены для отвода из цилиндров ДВС отработавших газов. Выпускные трубопроводы изготавливаются из чугуна.

Как правило, у рядных ДВС впускной и выпускной трубопроводы монтируются вместе с одной стороны двигателя. У V-образных двигателей обычно впускной трубопровод размещён между головками блока, а пара выпускных трубопроводов устанавливается с наружных сторон головок блока.

Читать еще:  Масло Motul 6100 Synergie 5w30: отзывы, характеристики, артикулы

Глушитель (6) служит для снижения шума в процессе выпуска отработавших газов из ДВС. В его основе лежит корпус овальной либо цилиндрической формы (выполнен из жаропрочной стали), внутри которого размещена труба, имеющая большое количество отверстий, а также несколько поперечных перегородок. Глушитель действует за счёт расширения газов: газы выходят из внутренней трубы и попадают в корпус глушителя, где изменяют направление, проходят между перегородками и на выходе тормозятся. Глушители легковых автомобилей выполняются из пары элементов:

Предпусковые подогреватели или сигнализации с автозапуском: что лучше и почему?

Пришла зима, а с ней и традиционный всплеск интереса к оборудованию, позволяющему с утра сесть в теплую машину с чистыми стеклами, а не шкрябать иней на окнах гусиными лапами. «Колеса» выяснили, что автовладельцам недоговаривают установщики предпусковых подогревателей и сигнализаций с автозапуском.

Предпусковой подогреватель – что это такое и как он работает?​

Предпусковой подогреватель – это устройство для повышения комфорта водителя автомобиля и его пассажиров, а также для существенного продления ресурса самого дорогого агрегата в машине – двигателя. В регионах с суровым климатом к вопросам комфорта и ресурса добавляется еще и местный насущный вопрос: принципиальная возможность завестись наутро, если ночью давило под минус сорок.

Эти агрегаты в народе зачастую называют «вебастами», поскольку название самого известного производителя давно стало именем нарицательным, как пресловутые «ксерокс» или «джип». Автономный котел подогревателя доводит двигатель до рабочей температуры в мороз без его запуска. Благодаря этому мотор заводится, будучи уже прогретым, что радикально продлевает ему жизнь, водитель может сразу начинать движение, а температура в салоне становится комфортной буквально за считанные минуты.

Как правило, у большинства производителей все модели предпусковых подогревателей представлены в бензиновом и дизельном вариантах для установки на автомобиль с любой системой питания двигателя. Конструктивно подогреватель представляет собой блок средних размеров, габаритами приблизительно с трехлитровую банку, внутри которого находится камера сгорания, электронагнетатель воздуха для горения топлива, топливный насос, жидкостная нагревательная камера и помпа. Устройство монтируется, как правило, под капотом автомобиля или в пустых нишах переднего бампера, двумя шлангами врезается в штатную систему охлаждения двигателя, а топливная трубка проводится к штатному топливному баку. Для запуска предпускового подогревателя на него отправляется сигнал-команда. Либо от таймера в салоне по расписанию (самый простой вариант: двигатель греется до заданной температуры за 15-20 минут до поездки на работу/обратно), либо с помощью брелока или GSM-модуля. Впрочем, чаще всего подогреватель подключается к свободному каналу автосигнализации, многие из которых изначально имеют функцию управления таким оборудованием.

При этом в нашей стране предпусковые подогреватели традиционно конкурируют с дистанционным запуском двигателя сигнализацией – таковы сложившиеся реалии нашей небогато живущей географии. Многие фатально заблуждаются, считая, что распространившиеся сейчас сигнализации с автозапуском – эволюционное развитие, решение, пришедшее на смену предпусковым подогревателям. А это совсем не так. Скорее наоборот – весьма и весьма компромиссный аналог, популярность которого вызвана низкими доходами населения. Давайте попробуем разобраться детально в достоинствах и недостатках этих двух вариантов обеспечить комфорт в автомобиле зимой!

Плюсы и минусы того и другого

Сигнализации с автозапуском:

  • Доступная цена за оборудование и установку
  • Прогрев двигателя и салона одной системой
  • Управление без ограничений по расстоянию, если поддерживается GSM-модуль
  • Увеличенный расход топлива
  • Износ двигателя из-за холодных пусков
  • Трудность парковки вблизи дома из-за выхлопных газов и шума мотора, летящих в окна
  • Потенциальный риск штрафа за стоянку с работающим двигателем

Предпусковые подогреватели:

  • Продление ресурса двигателя (и АКП заодно) за счет теплого запуска
  • Минимальный выхлоп и беззвучная работа
  • Экономия топлива и денег
  • Относительно высокая стоимость оборудования и установки
  • Еще более высокая стоимость в версии с дистанционным управлением
  • Еще более высокая стоимость в версии, которая греет не только двигатель, но и салон

Но это было тезисно – теперь рассмотрим вышеобозначенное подробно!

Цены и деньги

Стартовая стоимость охранной системы с дистанционным запуском двигателя сегодня начинается от 15 000 рублей за вариант с брелоком и от 20 000 за версию с управлением через телефон и мобильное приложение. Это, разумеется, цена оборудования с квалифицированной установкой «под ключ» сертифицированными дилерами, а не сантехниками с «Ю-ду». Возможно, существуют и более бюджетные предложения, но мы все же ориентируемся на продукцию производителей из числа брендов «первой пятерки», а не тех, чьи имена звучат, как названия дешевых боевиков из 80-х.

Самый доступный вариант предпускового подогревателя, как ни странно, стоит не столь уж катастрофично, как пугают друг друга завсегдатаи гаражных дискуссионных клубов.

«Вебасты» и их аналоги давно преследует миф, относящий их к категории премиальных и недоступных обычному автовладельцу автоаксессуаров, и миф этот ошибочен. Базовая установка, к примеру, Webasto Thermo Top Evo Start обойдется в сумму около 40 000 рублей, что фактически лишь вдвое больше самой недорогой GSM-сигнализации. При том, что сигнализаций за 30 000, 40 000, 50 000 рублей и даже дороже – полным-полно.

Расход топлива

Расход горючего на прогрев двигателя – фи, скажете вы, еще не хватало эти смешные копейки считать! Наверное, каждый видел на дисплее бортового компьютера своего авто расход топлива на холостом ходу – у моторов объемом 1,5-2 литра где-то от 0,8 до 1,2 литра в час! Примем эту цифру за литр. На прогрев автозапуском в мороз нам нужно минут двадцать – это около 14 рублей за примерно 0,3 литра 95-го бензина. Но 14 рублей – они смешны лишь сами по себе, здесь и сейчас… А цыплят, как известно, считают оптом и в конце сезона.

Итак, упрощенно предположим, что мы ездим на работу по будням и греем машину дистанционно посредством сигнализации минимум дважды в день. За холодный период года, если считать его с ноября по март, такой прогрев сожрет из кошелька порядка 3 000 рублей… В общем, немало. Хотя на самом деле – гораздо больше! Дело в том, что тот самый литр в час на холостых – это аппетит прогретого до рабочей температуры мотора. Промороженный же засасывает в себя примерно вдвое больше – за 20 минут он употребит примерно 0,6 литра. И это уже 6 000 рублей за сезон.

А вот предпусковой подогреватель за те же 20 минут съест вдвое меньше топлива – 0,15 литра. И на зиму ему потребуется бензина на полторы тысячи рублей максимум. Что ж, 1 500 и 6 000 – разница приличная… И это – в условиях средней полосы. В холодных регионах типа Красноярского края, Якутии, ХМАО и т.п. в самый морозный сезон машину не греют перед запуском, а вообще не дают ей остывать, запуская в течении ночи мотор с интервалами по запрограммированному таймеру или по температурному датчику. В таком режиме затраты на предпусковой отопитель можно отбить экономией на топливе за первые пару лет эксплуатации.

Где гореть топливу?

И сигнализация с автозапуском, и предпусковой подогреватель обеспечивают в конечном итоге прогретый мотор и возможность практически сразу сесть в машину и уехать. В обоих случаях тепло получается от сгорания топлива. Но где, с технической точки зрения, лучше сжигать горючее для прогрева двигателя и салона: непосредственно в цилиндрах мотора или внутри котла предпускового подогревателя?

Многие думают, что холостой ход – это самый мягкий в плане потери ресурса режим для двигателя, и без нагрузки мотор с хорошим современным маслом практически не изнашивается. Увы, это не так… Режим холостого хода, да еще и на прогреве – едва ли не самый вредный для двигателя. Идет интенсивное коксование поршневых колец и клапанов, которое усугубляется, если после прогрева вы вползаете в вялый пробочный поток, а не прохватываете с ветерком. Накапливается слой нагара на изоляторах свечей. Низкое давление в масляной системе (за исключением случаев, когда на двигателе стоит насос с изменяемой производительностью) ухудшает скольжение в трущихся парах.

Предпусковой подогреватель, в котором горение идет без движения поршней и валов, избавлен от таких проблем и избавляет от них двигатель, сохраняя ресурс. Заметно отодвигается период начала «масложора», падения компрессии, затрудненного запуска – всего того, что сопровождает уставший мотор. Ускоренный прогрев коробки передач также имеет место и весьма полезен – в первую очередь для вариаторов. Все это особенно актуально, если у вас не убитый ВАЗ или престарелая «праворулька», а новый автомобиль, купленный в расчете на длительную и беспроблемную эксплуатацию. В холодных регионах Сибири такая забота о технике еще более актуальна, и предпусковой подогреватель является разумной инвестицией в собственное «железо».

Запах и шум

Выхлоп исправного современного двигателя практически не ощущается обонянием и визуально незаметен. Но – лишь при рабочей температуре! Промерзший мотор, заведенный на обогащенной смеси и с непрогретым катализатором испускает удушливую вонь. Неспроста же он на холостых оборотах потребляет холодным топлива вдвое больше, чем горячим…

И это зловоние автозапуска по утрам систематически проникает в квартиры ваших соседей. Да, кому-то, безусловно, пофиг на окружающих («У кого два больших пальца и ему на всё нас…ть.? Правильно, это Боб Келсо!» (с) сериал «Клиника»). Но, хочется думать, что все же не всем. Во всяком случае, в приличных жилых комплексах так делать не принято. Ах да, при определенном положении машины на дворовой парковке еще и фары во время прогрева светят в окна первых этажей темным зимним утром, что также не способствует культурным взаимоотношениям между людьми и развитию цивилизованности.

Штрафы

Как вы думаете, почему в Европе не распространены, как у нас, сигнализации с автозапуском, и вместо них все ставят предпусковые подогреватели? Потому что прогрев машины на парковке у них весьма сурово карается. А развитая и отшлифованная система… э-э-э. социальной ответственности (ну той, что у нас принято именовать иначе), не позволяет надеяться на молчаливую солидарность соседей. Наоборот: те сообщат в полицию гораздо быстрее, чем совершенно посторонние люди… Ибо тут, как в знаменитом анекдоте, так заведено – и точка.

Возможно, для некоторых это станет новостью, но штраф за стоянку автомобиля с работающим двигателем есть и у нас. Он вписан в статью 12.28 КоАП РФ о нарушениях правил движения в жилых зонах, статью 12.19 КоАП РФ о нарушениях правил стоянки и остановки, да и, собственно, в пункт 17.2 ПДД. Выбор формулировки и, соответственно, суммы штрафа – гибкий. Могут на 500 рублей огорчить, а могут и на 1 500. А в двух столицах – и вовсе на 3 000 рублей…

Будем откровенны: в нашем гуляй-поле пока еще социальная ответственность развита слабо, и множество запретов вообще никак не отслеживается. Но карательные реформы и методы контроля – вещь, как известно, динамично эволюционирующая. Помните, как еще недавно, к примеру, мы запросто парковались с «аварийкой» вдоль обочины у метро в три ряда, чтобы заскочить в магазин? Рискнете сегодня? То-то же… А недавний запрет на курение на балконе? И присниться такое не могло, а вот уже пошли первые оштрафованные… Так что не исключено, что в некотором будущем прогрев машины с помощью автозапуска станет весьма дорогим удовольствием.

Так что же лучше?

Разбираясь в плюсах и минусах обеих концепций (автозапуска и предпусковых отопителей), мы приходим к тому, что лучшим вариантом является (внезапно)… их тандем!

Да, придется констатировать, что в отечественных условиях и сейчас, и в перспективе оптимальный вариант – это сочетание базовой модификации предпускового подогревателя и охранной системы с автозапуском и контролем через GSM-канал и мобильное приложение. В этом тандеме управление подогревателем осуществляется силами сигнализации с определенной конфигурацией настроек (и, возможно, с некоторыми дополнительными компонентами).

Для того, чтобы понять, почему это так, нужно привести три бесспорные аксиомы:

  1. Дополнительная охранная система для автомобиля сама по себе необходима с точки зрения безопасности, а в варианте с удаленным управлением через телефон она дает резкий прирост в комфорте использования автомобиля любого класса и стоимости. Маст хэв, иначе говоря.
  2. Предпусковой подогреватель – крайне полезная и выгодная в эксплуатации опция, но для большинства автовладельцев он доступен, как правило, лишь в базовом варианте, а в нем предлагается только прогрев двигателя без обогрева салона и запуск по таймеру либо вручную. Любые другие модификации и опции резко удорожают оборудование.
  3. В сервисном меню большинства современных моделей охранных систем предусмотрено управление Webasto и его аналогами. Если прямого управления предпусковым подогревателем нет, существуют дополнительные модули сопряжения.

Что же нам дает комбинация базового предпускового обогревателя и GSM-сигнализации? Она дает максимальный набор комфорта и пользы с минимальными затратами. Ну с минимальными – относительно определенного уровня удобств, разумеется. Можно и вообще ни копейки не вкладывать, открывать дверь ключом и греть машину, сидя в ней на коврике «Емеля». Установщик по просьбе клиента конфигурирует сигнализацию на управление предпусковым подогревателем – вы отправляете команду, подогреватель греет двигатель, который затем запускается и штатной системой вентиляции быстро прогревает салон. Оптимальный вариант – когда после прогрева двигателя сигнализация сама его запускает по определенной температуре. Но в некоторых системах придется отправить две команды: сперва на включение Webasto, а через некоторое время – мотора. Так или иначе, в итоге:

  1. Вы садитесь в теплую машину и сразу начинаете движение
  2. Время работы мотора на холостых оборотах – минимально
  3. Заметно возрастает ресурс двигателя и трансмиссии
  4. Расход бензина – минимальный из возможного
  5. Выхлоп двигателя – максимально экологичен и незаметен для соседей по дому

Производство теплообменников отработавших газов

Теплообменник отработавших (выхлопных) газов

В промышленности и производстве теплообменники выхлопных газов применяются с целью повышения коэффициента полезного действия у стационарных двигателей. С помощью теплообменника тепло от отработанных газов передается во вторичную среду, которая используется по иному назначению. Сфера применения таких теплообменников – абсорбционные холодильные машины, мини-ТЭЦ, другие промышленные установки.

Трубчатые теплообменники

Одним из широко применяемых видов теплообменников выхлопных газов являются трубчатые агрегаты. В их конструкции используется заключенная в кожух система труб, диаметр которых зависит от вида и параметров используемой вторичной среды. Выхлопные газы проходят через межтрубное пространство и подогревают среду посредством теплообмена через стенки труб. Для вывода газов вне оборудования теплообменник оснащается системой байпасов. Кроме этого, при сильном загрязнении газов может потребоваться система их очистки. Для механической очистки системы труб внутри кожуха теплообменник оснащается смотровыми люками.

Теплообменники отработанных газов ОПТ

По сравнению с трубчатыми теплообменниками новые агрегаты ОПТ обладают рядом преимуществ. Они имеют модульное исполнение – модули состоят из оребренных панелей, легко заменяются и более эффективны в утилизации тепла. Преимущества заключаются в следующем:

  • В модуле периодически происходит самоочистка от продуктов сгорания, оседающих на теплообменной поверхности;
  • Благодаря большой площади теплообмена эффективность такого оборудования в разы выше, чем у трубчатого;
  • Использование жаропрочных сталей для изготовления панелей обеспечивает очень длительный срок эксплуатации теплообменника;
  • При необходимости механической очистки модуля он заменяется другим модулем. Эта кратковременная процедура может выполняться до запуска двигателя или во время его остановки для других целей;
  • Теплообменники ОПТ отличаются небольшими габаритами и весом, что позволяет устанавливать их на небольшой площади;
  • Мощность теплообменника может регулироваться путем изменения количества панелей в модуле и сечения каналов для прохождения сред.

Внедрение теплообменников нового поколения позволяет добиваться высокой экономии на энергоносителях и повышения эффективности производственных процессов за счет вторичного использования тепла.

Системы подогрева, пуска двигателя и выпуска отработавших газов

Нейтрализация отработавших газов дизельных двигателей

При очистке отработавших газов дизелей особое внимание уделяется сокращению содержания двух компонентов:

· твердых частиц, которые возникают из-за неоднородного распределения смеси в камере сгорания;

· оксидов азота ( NO х ), которые образуются при высоких температурах сгорания топливовоздушной смеси в дизеле.

В последние годы, благодаря совершенствованию систем впрыска топлива дизельных двигателей, уровень эмиссии этих компонентов отработавших газов значительно снизился.

1.Окислительный нейтрализатор

Чтобы быстрее достигнуть рабочей температуры, окислительный нейтрализатор 9 (рис. 1) должен располагаться в системе выпуска как можно ближе к двигателю. Он уменьшает уровень эмиссии углеводородов (СН), оксида углерода (СО) и летучих составляющих твердых частиц, превращая все это в воду (Н2О) и диоксид углерода (СО2).

Рисунок 1 – Система выпуска отработавших газов с окислительным нейтрализатором, фильтром твердых частиц и системой добавления присадок:

1 – блок управления добавлением жидкой каталитической присадки; 2 – блок управления работой двигателя; 3 – насос для добавления жидкой каталитической присадки; 4 – датчик уровня жидкой каталитической присадки; 5 – бак с жидкой каталитической присадкой; 6 – клапан дозирования жидкой каталитической присадки; 7 – топливный бак; 8 – двигатель; 9 — окислительный нейтрализатор; 10 – фильтр твердых частиц; 11 – датчик температуры; 12 — дифференциальный датчик давления; 13 – сажевый датчик

Окислительные нейтрализаторы уже выпускаются серийно. Особыми версиями (т. н. «трехкомпонентными») можно одновременно сократить уровни эмиссии оксидов азота ( NOx ), CH и СО, причем содержание NOx снижается на 5. 10%.

2.Фильтр твердых частиц

В фильтре 10 (рис. 1) собираются содержащиеся в ОГ твердые частицы. Падение давления за фильтром твердых частиц — это возможный индикатор его загрязнения сажей, и в этом случае фильтр нуждается в очистке и регенерации. Необходимая для дожигания этой сажи температура (свыше 600°С) при нормальных режимах работы дизеля не возникает. С помощью некоторых регулировок аппаратуры подачи топлива и воздуха, например, установкой позднего момента начала впрыскивания и дросселированием воздуха на впуске, можно повысить температуру ОГ.

К настоящему времени разработаны специальные фильтры из пористой керамики, которые уже применяются серийно на легковых автомобилях.

Каталитические присадки

Добавлением в топливный бак каталитических присадок обеспечивается снижение температуры дожигания твердых частиц в фильтре на 100°С. Разумеется, противодавление ОГ будет постепенно увеличиваться во время работы дизеля, так как негорючие отложения (пепел каталитических присадок) задерживаются фильтром. Это повышает расход топлива и ограничивает срок службы фильтра.

Система регенерации фильтра

При наличии системы регенерации фильтр твердых частиц подсоединяется к окислительному нейтрализатору, который окисляет содержащийся в ОГ оксид азота NO в диоксид азота NO 2 . В этом случае собранная в фильтре сажа непрерывно сжигается при подаче сюда N О2 уже при температуре 250°С, что значительно ниже температуры сгорания твердых частиц в обычных фильтрах, где происходит сгорание с подачей обычного кислорода О2.

Датчики температуры, дифференциальный датчик давления и датчик сажи за фильтром твердых частиц контролируют функционирование системы регенерации фильтра. Для длительной работы окислительных нейтрализаторов, из-за их чувствительности к сере, требуется топливо с низким ее содержанием.

Окислительный нейтрализатор и фильтр твердых частиц могут быть интегрированы в один конструктивный элемент с каталитическим покрытием фильтра. Этот фильтр сокращенно именуется CSF ( Catalyzed Soot Filter , т. е. фильтр с каталитическим покрытием) или CDPF ( Catalyzed Diesel Particulate Filter , т. е. каталитический дизельный фильтр твердых частиц).

3.Накопительный нейтрализатор NOx

Дизель всегда работает с избытком воздуха (бедная смесь), поэтому трехкомпонентный нейтрализатор, применяемый на бензиновых двигателях со впрыском топлива во впускной трубопровод, не может использоваться для снижения количества оксидов азота ( NOx ). При избытке воздуха СО и СН реагируют с остаточным кислородом ОГ до образования СО2 и Н2О и, таким образом, не могут быть использованы для превращения NOx в азот ( N 2 ).Для снижения концентрации оксидов азота в ОГ дизелей легковых автомобилей разработан накопительный нейтрализатор NOx , который уменьшает содержание оксидов азота другим способом: собирает их, а затем конвертирует. Этот процесс протекает в два этапа:

· накопление NOx из ОГ при работе дизеля на бедной смеси ( a > 1; от 30 секунд до нескольких минут);

· выделение NOx и восстановление (конверсия) в ОГ при работе дизеля на богатой смеси ( a

Накопление NO х

Оксиды азота при избытке кислорода в ОГ превращаются с помощью металлических окислительных нейтрализаторов на поверхности накопительного нейтрализатора NOx в нитраты. При этом к накопительному нейтрализатору добавлен окислительный нейтрализатор 3 (рис. 2), который окисляет NО в N О2.

Рисунок 2 – Схема системы выпуска отработавших газов с накопительным нейтрализатором NOX :

1 – двигатель; 2 – система электрического подогрева отработавших газов; 3 – окислительный нейтрализатор; 4 – датчик температуры; 5 – широкополосный лямбда-зонд; 6 – накопительный нейтрализатор NOX ; 7 – датчик NOX или лямбда-зонд; 8 – блок управления работой двигателя

С возрастанием количества накопленных оксидов азота уменьшается способность нейтрализатора их связывать.

Имеются две возможности узнать, когда нейтрализатор нагружен так, что фазу накопления необходимо завершить:

· количество накопленных оксидов азота рассчитывается смоделированным процессом с учетом температуры нейтрализатора;

· датчик N О X за накопительным нейтрализатором измеряет концентрацию оксидов азота в ОГ.

Восстановление N О X

Начиная с определенной степени загрузки, накопительный нейтрализатор NOx должен регенерироваться, т. е. накопленные оксиды азота должны снова высвобождаться и преобразовываться в азот и кислород. Для этого двигатель кратковременно переключается на режим работы с недостатком воздуха ( a = 0,95). При двухступенчатой регенерации (рис. 2) возникают диоксид углерода (СО2) и азот ( N 2 ).

Существуют два различных способа определить конец фазы восстановления:

· смоделированный процесс рассчитывает количество оставшихся на нейтрализаторе оксидов азота;

· лямбда-зонд 7 (рис. 2), установленный за нейтрализатором, измеряет концентрацию кислорода в ОГ, и изменение напряжения с состава ОГ с недостатком воздуха ( a a > 1) указывает на то, что процесс восстановления закончен (отсутствие СО).

Чтобы и при холодном пуске достичь значительного сокращения уровня содержания NOx , можно применить систему 2 электрического подогрева ОГ.

4.Принцип SCR

В процессе очистки ОГ по принципу SCR ( Selective Catalytic Reduction , т. е. селективное каталитическое восстановление) в ОГ очень точно добавляется восстановитель, например, раствор мочевины с концентрацией 32,5% по массе. В гидролизном нейтрализаторе из раствора мочевины добывается аммиак (рис. 3).

Рисунок 3 – Система выпуска отработавших газов с селективным каталитическим восстановлением:

1 – двигатель; 2 – датчик температуры; 3 – окислительный нейтрализатор; 4 – форсунка для впрыскивания восстановителя; 5 – датчик NOX ; 6 – гидролизный нейтрализатор; 7 — нейтрализатор SCR ; 8 – заграждающий нейтрализатор NH 3 ; 9 – датчик NH 3 ; 10 – блок управления работой двигателя; 11 – насос восстановителя; 12 – бак для восстановителя; 13 – датчик уровня восстановителя

Аммиак реагирует в нейтрализаторе SCR с NOx , в результате чего образуются азот и вода. Современные нейтрализаторы SCR могут исполнять функции гидролизного нейтрализатора так, что последний становится не нужен.

Окислительный нейтрализатор перед добавлением восстановителя увеличивает эффективность системы. Окислительный нейтрализатор (заграждающий нейтрализатор NH 3 ),установленный за нейтрализатором SCR , предотвращает возможный выброс NH 3 .

Благодаря высокой степени снижения NOx возможна регулировка двигателя, оптимальная по расходу топлива. Таким образом, с этой системой можно сэкономить до 10% топлива.

5.Комбинированные системы

Для соблюдения будущих норм состава ОГ для многих дизельных автомобилей необходимо будет наличие систем очистки ОГ, которые делают возможным как фильтрацию твердых частиц, так и максимально эффективное снижение уровня эмиссии NOx . Такие системы называются четырехкомпонентными, поскольку наряду с NOx и твердыми частицами они снижают также содержание СН и СО.

Комбинация систем требует эффективного управления работой дизеля. К настоящему времени разработаны комбинации накопительного нейтрализатора NOx и фильтра твердых частиц, а также нейтрализатора SCR и фильтра твердых частиц.

Пример комбинированной системы

Сажа непрерывно окисляется фильтром с каталитическим покрытием ( CDPF ), установленная далее система SCR снижает уровень эмиссии NOx . Добавка восстановителя осуществляется в зависимости от режима и температуры или от концентрации NОх в ОГ перед нейтрализатором. За функционированием комплексной системы наблюдают газовые датчики ( NO х и/или NH 3 ) и датчики температуры.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector