Назначение,устройство и принцип работы предпускового подогревателя ДВС

Предпусковой подогреватель двигателя предназначен для предварительного прогрева двигателя, для облегчения запуска двигателя в холодную погоду и, в некоторых случаях, для прогрева воздуха в салоне транспортного средства.

Современные электрические подогреватели представляют собой целую систему, состоящую из нескольких частей:

электрический нагревательный элемент мощностью 500—5000 Вт, расположенный в герметичном теплообменнике, который монтируется в технологические отверстия рубашки охлаждения или соединяется с ней с помощью патрубков.

-электронный блок управления с таймером

-блок подзаряда аккумуляторной батареи

-тепловентилятор для отопления салона автомобиля.

-существуют модели с встроенной помпой, для равномерного и быстрого прогрева двигателя

Электрические предпусковые подогреватели подключаются к сети переменного тока напряжением 220 В. Принцип действия подогревателя основан на нагреве охлаждающей жидкости с помощью электронагревательного элемента. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит за счёт того, что нагретая жидкость поднимается в верхнюю часть рубашки охлаждения, а более холодная опускается вниз. Подогреватели такого принципа работы требуют установки в самую низшую точку системы охлаждения. При наличии встроенной помпы можно устанавливать подогреватель в любом месте, а также происходит более эффективный нагрев. По достижении определённой температуры срабатывает термореле, отключающее подогреватель и не дающее перегреться охлаждающей жидкости. Это позволяет оставлять электрический подогреватель включенным на всю ночь.

Автономные жидкостные подогреватели

Предпусковой подогреватель дизельного двигателя

Жидкостные предпусковые подогреватели двигателя являются полностью автономными. Они устанавливаются в моторном отсеке автомобиля и могут работать на бензине, дизельном топливе или газе.

Основные компоненты жидкостного предпускового подогревателя:

электронный блок управления подогревателем (контроллер, отслеживающий температуру, перегрев, подачу топлива, воздуха и т. д.)

топливный насос с топливопроводом

воздушный нагнетатель, подающий воздух в камеру сгорания

«котел», включающий камеру сгорания, теплообменник

циркуляционный насос, прокачивающий охлаждающую жидкость

реле, включающее вентилятор штатной «печки» для обогрева салона

орган управления подогревателем (таймер, пульт дистанционного управления, GSM-модуль для запуска подогревателя по телефону)

После запуска подогревателя с помощью органа управления топливный насос подогревателя подает топливо из топливного бака автомобиля в камеру сгорания подогревателя. В камере сгорания топливо смешивается с воздухом и воспламеняется свечой зажигания. В результате сгорания топлива образуется тепло, которое передается через стенки теплообменника охлаждающей жидкости автомобиля. Насос подогревателя прокачивает охлаждающую жидкость по малому контуру системы охлаждения — рубашке блока цилиндров и штатному отопителю салона. При достижении заданной температуры охлаждающей жидкости реле (при его наличии) включает вентилятор штатной «печки» для обогрева салона. Жидкостными подогревателями нельзя пользоваться в гаражах, не имеющих системы вентиляции. Потребление топлива составляет около 0.5 л в час в режиме полной нагрузки

К преимуществам жидкостных подогревателей обычно относят возможность сесть в мороз в прогретый салон автомобиля с размороженными стеклами и сразу начать движение, не тратя время на прогрев. Кроме этого увеличивается ресурс двигателя, так как холодный запуск двигателя сильнее снижает его ресурс. К недостаткам относится высокая цена жидкостных подогревателей.

К недостаткам можно отнести тот факт, что во время работы, автономный подогреватель двигателя, циркуляционный насос, вентилятор салона автомобиля потребляют электрический ток от аккумуляторной батареи автомобиля. Если аккумуляторная батарея автомобиля уже слабая — это может привести к ее быстрой разрядке.

Также можно использовать автономные подогреватели при движении автомобиля для помощи штатной системе обогрева в особо холодное время, когда автомобиль может просто выстывать на ходу, особенно полезным это может оказаться для автомобилей с дизельным двигателем, теплотворная способность которых ниже. Многие автопроизводители уже с конвеера выпускают автомобили с предустановленным автономным подогревателем двигателя.

Принцип действия тепловых аккумуляторов основан на накоплении определённого объёма нагретой охлаждающей жидкости в специальном термосе, где она сохраняет свою температуру до двух суток. При запуске двигателя содержимое термоса специальным насосом выводится в малый контур системы охлаждения, подогревая при этом основную массу охлаждающей жидкости на 15-20 градусов. Такие тепловые аккумуляторы устанавливаются, например, на американскую модификацию гибридного автомобиля ToyotaPrius.

Подогреватели дизельного топлива

Подогреватели дизельного топлива предназначены для растворения парафинов, образующихся в топливе при низкой температуре. Работают от аккумулятора, после запуска двигателя могут работать и от генератора. Обычно подразделяются на подогреватели бандажного типа, устанавливающиеся на фильтр тонкой очистки топлива, и подогреватели топливной магистрали. В свою очередь подогреватели топливной магистрали делятся на проточные, врезающиеся в топливную систему и подогревающие топливо, проходящее через рубашку подогревателя, и ленточные, которыми оборачиваются проблемные участки топливной магистрали.

Предпусковые подогреватели

Начальник _____________ АШ (СТК)

ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ

Тема 2. 9. Пуск двигателя при низких температурах

Вопросы: Причины, затрудняющие пуск двигателя при низких температурах.

Зимние и всесезонные масла и топлива.

Основные способы, облегчающие пуск двигателя при низких тем­пературах: электрофакельное устройство, предпусковой подогреватель, пусковые приспособления, применение горячей воды для подогрева двигателя.

Метод занятия: рассказ, беседа.

-проверяю наличие личного состава

-довожу тему и учебные вопросы

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

УСТРОЙСТВА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ

ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ

ТЕМПЕРАТУРАХ

Предпусковые подогреватели

Предпусковой подогреватель служит для предварительно­го прогрева двигателя перед пуском в холодное время года. На автомобилях обычно устанавливают подогреватели рабо­тающие на том же топливе, что и двигатели. Пусковой подо­греватель двигателя ЗИЛ-131 состоит из котла 6 (рис. 9.1), по­стоянно соединенного трубопроводами 10 и 7 с системой ох­лаждения двигателя, топливного бачка 19, электродвигателя с вентилятором 2, регулятора 18 подачи топлива с электромаг­нитным клапаном 17 и пульта управления 22, расположенно­го на щитке 23.

В камеру сгорания неразборного котла 6 из бачка 19 по труб­ке 4 самотеком подается топливо, а через воронку по трубе 5 в котел подогревателя заливают 1,5-2 л воды. Электромагнитный клапан и регулятор 16 обеспечивают дозирование необходимого количества топлива. Они собраны в одном топливодозирующем устройстве, включающем в себя поплавковую камеру с поплавком 26, жиклер 28 и регулировочную иглу 27. Воздух в камеру сгорания подается вентилятором 2 по шлангу 3. Образовавшая­ся горючая смесь первоначально воспламеняется свечой 6, вклю­чаемой дистанционно выключателем 21, работу которой можно контролировать по накалу контрольной спирали 24, установлен­ной на пульте управления 22 с подведенными к нему электрода­ми 15, 16 и 20. Как только в камере сгорания горение смеси ста­нет устойчивым (без дыма и копоти), свечу выключают выклю­чателем 25 и дальнейшее воспламенение топлива происходит от нагретых стенок котла. Через 1-2 минуты после начала работы подогревателя в котел дополнительно наливают 6-8 литров воды. Закрывают пробку воронки и продолжают прогрев двигателя. После прогрева двигателя пусковой рукояткой проворачи­вают коленчатый вал несколько раз для распределения смазоч­ного материала по подшипникам.

Когда ручка переключателя 25 утоплена до отказа, система подогрева не работает, если она вытянута на половину хода, включается электродвигатель вентилятора 2, а если вытянута до отказа, то дополнительно включается электромагнитный клапан.

Для прекращения работы подогревателя необходимо пере­ключателем 25 выключить электромагнитный клапан, закрыть кран бачка 19, а через 1-2 минуты выключить вентилятор.

Рис. 9.1. Предпусковой подогреватель двигателя ЗИЛ-131

Нагретая вода по трубопроводу 10 и патрубкам 11 и 13 посту­пает в жидкостную рубашку охлаждения правого 12 и левого 14 рядов цилиндров, прогревает их и в виде конденсата снова по­ступает к котлу через трубопровод 7. Газы, выходящие из котла по патрубку 9, омывают поддон картера и прогревают масло

К недостаткам подогревателей такого типа следует отнести вы­сокую пожароопасность и сравнительно большой потребляемый ток при запуске подогревателя. Последнее обстоятельство особенно неприятно при разряженной батарее и низкой температуре окру­жающего воздуха, так как 2-3 неудачные попытки запуска подо­гревателя «сажают» аккумуляторную батарею и делают невозмож­ной её эффективную работу в стартерном режиме.

Рис. 9.2.Установка подогревателя на автомобиле КАМАЗ-4310:

1-электромагнитный клапан; 2-котел с горелкой; 3-воронка для заливки жидкости; 4-двигатель; 5-топливный бачок; 6-передняя поперечина рамы; 7-насосный агрегат

На автомобилях КАМАЗ-4310 устанавливается пусковой по­догреватель типа ПЖД-30. Он расположен под передней попе­речиной рамы автомобиля и состоит из следующих узлов и сис­тем: котла 2 (рис. 9.2) в сборе с горелкою, электромагнитного топливного клапана 1 с форсункой и электронагревателем топ­лива в сборе, насосного агрегата 7 с электродвигателем, вентилятором, жидкостным и топливным насосами, системы элект­роискрового розжига с искровой свечой и транзисторным ком­мутатором, системы дистанционного управления подогревате­лем с переключателем режимов работы, контактором электро­двигателя и реле электронагревателя топлива.

1 2

Рис.9.З.Котел подогревателя

Котел подогревателя (рис. 9.3) изготовлен из листовой не­ржавеющей стали, предназначен для передачи тепла цирку­лирующей через него жидкости от сгорающего топлива. По принципу действия котел является рекуперативным теплооб­менником и состоит из двух жидкостных рубашек и двух газо­ходов. Продукты сгорания из горелки 4 направляются в пря­мой газоход 3, затем проходят по обратному газоходу 2 и от­водятся из котла к картеру двигателя для подогрева масла. На выходе из обратного газохода установлен нагреватель 6 топ­лива, обеспечивающий подогрев топлива, подаваемого к фор­сунке, до температуры 60-80°С отработавшими газами.

Электромагнитный топливный клапан (рис. 9.4) предназна­чен для дистанционного отключения или включения подачи топлива в горелку подогревателя. Клапан открывается под дей­ствием электромагнитного поля катушки-соленоида, закрыва­ется возвратной пружиной, в корпус клапана ввернута форсун­ка 6. В форсунке и клапане установлены фильтры тонкой очис­тки топлива.

Подогрев топлива, необходимый для зажигания устойчиво­го пламени обеспечивает штифтовый электронагреватель 1 топ­лива, установленный в приливе корпуса электромагнитного клапана

Рис. 9.4. Электромагнитный топливный клапан:

1-электронагреватель топлива; 2-электромагнитный клапан; 3-патру-бок отвода жидкости от подогревателя; 4-электроискровая свеча; 5-штуцер подвода топлива к нагревателю в теплообменнике; 6-форсун-ка; 7-патрубок отвода отработавших газов; 8-топливный фильтр

Насосный агрегат (рис. 9.5) представляет собой устройство, состоящее из вентилятора (нагнетателя), топливного и жидко­стного насосов, приводимых от одного электродвигателя. Жид­костный насос и вентилятор выполнены в литом алюминиевом корпусе, установлены с одной стороны приводного электродви­гателя; топливный насос, имеющий автономный корпус, зак­реплен с противоположной стороны электродвигателя. Такая конструкция насосного агрегата не вызывает трудностей при установке и удобна в обслуживании.

Читайте также:  Ремонт двигателя ауди аке

Жидкостный насос центробежного типа предназначен для обеспечения циркуляции теплоносителя между предпусковым подогревателем и системой охлаждения двигателя. Рабочее ко­лесо 3 установлено непосредственно на вал электродвигателя 7 и закреплено гайкой. Со стороны вентилятора рабочая полость насоса уплотнена резиновой манжетой 4. Жидкость к насосу подводится через патрубок на крышке насоса, а отводится через патрубок на корпусе насоса. Для слива жидкости из полос­ти насоса служит краник 1.

РИС. 9.5 . Насосный агрегат

1-сливной краник; 2-корпус жидкостного насоса; 3-рабочее колесо жидко­стного насоса; 4 и 11-уплотнительные манжеты; 5-крыльчатка вентилято­ра; 6-корпус вентилятора; 7-электродвигатель; 8-муфта топливного насо­са; 9-ведущая шестерня топливного насоса; 10-ведомая шестерня топлив­ного насоса; 12-редукционный клапан

Вентилятор центробежного типа обеспечивает подачу воздуха в горелку подогревателя. Крыльчатка 5 вентилятора установлена на вал электродвигателя на шпонке и закреплена гайкой. Необхо­димый зазор между крыльчаткой и корпусом вентилятора обес­печивается распорной втулкой, установленной между подшипни­ком электродвигателя и ступицей крыльчатки.

Топливный насос шестеренчатого типа обеспечивает подачу топлива под давлением к форсунке подогревателя. Вал насоса со стороны электродвигателя уплотнен резиновой манжетой 11. Вал ведущей шестерни 9 насоса соединен с валом электродвига­теля эластичной муфтой 8.

Производительность топливного насоса регулируется редук­ционным клапаном 12, обеспечивающим перепуск топлива из нагнетательной полости насоса во всасывающую.

Система электроискрового розжига предназначена для обеспе­чения искрового разряда в горелке при пуске подогревателя.

Воспламенение топливной смеси в горелке подогревателя осуществляется высоковольтным разрядом, который образует ся между электродами свечи. Высокое напряжение на электро­дах свечи создается транзисторным коммутатором и индукци­онной катушкой.

Рис. 9.6. Схема работы предпускового подогревателя:

1-картер двигателя; 2-насосный агрегат; 3-труба отвода газов; 4-котел по­догревателя; 5-воздухопровод к горелке подогревателя; 6-труба подвода жидкости из подогревателя в блок: 7 и 11-трубы отвода жидкости из блока в подогреватель; 8-фильтр тонкой очистки топлива; 9-подводящий топли­вопровод к насосу низкого давления; 10-сливной топливопровод; 12-руч-ной топливоподкачивающий насос; 13-водяной насос системы охлажде­ния двигателя; 14-топливный бачок подогревателя; 15-топливный кран подогревателя; 16-подводящий топливопровод к топливному насосу подо­гревателя

Система дистанционного управления подогревателем дает возможность управлять работой подогревателя как при рабо­чем положении кабины автомобиля, так и при поднятой ка­бине.

Переключатель управления работой подогревателя, установ­ленный на кронштейне в кабине, имеет четыре возможных по­ложения:

— положение 0 — все выключено;

— положение I — включены электродвигатель насосного агре­гата, электромагнитный клапан и пусковая свеча;

— положение II — включены электродвигатель насосного аг­регата и электромагнитный клапан;

— положение III — включены электродвигатель насосного агрегата и электронагреватель топлива.

Подогреватель работает следующим образом. Топливный насос подогревателя отбирает из бачка 14 (рис. 9.6) топливо, которое через открытый электромагнитный клапан подводит­ся к форсунке и впрыскивается во внутреннюю полость горел­ки, распыленное топливо смешивается с подаваемым вентиля­тором воздухом, воспламеняется и сгорает, нагревая в котле 4 охлаждающую жидкость.

Продукты сгорания топлива через выпускную трубу 3 на­правляются под маслянный картер 1 двигателя и нагревают в нем масло.