Вопрос. Электрические и предпусковые подогреватели.

Электрические подогреватели ис­пользуются для подогрева жидкости в системе охлаждения двигателя, мас­ла в картере, топлива в топливной си­стеме и электролита аккумуляторной батареи. По способу превращения электрической энергии в тепловую их подразделяют на нагреватели индук­ционные, полупроводниковые, электродные, сопротивлений, инфракрас­ные излучатели и т.д. Наибольшее распространение получили нагрева­тели сопротивлений, однако все большее внимание уделяется полу­проводниковым подогревателем.

Рис. 3.1. Электрические подогреватели:

а - элекгроподогреватель моторного масла; б - электроподогреватель охлаждающей жидкости; в - универсальный электроподогреватель; 1 - изолятор с клеммой; 2 - стержень; 3 - нихромовая спираль; 4 - корпус; 5 - распорное кольцо; В - наружный электрод; 7 - внутренний электрод; 8 - изолятор; 9 - выводы: 10 - патрубки; 11 - прокладка; 12 - изолятор; 13 -нагревательный элемент; 14 - теплообменник

Требованиям электробезопасности на тракторе в наибольшей степени удовлетворяют герметичные трубча­тые электронагреватели (ТЭНы). ТЭН представляет собой металлическую оболочку в виде трубки из жаропрочного материала любой формы, внутри ко­торой запрессована спираль из нихромовой проволоки, изолированная от обо­лочки наполнителем с высокой теплопроводностью (периглаз).

На двигателе установка ТЭНов не всегда возможна, поэтому их часто разме­щают в теплообменнике (котле). Такие теплообменники можно устанавливать вместо индивидуальных предпусковых подогревателей, работающих на жидком топливе. Для уменьшения потерь теплоты и расхода электроэнергии поверх­ность котла теплоизолируется.

Разработано множество различных конструкций теплообменников и схем по­догрева охлаждающей жидкости и масла. Перспективна схема, в которой нагретая жидкость из котла электрическим насосом подается в водораспределительные каналы блока цилиндров и одновременно в теплообменник, расположенный в картере. Подогрев топлива осуществляется непосредственно электроподогревателями или с помощью промежуточного теплоносителя.

Электроподогреватели компактны, надежны в работе, обладают достаточ­ным быстродействием, требуют минимальных затрат на обслуживание. При использовании ТЭНов возможна автоматизация процесса подогрева. Электроподогреватели можно применять не только как средство предпускового подогре­ва двигателя, но и в течение всего периода межсменной стоянки автомобиля. Конструкции электронагревателей моторного масла, охлаждающей жидкости и общий вид универсального электроподогревателя приведены на рис. 3.1.

Предпусковые подогреватели.

Рис. 3.2. Схема подключения подогревателя ПЖД-30 на двигателе КамАЗ-740:

1 - поддон картера двигателя; 2 - гидравличе­ский насос; 3 - выпускная труба подогревателя; 4 - свеча зажигания; 5 - горелка; 6 - форсунка; 7 – электромагнитный топливный клапан; 8 - воздушный патрубок; 9 - котел подогрева­теля; 10 - патрубок для подвода жидкости от подогревателя к блоку цилиндров, 11 и 13 - па­трубки для отвода жидкости из блока цилинд­ров в подогреватель; 12 - топливный фильтр тонкой очистки, 14 - топливный бачок, 15 - топливопровод;16 - топливный насос с редукци­онным клапаном; 17 - электродвигатель насос­ного агрегата; 18 – вентилятор.

Двигатель может быть оборудован индивидуальным предпусковым подогре­вателем. Подогрев картерного масла, блока цилиндров и подшипников коленчатого вала перед пуском позволяет уменьшить вязкость моторного масла, об­легчить его прокачиваемость по смазочной системе и, тем самым, уменьшить момент сопротивления вращению и износ деталей двигателя при пуске. С дру­гой стороны, подогрев головки и стенок блока цилиндров и впускного трубопро­вода улучшает условия смесеобразования и воспламенения топлива и способ­ствует снижению минимальной пусковой частоты вращения. Индивидуальные предпусковые подогреватели отличаются по типу теплоно­сителя, обеспечивающего передачу теплоты двигателю, потребляемому топ­ливу и степени автоматизации рабочего процесса.

Подогреватели должны быть пожаробезопасными. Не допускается вылет пламени на выходе газов из котла в установившемся режиме ра­боты, скопление топлива в котле по­догревателя, как в период розжига котла, так и после его остановки. Си­стема предпускового подогрева дви­гателя с жидкостным охлаждением должна надежно работать при ее за­полнении низкозамерзающей жидкостью и водой.

Дизельный подогреватель ПЖД-30устанавливают на автомобилях семей­ства КамАЗ-740 и ЗИЛ-1 ЗЗГЯ. Обра­зование, воспламенение и сгорание топливо-воздушной смеси происходит в съемной горелке 5 (рис. 3.2) котла 9. Первоначально воспламенение топли­во-воздушной смеси осуществляется свечой зажигания 4, высокое напря­жение к которой подводится от тран­зисторного коммутатора. Топливо из топливного бачка 14 подается к горел­ке 5 топливным насосом 16 и распыливается форсункой 6. Расход топлива регулируется редукционным клапаном топливного насоса 16. В электромаг­нитном клапане 7 и в форсунке 6 пре­дусмотрены фильтры тонкой очистки. Электромагнитный топливный клапан конструктивно объединен со штифто­вой электрической свечой и установ­лен на горелке.

Рис. 3.3.Электрическая схема дистанционно­го управления подогревателем ПЖД-30.

Воздух под напором подается в го­релку вентилятором 18. Для обеспечения циркуляции жидкости между кот­лом 9 подогревателя и водяной рубашкой блока цилиндров в предпусковой период в насосный агрегат включен гидравлический насос 2. Привод гид­равлического, воздушного и топливно­го насосов осуществляется от одного электродвигателя 17.

Электрическая схема предусматри­вает возможность дистанционного управления подогревателем. В схеме используется переключатель S (рис. 3.3), имеющий четыре положения. Элект­родвигатель М насосного агрегата и электронагреватель ЕК топлива, по­требляющие токи большой силы, включаются переключателем S через реле К1 и К2.

Для приведения в действие подогревателя переключатель S из положения 1 (все выключено) устанавливают в положение 2, включая электродвигатель М насосного агрегата и электронагреватель ЕК топлива. Через 15 - 20 с переключатель переводят в нефиксируемое положение 3. В этом положении включают­ся электромагнитный клапан YA и транзисторный коммутатор. После подклю­чения транзисторного коммутатора к источнику питания через первичную об­мотку L1 катушки зажигания Т проходит ток заряда конденсатора С. Индукти­руемая при этом ЭДС в управляющей обмотке L2 открывает транзистор VT. Си­ла тока в первичной обмотке и ЭДС в управляющей обмотке возрастают. Кон­денсатор С разряжается через открытый транзистор VT. Когда сила тока в пер­вичной обмотке достигает установившегося значения, ЭДС в управляющей об­мотке не индуцируется и транзистор закрывается. Сила тока в первичной об­мотке и магнитный поток резко уменьшаются и во вторичной обмотке L3 катуш­ки зажигания Т индуцируется ЭДС, достаточная для пробоя искрового проме­жутка свечи зажигания EV. Стабилитроны VD1 и VD2 обеспечивают защиту транзистора VT от перенапряжений.

При установившемся горении, признаком которого является равномерный гул в котле подогревателя, после снятия усилия с рукоятки переключателя она ав­томатически переходит в положение 4, при котором транзисторный коммутатор отключается, а электродвигатель М насосного агрегата продолжает работать.