Устройство автомобилей





Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения


Предпусковые подогреватели



Для чего нужен предпусковой подогрев двигателя

При низких температурах окружающей среды пуск двигателей внутреннего сгорания значительно затрудняется по следующим причинам:

  • большое сопротивление проворачиванию коленчатого вала и перемещению поршней в цилиндрах из-за повышения вязкости масла в картере и застывании масляной пленки на стенках цилиндров;
  • ухудшение испаряемости топлива;
  • конденсация паров уже испарившегося топлива на холодных стенках камеры сгорания ухудшает процесс воспламенения;
  • снижение мощности стартера из-за падения ЭДС аккумуляторной батареи в условиях низких температур.
  • снижение температуры воздуха в конце такта сжатия у дизелей приводит к тому, что самовоспламенение топлива не возникает.

При хранении автомобиля в теплом гараже проблем, связанных с зимними морозами не возникает.
И даже если автомобиль хранится на открытой стоянке, но поблизости есть источники электроэнергии, можно использовать различные электрические нагревательные устройства, чтобы подогреть двигатель, масло в картере, жидкость в системе охлаждения, и причины затрудненного пуска будут устранены.

Но если автомобиль при низких температурах хранится вдали от гаража и источников тепловой и электрической энергии запуск двигателя нередко превращается в трудноразрешимую проблему.
Подогрев поддона и блока цилиндров двигателя при помощи факела или паяльной лампы, зачастую используемый водителями в таких ситуациях, может привести к обгоранию легковоспламеняющихся элементов конструкции автомобиля и даже к пожару.
для чего нужен подогрев двигателя По этой причине многие грузовые автомобили, а также легковые автомобили, предназначенные для эксплуатации в условиях низких температур, оснащаются средствами автономного предпускового подогрева двигателя для безопасного, быстрого и эффективного приведения автомобиля в работоспособное состояние даже в самые сильные морозы.

Наиболее оптимальным для достижения цели является предварительный подогрев масла смазочной системы и охлаждающей жидкости системы охлаждения.

Подогретая охлаждающая жидкость передает тепло неподвижным деталям КШМ, в результате чего на них разогревается масляная пленка. Это особенно актуально для гильз цилиндров и поршневых колец, наиболее подверженных износу при холодном запуске.
Кроме того, при подогреве охлаждающей жидкости происходит подогрев головки блока цилиндров и впускных каналов для горючей смеси (у дизелей - воздушных каналов), благодаря чему улучшаются процессы смесеобразования и воспламенения при запуске двигателя.

Однако, разогрев одной лишь охлаждающей жидкости малоэффективен, поскольку, благодаря явлению конвекции, основная часть теплоты передается лишь деталям, имеющим каналы и полости рубашки охлаждения, а масло в поддоне двигателя остается холодным. По этой причине наилучшего результата дает предварительный подогрев и масляного поддона, и охлаждающей жидкости.

Для обеспечения надежного пуска двигателя в условиях низких температур используются предпусковые подогреватели, принцип действия которых одинаков для бензиновых двигателей и дизелей, несмотря на некоторые конструктивные отличия.

Какие технические решения для облегчения запуска двигателей приняли конструкторы рассмотрим на устройстве и принципе работы предварительных подогревателей карбюраторного двигателя автомобиля ЗИЛ-431410 и дизельного двигателя автомобиля КамАЗ.
По понятным причинам первые из этих устройств используют для работы бензин, вторые - дизельное топливо.

***

Предпусковой подогреватель бензинового двигателя

Устройство и работу предпускового подогревателя, работающего на бензине, рассмотрим на примере подогревателя карбюраторного двигателя автомобиля ЗИЛ-431410, изображенного на рис. 1.

устройство и работа предпускового подогревателя бензинового двигателя

Предпусковой подогреватель состоит из котла 17, постоянно соединенного трубками 14 и 18 с системой охлаждения двигателя, топливного бачка 1, электродвигателя 5 вентилятора, заключенного в кожух, регулятора подачи топлива с электромагнитным клапаном 8 и пульта управления 21, расположенного в подкапотном пространстве.

Ручка 23 переключателя пульта управления может занимать три положения:

  • О – все выключено (ручка утоплена до отказа);
  • I – включен электродвигатель вентилятора (ручка вытянута наполовину);
  • II – включены электродвигатель вентилятора и электромагнитный клапан регулятора подачи топлива (ручка вытянута до отказа).

Для подогрева электромагнитного клапана 8 во время пуска подогревателя в корпусе клапана установлена спираль 10, соединенная последовательно со свечой накаливания 13 и контрольной спиралью 22.
Спираль 10 включается в электрическую цепь одновременно со свечой накаливания одним и тем же выключателем 24.

Для использования подогревателя в его котел через воронку 3 наливают 1,5 л воды и открывают кран 4, через который из бачка 1 поступает бензин к электромагнитному клапану 8. Клапан при этом находится в закрытом состоянии.
Затем переключают ручку 23 в положение I на 45 секунд.
При этом включается электродвигатель 5 вентилятора, который по гофрированному шлангу 12 нагнетает воздух через котел, продувая его. Поворачивают выключатель 24, напряжение поступает на свечу накаливания 13, спираль 10 подогрева топлива в электромагнитном клапане и контрольную спираль 22 (находится под крестообразной прорезью пульта 21).
Светло-красный цвет контрольной спирали указывает на то, что и свеча накала готова к воспламенению топлива.

Удерживая выключатель 24 во включенном состоянии, ручку 23 переключателя переводят в положение II, при этом клапан 8 открывается и топливо самотеком по трубке 11 поступает в зону свечи накаливания, где с поступающим воздухом образует горючую смесь и воспламеняется.

После установления устойчивого горения выключатель 24 поворачивают в исходное положение, далее горение в жаровой трубе котла продолжается без участия свечи накаливания.

Котел представляет собой теплообменный аппарат, в котором, кроме жаровой трубы со свечой накаливания, имеется своя рубашка охлаждения, включенная посредством трубок 18 и 14 параллельно системе охлаждения двигателя.
Сливной кран 16 котла позволяет слить из него охлаждающую жидкость.
Выходящие из жаровой трубы котла горячие газы по лотку 15 направляются под картер двигателя и нагревают масло.
Регулировочная игла 9 позволяет настраивать горение в котле путем изменения расхода бензина.

Через одну-две минуты после начала работы подогревателя в котел дополнительно вливают 6…8 л воды, закрывают пробку воронки, прикрывают капот и продолжают нагрев двигателя. Когда двигатель прогреется, из открытой горловины радиатора пойдет пар. Отключив подачу бензина в котел, 1…2 минуты продувают его воздухом, выключают полностью, пускают двигатель и через заливную горловину радиатора заполняют систему охлаждения до конца.

***



Предпусковой подогреватель дизеля

Устройство и работу предпускового подогревателя дизельного двигателя, рассмотрим на примере автомобиля КамАЗ-4310, изображенного на рис. 2.

устройство и работа предпускового подогревателя дизельного двигателя

Предпусковой подогреватель дизельного двигателя включает в себя: котел 2 с горелкой, электромагнитный топливный клапан 1 с форсункой и электронагревателем топлива, насосный агрегат 7, систему электроискрового розжига и систему дистанционного управления подогревателем.

В горелке топливо смешивается с воздухом. Образовавшаяся смесь воспламеняется и сгорает.
Горелка крепится к котлу подогревателя болтами. На ней установлены электроискровая свеча 5 (рис. 3), топливный электромагнитный клапан 6 в сборе с форсункой и электронагревателем 7 топлива.

Насосный агрегат состоит из вентилятора, топливного и жидкостного насосов, приводимых в действие одним электродвигателем.
Жидкостный насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости между предпусковым подогревателем и системой охлаждения двигателя.
Топливный шестеренный насос обеспечивает подачу топлива под давлением к форсунке котла предпускового подогревателя.

Система электроискрового розжига предназначена для обеспечения искрового разряда на электродах свечи зажигания, расположенной в горелке, при пуске предпускового подогревателя.
Высокое напряжение на электродах свечи создается транзисторным коммутатором и индукционной катушкой.

устройство и работа предпускового подогревателя

Питание предпускового подогревателя осуществляется из специального топливного бачка 5 (рис. 2), заполнение которого происходит автоматически при работающем двигателе либо ручным топливоподкачивающим насосом ,установленным на насосе высокого давления (ТНВД) системы питания двигателя.

Переключатель управления работой предпускового подогревателя установлен в кабине и имеет четыре положения:

  • О – все выключено;
  • I – включен электродвигатель насосного агрегата, электромагнитный топливный клапан и электроискровая свеча;
  • II – включен электродвигатель насосного агрегата и электромагнитный топливный клапан;
  • III – включен электродвигатель вентилятора и электронагреватель топлива.

Для подготовки предпускового подогревателя к работе переключатель устанавливают в положение III. При этом осуществляется продувка воздухом котла 1 предпускового подогревателя (рис. 4), циркуляция охлаждающей жидкости в системе охлаждения, подача топлива в электронагреватель, где топливо подогревается. Топливо в форсунки при этом не поступает, так как электромагнитный клапан 6 (рис. 2) закрыт.

При переводе ключа в положение I отключается электронагреватель 7 топлива, открывается 6, а на электродах электроискровой свечи 5 происходит искрообразование.
Через открывшийся топливный клапан топливо поступает в форсунку, распыляется ею, и воспламеняется искрами между электродами свечи.

После воспламенения топлива его горение поддерживается самопроизвольно, и переключатель переводят в положение II.

Продукты сгорания через выпускную трубу 3 (рис. 4) направляются под масляный картер 1 двигателя и нагревают в нем масло.

схема работы предпускового подогревателя двигателя

Топливо очищается фильтрами тонкой очистки, установленными в электромагнитном клапане и форсунке.

Расход топлива подогревателем регулируется с помощью регулировочного клапана, установленного на топливном насосе.

***

Применение подогревателей перед запуском двигателя в холодное время года не только облегчает эксплуатацию автомобиля, но и значительно повышает ресурс двигателя.
При холодном запуске происходит интенсивный износ трущихся поверхностей сопрягаемых деталей, в первую очередь, из-за отсутствия надлежащей смазки. Густое масло плохо закачивается в смазочную систему и трущиеся детали после запуска относительно долго работают в условиях сухого трения.
Кроме того, резкий скачок давления масла в смазочной системе после запуска, обусловленный его высокой вязкостью, нередко является причиной повреждения сальниковых уплотнений и прокладок в двигателе.
Благотворно сказывается предварительный подогрев двигателя и на стартере, работающем в условиях меньших перегрузок.

***

Общие сведения об автомобилях