ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

На автотранспортных предприяти¬ях вопросы тепловой подготовки дви¬гателей решаются двумя путями: кратковременным предпусковым разо¬гревом двигателей и поддержанием температуры в межсменное время. Наибольшее распространение при этом получили следующие источники энергии, подводимой к двигателям автомобилей: горячая вода (пар), нагретый воздух, природный газ, электроэнергия и их различные соче¬тания. Выбор того или иного источ¬ника энергии определяется, с одной стороны, экономической эффективно¬стью, а с другой — энергетическими возможностями конкретного авто¬транспортного предприятия.
Электроподогрев относят к одному из перспективных способов тепловой подготовки двигателей. Вместе с тем технически он разработан недостаточно. Для превращения электрической энергии в тепловую обычно использу¬ются сплавы с высоким внутренним сопротивлением (нихромовая прово¬лока, трубчатые электронагревате¬ли— ТЭНы, углеграфитовые ткани). Иногда находит применение элект¬родный способ.
dhdhudhndhnydhdhndh66Рис. 1. Электродный нагреватель:1 — стяжной болт; 2 — фиксатор; 3, 4 — отверстия в электроде; 5 — винт для разгерметизации камеры нагревателя; 6 — кожух; 1, 8 — клеммы; 9. 14 — крышки; 10, 1! — электроды; 12 — камера; 13 — прокладка; 15 — выпускной клапан; 16 — впускной клапан; 17 — термодатчики; 18 — блок сравнения; 19 — блок управления; 20 — пускатель
К недостаткам электроподогрева относят повышенную пожароопасность и низкий тепловой к. п. д. из-за большой разности температур в разветвленных системах охлаждения двигателей например, автобусов Ика-рус-260, -280.
Специалисты Госавтотрансниипроекта и Института проблем материа¬ловедения АН УССР разработали и испытали при тепловой подготовке двигателей электродный нагреватель жидкости пульсирующего типа.
Для трубчатых электрода 10 и // (рис. 1), установленных коаксиально, а также верхняя 9 и нижняя 14 крышки нагревателя образуют цилин¬дрическую камеру 12. Герметичность камеры обеспечивается прокладками 13 и стяжными болтами 1. В верхней крышке 9 установлены проходные клеммы 7 и" 8, соединенные с элект¬родами и закрытый кожухом в. В от¬верстиях нижней крышки 14 установ¬лены обратный впускной Jo и под¬пружиненный выпускной 15 клапаны. В верхней и нижней частях внутрен¬него электрода 11 сделано отверстия 4 (для сообщения внутренней поло¬сти с межэлектродным пространст¬вом) и 3 для установки фиксаторов 2 взаимного положения электродов. Отверстие с винтом 5 в верхней ча¬сти наружного электрода 10 служит для разгерметизации камеры 12 и выпуска воздуха. Это необходимо, например, при первоначальном запол¬нении системы жидкостью.
Жидкость поступает во внутрен¬нюю камеру и межэлектродное про¬странство нагревателя через обрат¬ный впускной клапан 16. Подав на¬пряжение на электроды 10 и 11, на¬гревают жидкость. Образующийся при этом пар поднимается в верхнюю часть камеры 12. В результате повы¬шения давления открывается подпру¬жиненный выпускной клапан, и паро¬водяная смесь перетекает в систему охлаждения двигателя (давление в камере 12 задается предварительным регулированием натяжения пружины выпускного клапана). Пространство между электродами освобождается от жидкости, и электрическая мощность снижается до нуля.
Пар, оставшийся в камере 12 после закрытия клапана 15, конденсирует¬ся. При этом образуется вакуум. В результате через впускной клапан 16 в камеру всасывается новая пор¬ция жидкости, и цикл повторяется. Другими словами, нагреватель одно¬временно является гидравлическим насосом.
В качестве электропроводящей ох¬лаждающей жидкости можно исполь¬зовать воду и водные растворы не¬органических ингибиторов коррозии, например, «Икар-3». Чтобы умень¬шить образование накипи на рабочих поверхностях электродов и системы охлаждения двигателя, целесообраз¬но предварительно очищать воду на специальных фильтрах (катионная очистка), которыми оснащены ко¬тельные АТП.
Мощность нагревателя зависит от электропроводности воды в системе охлаждения, которая в процессе ра¬боты нагревателя уменьшается. По¬этому надо периодически проверять и поддерживать электрическое сопро¬тивление воды, растворяя антикорро¬зионные присадки или хлористый нат¬рий с присадками. Установочная мощ¬ность нагревателя при температуре минус 25—30°С должна поддержи¬ваться в пределах 2,5—3 кВт-ч для автомобилей ГАЗ-53, ПАЗ-672,3— 3,5 кВт-ч для ЗИЛ-130, ЛАЗ-695 и около б кВт-ч для Икарус-260, -280.
В зависимости от конструктивных особенностей двигателей возможны два варианта установки нагревателя. На автомобилях ГАЗ, ЗИЛ, ПАЗ и ЛАЗ нагреватель можно разместить в подкапотном пространстве. При этом жидкость поступает в нагрева¬тель из сливного крана нижнего бач¬ка радиатора и отводится в один из кранов на блоке двигателя. На авто¬бусах Икарус-260, -280 с разветвлен¬ной системой охлаждения надо ис¬пользовать два раздельных контура. Первый разогревает жидкость в сис¬теме охлаждения двигателя, а вто-рой — в системе отопления салона.
Заданная температура жидкости в системе охлаждения двигателя под-держивается термодатчиками /7, бло¬ками сравнения и управления 18, 19 и пускателем 20. Термодатчики уста¬навливаются во впускном трубопро¬воде нагревателя. Автоматика обес¬печивает постоянное поддержание температуры жидкости в пределах 10—20 °С. Если необходимо быстро разогреть двигатель до температуры 40—50°С, автоматические средства отключают.
Работа нагревателя в автоматиче¬ском режиме представлена на диа¬грамме изменения силы тока в цепи (рис. 2). В интервале времени 1—2 происходит всасывание жидкости в камеру нагревателя, ее нагрев, паро¬образование и отвод в двигатель. За¬тем следуют охлаждение (интервал 2—3) и повторение цикла. После до¬стижения верхнего предела темпера¬туры (точка 4) нагреватель отклю-чается и вновь включается пpи сни¬жении температуры (точка 5).
Таким образом, использование в нагревателе электродного принципа пре-образования электрической энергии в тепловую позволило повысить пожар-ную безопасность, поскольку при са¬мопроизвольном истечении охлажда¬ющей жидкости из системы цепь раз¬мыкается и нагрев прекращается. Бо¬лее равномерный нагрев жидкости и повышение к. п. д. достигнуты за счет принудительной направленной циркуляции жидкости, которая обеспечивается изменением агрегатного состояния жидкости в камере нагре¬вателя и клапанной системой впуска и выпуска. При неизменном количе¬стве подводимой энергии разность температур в системе охлаждения будет тем меньше, чем больше ско-рость потока жидкости.
dhdhudhndhnydhdhndh67 Рис 2... Диаграмма изменения силы тока