ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВ ДВИГАТЕЛЕЙ

За рубежом широко практикуется безгаражное хранение автомобилей на открытых стоянках с установками электроподогрева двигателей. В Се¬верной Европе и Канаде электричес¬кие подогреватели установлены на миллионах автомобилей. В Финляндии каждый второй новый автомобиль оборудуется устройством для электро¬подогрева. Широко используются та¬кие преимущества электроподогрева, как простота и надежность конструк¬ции, эффективность подогрева, воз¬можность автоматизации процесса, наличие электроэнергии практически на всех открытых стоянках автомо¬билей.
Элсктроподогреватель двигателя — это, как правило, теплообменник с на¬гревательным элементом, установлен¬ным в системе охлаждения. В основ¬ном применяются трубчатые электро¬нагреватели (ТЭНы). Кроме электро¬подогревателя, на открытой стоянке автомобилей используются соедини¬тельные кабели со штепсельными разъемами и электрические шкафы со средствами автоматического контроля за процессом тепловой подготовки. За¬рубежные фирмы выпускают как типоразмерные ряды электроподогрева-телей, так и многочисленные универ¬сальные их конструкции.
Эффективность электроподогрева во многом зависит от того, насколько правильно и обоснованно выбраны ре¬жим подогрева, мощность нагревате¬лей, их количество, место установки на двигателе. Об этом говорит не только зарубежный опыт эксплуата¬ции.
В нашей стране электроподогрев также хорошо и давно известен. В эксплуатации создается множество электроподогревателей оригинальных конструкций. Однако автотранспорт-ники, как правило, применяют элек¬троподогрев без научно обоснованных схем и режимов подогрева, что резко снижает его эффективность, поскольку часто необходимы существенные изме¬нения конструкции двигателя, а элек¬троэнергия используется нерациональ¬но.
Специалисты НПО Главмосавтотранса и НАМИ провели работу по созданию систем облегчения пуска двигателей грузовых автомобилей с помощью электрической энергии. При этом решались следующие задачи: вы¬явление оптимальных характеристик и разработка конструкции электроподо¬гревателя для двигателей грузовых автомобилей, разработка конструктив¬ных мероприятий по обеспечению без¬опасной эксплуатации стационарной установки электроподогрева, разра¬ботка проекта модульной системы электроподогрева.
В ходе исследований в низкотемпе¬ратурной камере на дизельном двига¬теле КамАЗ-740 рассматривались во¬семь схем системы охлаждения с раз¬личными комбинациями использова¬ния отверстий в блоке цилиндров для подвода охлаждающей жидкости и от¬вода ее от электроподогревателей. Оп¬тимальным оказалось использование одного отверстия в передней части ле¬вой стороны блока цилиндров для подвода охлаждающей жидкости к электроподогревателю и одного от¬верстия в задней части правой сторо¬ны блока цилиндров для отвода охлаждающей жидкости от электро¬подогревателя к двигателю (жидкость в двигателе при электроподогреве циркулирует по диагонали). Такая схема подсоединения подогревателя к двигателю наиболее технологична и обеспечивает равномерный прогрев цилиндров и головок блока.
Надежный пуск дизельных двигате¬лей и принятие ими нагрузки после пуска зависят от температуры голо¬вок цилиндров, подшипников коленча¬того вала и масла. Так, эксперименты с электроподогревателями мощностью
4,4 и 2 кВт свидетельствуют о том, что при незначительном различии температур коренных подшипников надежность пуска определяется луч¬шим прогревом головок цилиндров.
Температура подшипников и масла влияет на частоту провертывания ко¬ленчатого вала двигателя стартером при питании его от аккумуляторных батарей и на прокачиваемость масла через главную масляную магистраль. Частота провертывания коленчатого вала при температуре коренных под¬шипников выше -15°С обеспечивает¬ся практически во время попытки пус¬ка. Это дает возможность обойтись без подогрева моторного масла при температуре окружающего воздуха -15 °С.
Результаты исследования режимов прогрева двигателя КамАЗ-740 в за¬висимости от мощности электроподогревателей охлаждающей жидкости и масла при различных температурах окружающего воздуха приведены в таблице.
Концентрация антифриза в охлаж¬дающей жидкости (исследовались кон¬центрации в диапазоне 50...67 %) ока¬зывает существенное влияние на про¬грев двигателя лишь при температу¬рах окружающего воздуха ниже --40 °С. В ходе исследований исполь¬зовались подогреватели охлаждающей жидкости мощностью от 1,5 до 9,4 кВт и масла мощностью 0,22...0,45 кВт при температурах окружающего воздуха -18... -60 °С. При недостаточной концентрации ан¬тифриз остается неподвижным (не циркулирует) в течение длительного времени. Установлено также, что тем¬пература двигателя КамАЗ-740 прак¬тически не зависит от объема тепло¬обменника, формы электроподогрева¬теля и его положения (вертикального или горизонтального). Положение электроподогревателя оказывает вли-яние только при небольших его объ¬емах. При малой мощности электро¬подогревателя и низких температурах окружающего воздуха, когда готов¬ность к пуску определяется тепловым состоянием головок цилиндров, неце¬лесообразно применять принудитель¬ную циркуляцию охлаждающей жид¬кости. Эта мера дает положительный эффект только при большой мощности
Режимы предпускового электроподогрева двигателя КамАЗ-740
dhdhudhndhnydhdhndh64
Рис. 1. Схема опытного образца электро¬подогревателя НПО Главмосавтотранса для двигателя КамАЗ-740: 1 — ТЭН; 2 — теплообменник электроподо¬гревателя; 3 — электрический разъем с крышкой электроподогревателя и длине трубо¬проводов.
В соответствии с приведенными вы¬ше оптимальными техническими ха¬рактеристиками специалисты НПО Главмосавтотранса разработали опыт¬ный образец электроподогревателя для автомобиля КамАЗ. При этом бы¬ли учтены условия реальной эксплуа¬тации в Москве грузовых автомоби¬лей, которые ограничивают возмож¬ности реализации всех оптимальных технических характеристик в опытном образце электроподогревателя.
Ограничения связаны прежде всего со следующими требованиями к кон¬струкции электроподогревателя. Уста¬новка его на автомобиль должна ис¬ключать необходимость введения в двигатель конструктивных изменений (изготовление специальных масляных поддонов для установки электроподо¬гревателей масла, рассверливание бло¬ка, снятие термостатов и т. Д.). Мон¬таж электроподогревателей должен осуществляться без снятия двигателя с автомобиля. Желательно обеспечить минимально возможную мощность нагревательных элементов. Кроме того, допускается только непродолжитель¬ная работа электроподогревателя в режиме предпускового разогрева за 2_2,5 ч до выхода автомобилей на линию (в соответствии с требовани¬ями Мосэнергонадзора).
Схема опытного образца электропо¬догревателя приведена на рис. 1.
Испытания опытного образца элек¬троподогревателя в низкотемпературной камере показали его работоспособность при температуре до -30°С, что вполне приемлемо для условии эксплуатации автомобилей в Москве.
Полученные результаты использова¬ны при разработке унифицированной системы электроподогрева на 20 автомобиле мест для бензиновых и ди¬зельных автомобилей (типовые проек¬ты ПЭ6-86 и ПЭ-11- 87). В соответ¬ствии с проектами система электроподогрева (рис. 2) состоит из элемен¬тов, устанавливаемых стационарно (автоматический выключатель ввод¬ной, шкаф раздаточный на 2 автомобилеместа, кабели и провода) и на автомобиле (электроподогреватели для двигателей и соединительный ка¬бель) . Мощность электроподогрева¬телей для грузовых автомобилей Авиа — 1 кВт, ЗИЛ и ГАЗ — 2 кВт, КрАЗ, МАЗ, КамАЗ -3,2 кВт.
Электропитание от вводного авто¬матического выключателя распреде¬ляется по раздаточным электрошкафам. Такой электрошкаф выполнен на два автомобиле-места. Электроподогреватель подключается к нему гиб¬ким кабелем через штепсельные разъ¬емы. В раздаточном электрошкафу на¬пряжение подается на защитно-от¬ключающее устройство, которое сра¬батывает при токе утечки 0,01 А.
ТЭНы электроподогревателей под¬ключаются автематическими выключа¬телями. При работающих ТЭНах включены сигнальные лампы на двер¬це раздаточного электрошкафа. Для отключения электроподогревателя на¬жимают на кнопку «Стоп» защитно-отключающего устройства, всей линии электроподогрева — размыкают кон¬такты вводного автоматического вы¬ключателя.
Контроль работы и исправности за¬щитного устройства осуществляется нажатием на кнопку «Контроль». При этом должно отключиться питание ТЭНов. Если защитно-отключающее устройство не срабатывает, нажимают на кнопку «Стоп». Эксплуатация ли-нии электроподогрева при неисправ¬ном защитно-отключающем устройстве запрещена,
Описанная система электроподогре¬ва применяется на автотранспортных предприятиях Главмосавтотранса.
dhdhudhndhnydhdhndh65Рис. 2. Схема линии электроподо¬грева дизельных автомобилей: 1 — электрошкаф; 2 — кабель