Розігрів та підігрів двигуна електричною енергією, Розігрів двигуна
При використанні електричної енергії в нагрівальних елементах застосовують: провідники першого роду - у вигляді дроту з чистого металу або сплаву і провідники другого роду рідини (охолоджувальна рідина - вода або антифриз).
Як провідника першого роду використовують хромонікелевий сплав - ніхром, що витримує високу температуру нагріву (до 1150 ° С) і майже не збільшує свій електричний опір, а також залізо-хромонікелеві сплави (кантал, фехраль і хромаль).
Електронагрівальні прилади з провідниками першого роду по конструкції поділяються на прилади з відкритим нагрівальним елементом, що занурюється безпосередньо в рідину, і із закритим нагрівальним елементом, ізольованим від рідини.
Електронагрівальний прилад з відкритим елементом, розрахований на напругу 65, складається з відкритої спіралі з ніхромового дроту діаметром 2 і довжиною 2000 мм, поміщеної на хрестовину з шиферу. Електронагрівальний елемент монтують у нижній трубі системи охолодження двигуна ЯАЗ-204.
Відкритий елемент незручний в експлуатації, так як покривається накипом і забруднюється маслянистими опадами, що проникають в охолоджувальну рідину, в результаті чого замикає спіраль на масу.
Прилад із закритим нагрівальним елементом зі спіраллю із фехралевого дроту показаний на малюнку. Дротова спіраль діаметром 1,2 мм і довжиною 19 м вміщена всередині металевої трубки, заповненої ізолюючим складом порошком окису магнію. Нагрівальний елемент встановлюють замість горизонтального патрубка радіатора і укладають його в кожух листового заліза, ізольований зовні азбестом. Потужність підігрівача 3 кВт. Підігрівач підтримуєтемпературу у системі охолодження (двигуна ЯАЗ-204) лише на рівні 60—70°З при температурі довкілля 25°С. За досвідченими даними термін служби приладу 3 - 4 зимові сезони.
Мал. Електронагрівальний прилад із закритим елементом: а - електронагрівальний прилад; б - схема установки приладу на двигуні ЯМЗ
Для провідників другого роду використовується вода або антифриз у системі охолодження двигуна. Так як електропровідність рідини значно змінюється в залежності від її температури та вмісту домішок газу, солей і т. д. (зі зміною температури від 5 до 90 ° С питомий опір води зменшується в 3,5 - 4 рази), то відповідно буде змінюватися потужність електронагрівача. Тому даний тип електронагрівача доцільно використовувати при підігріві двигунів, коли температура охолоджуючої рідини постійна або змінюється в невеликих межах (50 - 70 ° С), що обумовлює і незначну зміну витрати електроенергії.
Мал. Електронагрівач охолоджуючої рідини: а - схема включення; б - електронагрівач; 1 - труба діаметром 1/2 "; 2 - труба діаметром 1 1/2 "; 3 - гумові шланги; 4 — дроти, що підводять струм
Електродний циліндричний електронагрівник, що застосовується при цьому способі нагріву, складається з двох труб діаметром 1/2" та 1 1/2". вставлених одна в одну та ізольованих гумовими втулками. Прилад включають нижню частину сорочки охолодження двигуна. Охолоджуюча рідина, що надходить у внутрішню трубку, проходить через прорізи, що є в ній, в простір між трубками, нагрівається там і виходить через інший кінець внутрішньої трубки. Потужність приладу для двигунів типу ЗІЛ-164 - 3 квт та ГАЗ-51-2 квт.
В електронагрівальних приладах велике значення має витратаелектроенергії. Застосування електронагрівачів малої потужності (до 1 - 2 кит) значно збільшує час розігріву двигуна до пускової температури порівняно з потужнішими приладами. З іншого боку, застосування потужніших приладів при тривалому підігріві призводить до значної витрати електроенергії. Тому електронагрівальні прилади малої потужності доцільно застосовувати для тривалого підігріву, а електронагрівачі великої потужності (3 кВт і більше) - для розігріву двигуна перед пуском.
Мал. Схема групового підведення електроенергії до підігрівачів автомобільних двигунів: 1 - дроти: 2 - запобіжник; 3 - розетка для включення; 4 - заземлення; 5 - електронагрівальний прилад; 6 - понижувальний трансформатор; 7 - контакти реле; 8 - червона сигнальна лампа; 9 - реле
Враховуючи велику витрату електроенергії в умовах тривалого підігріву, доцільно встановлювати в системі охолодження термореле, що вимикає електронагрівач при досягненні температури охолоджувальної рідини 40 - 50°С.
Схема групового підведення електроенергії до підігрівачів двигунів показано малюнку. При включенні за допомогою триполюсної вилки електронагрівальний прилад двома вивідними затискачами з'єднується з токонесучими проводами мережі напругою 220 ст. Одночасно третім дротом вилки рама автомобіля з'єднується з дротом, приєднаним до землі, що забезпечує заземлення автомобіля під час стоянки.
В електричній схемі передбачено сигналізацію, що дозволяє стежити за роботою нагрівальних приладів. Система сигналізації складається з червоної сигнальної лампи, включеної в мережу напругою 12, і контактного реле. При включенні електронагрівального приладу контакти реле замикаються та автоматично включають сигнальнулампи.
При відключенні приладу від мережі або його пошкодження контакти реле розмикаються і лампа гасне. Розігрів олії в картері двигуна застосовують лише у поєднанні з розігрівом двигуна заливкою системи охолодження гарячою водою.
Мал. Монтажна схема встановлення трубчастого нагрівального елемента в картері двигуна ГАЗ-51: 1 - трубка; 2 - спіраль; 3 - штуцер; 4 - ізоляційна втулка; 5 - шпилька; 6 - нагрівальний елемент
Існують різні конструкції електронагрівачів олії в картері двигуна. На малюнку показано монтажну схему електронагрівального елемента для розігріву масла в картері двигуна ГАЗ-51. Елемент виконаний із сталевої трубки, всередині якої вміщена спіраль із ніхромового дроту. Електрична потужність нагрівача в залежності від ємності масляного картера та тривалості прогріву при цій температурі навколишнього повітря становить від 0,35 до 0,9 вт.
При тривалому підігріві двигуна розігрів олії в картері не потрібний. Хоча при цьому способі і спостерігається зниження температури масла в картері, але відбувається воно досить повільно і після 7 - 8 год підігріву при температурі повітря -20 ° С температура масла утримується в межах 0 ° С, тобто масло ще зберігає в'язкість, що задовольняє умов пуску двигуна.
Згідно з діючими нормами з техніки безпеки напруга електричного струму при електропідігріві не повинна перевищувати 36 ст. Враховуючи, що зниження напруги призводить до зростання сили струму, внаслідок чого електричні пристрої виходять громіздкими, на практиці використовують напругу 65, 120 і 220 з обов'язковим захисним заземленням.