Система предпускового подогрева дизеля
Дизельный двигатель. Система питания и управления. Фольксваген Пассат B4
Система предпускового подогрева двигателей (рис. 3-50) включает соединенные параллельно однополюсные пусковые свечи, на которые подается напряжение от аккумуляторной батареи через свечу зажигания. находящуюся в положении «предпускового подогрева».
Рис. 3-50. Электросхема системы предпускового подогрева двигателей «1Y», «RA», «SB», «AAZ»:
1 — аккумуляторная батарея;
2 — стартер;
3 — свеча зажигания;
4 — пусковая свеча;
5 — контрольная лампа предпускового подогрева;
6 — блок управления предпусковым подогревом;
7 — отсечной топливный клапан;
8 — реле включения пусковых свечей;
9 — датчик температуры охлаждающей жидкости;
10 — предохранитель № 15 топливного отсечного клапана (10 А);
11 — предохранитель № 15 (10 А) на панели приборов;
12 — предохранитель (15 А) пусковых свечей.
Обозначение цвета проводов:
Б — белый;
Г — голубой;
Ж — желтый;
3 — зеленый;
К — красный;
Кч — коричневый;
Ч — черный.
буква обозначает цвет самого провода, вторая — цвет полоски на проводе
Напряжение на пусковые свечи подается тогда, когда ключ выключателя приборов и стартера установлен в положение «Предпусковой подогрев» или «Стартер», и отключается, когда ключ находится в рабочем положении. Водитель устанавливает ключ в положение «Стартер» только после того, как истекло время предпускового подогрева, в противном случае двигатель может не запуститься.
Как работает система предпускового подогрева дизеля
Из-за особенностей сгорания дизельного топлива при холодном запуске двигателя к состоянию ЦПГ, стартеру и АКБ выдвигаются высокие требования. Система предпускового подогрева призвана компенсировать теплообмен сжимаемого воздуха с холодными стенками цилиндров и камерой сгорания, облегчив тем самым пуск мотора в мороз. Давайте рассмотрим устройство свечей накаливаний и общий принцип работы системы.
Предназначение
Дизельное топливо самовоспламеняется при температуре около 300°С. Чтобы достичь таких значений в камере сгорания, необходимо с достаточно силой сжать поступивший в цилиндры воздух,. Когда двигатель холодный, на такте сжатия часть тепла расходуется на нагрев стенок камеры сгорания, цилиндров и поршней. Запуск в таких условиях будет очень трудным, а в большие морозы и вовсе невозможным. Свеча накаливая, раскаляясь докрасна, компенсирует термические потери и облегчает запуск в условиях низких температур.
Первоначальная функция получила свое развитие в режиме послепускового подогрева. После запуска свечи накаливания продолжают еще некоторое время работать, уменьшая вредные выбросы в атмосферу, снижая шумность и вибрации при работе холодного двигателя, а также ускоряя его прогрев.
Виды свечей накаливания
- Металлические свечи штифтового типа. От оболочки из стойкого сплава железа нагревательную спираль отделяет теплопроводный порошок.
- Керамические свечи накаливания. Свое название нагреватель получили из-за оболочки и нагревательного штифта из керамического материала. Нагреватель керамической свечи раскаляется до 1350° С, а оболочка имеет отличную теплопроводность. Благодаря этому с момента включения свечи до ее нагрева проходит всего 2 с.
Виды металлических свечей по типу нагревательного элемента:
- моноспиральные. В качестве нагревательного элемента использована одна спираль, которая совмещает функции накаливания и саморегулирования для препятствования перегреву и перегоранию;
- двухспиральные. Две нити подключены последовательно. Одна из низ служит для быстрого разогрева кончика жала свечи, а вторая при нагреве изменяет свое сопротивление, не давая первой нити перегрееться свыше 1000° С.
По типу подключения свечи могут быть однополюсные или двухполюсные. В первом варианте один из выводов нагревательного элемента подключен на массу через корпус самой свечи. Второй тип предполагает наличие в фишке как плюсового, так и минусового вывода.
Еще одно немаловажное разделение – по степени быстродействия. Старым штифтовым свечам для достижения максимальной температуры требовалось от 10-30 сек. Современным быстродействующим свечам накала для этого нужно до 10 сек, а новейшие саморегулирующиеся модели выходят на пиковую температуру за 2-5 с.
Свеча с дифференциальным датчиком давления
Некоторые модели дизельных двигателей начали оснащаться нагревателями с пьезорезистивным датчиком давления. Чувствительный элемент датчика связан с подвижным штоком нагревательного элемента. На тактах сжатия и рабочего хода давление цилиндра воздействует на шток, заставляя его деформировать мембрану измерительного элемента. Степень деформации мембраны преобразовывается в электрический сигнал. Полученные значения интерпретируются в ЭБУ двигателя для коррекции момента и времени продолжительности впрыска, работы дроссельной заслонки, системы EGR.
Как вы уже могли догадаться, все эти ухищрения по контролю за происходящими в цилиндре процессами необходимы для снижения выбросов вредных веществ, а уже потом лишь для уменьшения шумности, расхода и повышения мощности. И польза от обратной связи действительно есть, но одобрит ли ее владелец авто, узнав, что стоимость такой свечи накала в 10 раз превышает цену обычной (порядка 100-150 $). К тому же, добавление в конструкцию подвижных элементов, датчика и процессорной части заметно снизит ресурс нагревателя.
Системы управления
Подробно о способах подключениях и управлении свечами накаливания мы рассказывали в статье «Как проверить свечи накала», поэтому ограничимся лишь кратким перечислением типов систем и их отличительных особенностей.
- Ручное включение свечей накала с помощью кнопки в салоне. Ток коммутируется через силовое реле.
- Автоматическое включение свечей при помощи реле с небольшой электронной схемой.
- Автоматическое включение свечей ЭБУ двигателя через силовое реле или отдельный блок управления свечами накала.
Регулирование степени накала
На современных системах, пока температура ОЖ не превысит заложенные конструкторами значения (обычно около + 35°С) свечи накаливания включаются каждый раз после запуска двигателя. На автомобилях Skoda, VW, Audi, Seat период дополнительного накала длится не более 3 минут и автоматически отключается при оборотах двигателя свыше 2500 или 4000 (зависит от типа системы), а также при падении напряжения в бортовой сети.
Управление питанием осуществляется от блока управления свечами накаливания с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией. Благодаря ШИМ-сигналу напряжения на саморегулирующихся и керамических свечах может изменятся от 11,5 В до 4,5 В. Максимальное напряжение подается в момент предпускового подогрева, но не более чем на 2 с, иначе нагреватель оплавится. В режимах послепускового подогрева максимальная температура накала больше не нужна, поэтому блок управления регулирует напряжение на свечах накаливания в соответствии с температурой ОЖ и режимом работы двигателя.
На автомобилях VAG-группы в режиме послепускового подогрева для разгрузки генератора используется сдвинутый по фазе сигнал. Задний фронт сигнала для одной из свечей запускает импульс для нагрева следующей свечи.
Система предпускового подогрева двигателя
На различные виды легковых автомобилей, тяжелые грузовики, специальные машины устанавливается предпусковой подогреватель двигателя. Оснащение этим устройством, облегчает запуск двигателя внутреннего сгорания, увеличивает ресурс работоспособности силового агрегата, а также повышает комфорт при использовании машины зимой.
На модели авто, которые не оснащены штатной системой подогрева двигателя, есть возможность установки этого устройства. Однако при монтаже нужно правильно подобрать подходящий подогреватель для мотора, и верно произвести установку.
Зачем нужен предпусковой подогреватель?
Холодный запуск силового агрегата сокращает его ресурс на 400–500 километров. Кроме того, не каждая попытка завести авто зимой, заканчивается успешно. Наиболее трудно запустить двигатель в северных широтах России, там, водители большегрузных машин, не глушат мотор на ночь, тем самым не дают ему остыть. Это сказывается на расходе топлива, и ресурсе силового агрегата.
Раньше, для прогрева мотора использовали паяльные лампы. Недостаток такого метода заключался в том, что пламя могло повредить автомобиль, кроме того, для работы с этим прибором нужны были определенные знания и навыки.
Для решения проблем зимнего запуска движка, нужно приобрести предпусковой подогреватель – устройство, которое греет мотор и салон перед запуском автомобиля. Оно существенно увеличивает срок службы силового агрегата, повышает комфорт путешествия в прогретом салоне и уменьшает расход топлива.
Виды автомобильных предпусковых подогревателей
Предпусковые автомобильные подогреватели в зависимости от типа своего питания, и области применения, подразделяются на:
В свою очередь, автономные подогреватели делятся на:
Системы предпускового подогрева двигателя, делятся и по типу используемого автомобилем топлива. Для бензиновых и дизельных моторов используют разные типы подогревателей.
При установке учитывают вид транспортного средства, и тип подогревателя. Если устройство будет подобрано неверно, подогрев мотора перед запуском, будет неэффективным или приведет к закипанию тормозной жидкости.
Электрические предпусковые подогреватели на 220 Вольт
Электрический подогреватель имеет простое устройство. Нагреву подвергается охлаждающая жидкость – впоследствии она, перетекая по трубкам системы охлаждения, прогревает мотор машины. Чаще всего электрический подогреватель имеет шнур, подключаемый к розетке 220 вольт и нагревательный элемент.
Устройство, в зависимости от комплектации, оснащается приспособлением, для подзарядки аккумуляторной батареи машины, таймером с терморегулятором, вентилятором, пультом ДУ.
Установка такого приспособления достаточно проста, и не требует посещения специализированного сервисного центра. Чтобы ее выполнить, потребуется осуществить следующий порядок действий:
- Слить не менее 2 литров антифриза.
- Отключить патрубок от печки.
- Вмонтировать подогреватель. Для этого используют комплектный кронштейн подогревателя.
- Подключить автомобильный подогреватель к печке, используя шланги.
- Присоединить патрубки к печке, выполнить сборку всей системы.
- Залить тосол либо антифриз.
Что касается нюансов использования, то, в большинстве случаев, для полного разогрева мотора, нужно не более 30 минут. Однако при чрезмерно низких температурах, время увеличится до 1–2 часов. Устройство разогрева, которое подсоединено к автомобильной печке, прогревает мотор, подключенные к нему системы, и салон транспортного средства. Подогреватель необходимо использовать только в том случае, если температура воздуха не превышает -5 градусов. В остальных случаях, использовать систему подогрева транспортного средства нет нужды.
Нельзя превышать время подогрева мотора, это может привести к закипанию охлаждающей жидкости. Кроме того, из-за перегрева может возникнуть возгорание.
Средняя стоимость электрического подогревателя, варьируется в диапазоне от 1000–5000 рублей, в зависимости от бренда, страны-производителя и функционала.
В скандинавских странах, на парковках установлены столбики, оснащенные 220В розетками, что позволяет в любой момент поставить машину на прогрев.
Автономная система предпускового подогрева двигателя
Автономные подогреватели гораздо удобнее электрических, так как могут функционировать без подключения к сети 220 вольт. Однако такие устройства более дороги, и сложны в установке. Устройство представляет собой небольшую камеру, внутри которой помещается капильный штырь, и топливовоздушная смесь. Камерные стенки имеют постоянно циркулирующую охлаждающую жидкость, которая прогревшись, отогревает мотор, салон и способствует оттаиванию стекол.
Подогреватель автономного типа монтируется или в охлаждающей системе автомобиля, или в системе электрического питания. Одинаково применим как на бензиновых, так и дизельных двигателях.
Автономные подогреватели делятся на:
Жидкостные автономные отопительные устройства, предназначаются для внедорожников, минивэнов и компактных автомобилей. Устройство предпускового подогрева, предназначенное для небольших автомобилей, устанавливается на машины, чей объем двигателя, не превышает 2.0 литра. Отличается высокой экономностью. Подогреватели, которые предназначается использовать на внедорожниках и минивэнах, обладают большим размером и эффективностью. Однако они потребляют гораздо большее количество топлива. Также в продаже можно отыскать универсальные системы подогрева, их с одинаковым успехом можно использовать как на крупных авто, так и небольших машинах.
Воздушные имеют гораздо большие габариты, по сравнению с жидкостными, но и выделяют больше тепла. Их используют на судах, самолетах, специальной технике и больших грузовиках.
Тепловые аккумуляторы
Тепловые аккумуляторы относят к жидкостному типу автомобильного подогревателя. Суть работы заключается в том, через такой аккумулятор проходят трубки системы охлаждения автомобиля. Во время работы двигателя лишнее тепло накапливается в аккумуляторе и сохраняется там до 48 часов. При запуске остывшего двигателя включается помпа и при прокачке антифриза или тосола тепло передается в систему охлаждения.
Основным преимуществом такого устройства является высокая эффективность нагрева, и долгое сохранение тепла. К недостаткам можно отнести сложность установки, и необходимость замены комплектующих аппарата. Со временем, изнашиваются клапаны, трубки и рычажки управления. Также минусом эксплуатации является его стоимость. В среднем, автолюбителю тепловой аккумулятор обойдется в 7–8 тысяч рублей.
При покупке теплового аккумулятора, не следует приобретать модели, произведенные в Китае или России. Лучше всего обратить внимание на устройства, созданные в скандинавских странах. Такие подогреватели могут похвастать высоким качеством, хорошим сохранением тепла и эффективностью работы.
Подогреватели дизельного топлива
Под воздействием низких температур, дизельное топливо теряет свою текучесть. Солярка становится мутной, кристаллизируется и происходит парафинизация. В результате чего, топливо становится густым, что затрудняет его прокачку через фильтры, либо полностью делает ее невозможной.
Одним из устройств, которое позволяет обезопасить дизельное топливо от замерзания, является предпусковой подогреватель. Благодаря его использованию, отогревается топливо, находящееся в баке, и фильтре-сепараторе. Для этих целей используются подогреватели следующих типов:
- Топливозаборники с подогревом, и подогреватели в бак.
Один из наиболее распространенных вариантов. После завершения прогрева, солярка попадает в топливную магистраль. Тепло сохраняется благодаря поступлению прогретого дизельного топлива из «обратки».
- Бандажные подогреватели (имеют форму гибкой ленты).
Прогревают фильтр тонкой очистки, кнопка управления устройством выведена в салон автомобиля. После достижения рабочей температуры, подогреватель отключается автоматически.
Популярные модели предпусковых подогревателей
Среди моделей предпусковых подогревателей, особой популярностью пользуются следующие устройства:
Устройство, произведенное в Германии. Относится к компактным подогревателям, экономично в потреблении электроэнергии. Работает от автомобильного аккумулятора. В холодное время года быстро и эффективно прогревает мотор. Летом, может проветривать салон транспортного средства.
Отечественный подогреватель, произведенный в Самаре. Работает от розетки 220В, прост и эффективен в эксплуатации и обслуживании. Многих автомобилистов порадует относительно невысокая стоимость этого приспособления. Особой фишкой можно назвать пульт дистанционного управления устройством. Также, в случае возникновения сбоя, функционирование предпускового подогревателя прекращается.
Норвежский подогреватель неавтономного типа. Помимо основной функции – прогрева мотора, может подзаряжать аккумулятор (эта опция полезна, так как на морозе батарея существенно теряет свою мощность). У покупателя есть возможность приобрести базовый и расширенный комплекты, и объединить их по собственному усмотрению.
При покупке предпускового подогревателя, не следует экономить. Дизельные подогреватели или же тепловые аккумуляторы, при некачественной сборке, могут быстро выйти из строя, а технические жидкости попасть в подкапотное пространство автомобиля. Это приведет к задымлению или возгоранию.
В подведении итогов, стоит сказать, что использование же подогревателя существенно ускоряет процесс запуска автомобиля, позволяет сэкономить топливо, а также делает путешествие в машине более комфортным, за счет прогрева воздуха в салоне транспортного средства.
Ниже представлен ролик об автомобильных предпусковых подогревателях