Рис. 3.4. Подогреватели компании DEFA (фото изготовителя).

Познакомимся с особенностями применения подогревателей разных серий. Номера серий образуются из младших цифр номера подогревателя. Так, например, подогреватель с фабричным номером 411219 относится к 200-й серии, а подогреватель 411315 – к 300-й серии. Все подогреватели можно разделить на пять следующих групп. Наиболее многочисленной является группа подогревателей, устанавливаемая в технологические отверстия системы охлаждения, расположенные в блоке цилиндров. Технологические отверстия первоначально закрыты заглушкой, вместо которой и устанавливается подогреватель. В эту первую группу входят подогреватели серии 000, 100, 200 и 300. Подогреватели 000 и 100-й серии запрессовываются в технологические отверстия, для чего они выполнены слегка коническими. Подогреватели 200-й серии имеют резьбу и ввинчиваются в резьбовое отверстие заглушки. Подогреватели 300-й серии снабжены креплениями в виде раздвижной скобки или Т-образного захвата, которые фиксируют их положение в заглушке. В цилиндрической проточке торца подогревателя расположено уплотнительное резиновое кольцо, обеспечивающее герметизацию подогревателя в заглушке.

Вторая группа подогревателей (шланговых), состоящая из 400-й и 700-й серий, оснащена патрубками, на которые надеваются шланги, подключаемые к системе охлаждения автомобиля. Подогреватели 700-й серии мощностью 700-2000 Вт оборудованы термостатом с температурой 80, 60 или 40 °C.

В третью группу входят подогреватели 500-й и 600-й серии, закрепляемые штатными деталями автомобиля (крышками или фланцами) или специальными установочными кронштейнами.

К четвертой группе относятся подогреватели 600-й серии, предназначенные для подогрева масла и устанавливаемые непосредственно внутрь масляного картера в специальные отверстия. Масляные подогреватели имеют меньшую мощность подогрева (250 Вт) для сохранения присадок масла. Масляные подогреватели предназначены прежде всего для прогрева масла в картере, и поэтому прогрев всего двигателя с помощью подогрева масла может казаться менее эффективным, чем другие виды подогрева. Однако у подогрева масла имеется одно положительное свойство: при прокрутке стартера подогретое масло быстро и легко доходит до трущихся поверхностей, что способствует сохранению ресурса двигателя.

К последней группе подогревателей мы отнесли контактные подогреватели 800-й серии, которые можно разделить на две подгруппы: одни устанавливаются непосредственно на оребренную рубашку двигателя, другие – с наружной стороны масляного картера, и, по существу, являются подогревателями масла. Для получения наилучшего теплового контакта используется специальная теплопроводящая паста, наносимая на контактную поверхность подогревателя.

Большинство подогревателей устанавливаются так, чтобы нагревательный элемент подогревателя находился непосредственно в рубашке охлаждения и обеспечивал нагрев всей охлаждающей жидкости в результате теплообмена и термосифонной циркуляции в системе охлаждения. Наиболее эффективным типом подогревателя, как по степени нагрева, так и по простоте монтажа, являются подогреватели, устанавливаемые вместо технологической заглушки. Простота установки, расположение элемента в глубине рубашки обеспечивают высокую надежность при эксплуатации. Подключение подогревателя с помощью шлангов более трудоемко и часто требует специальных переходников для подключения к системе охлаждения.

При установке шланговых подогревателей необходимо выполнять ряд правил, указанных ниже. Контактные подогреватели (на блок или картер) являются очень распространенными на последних моделях автомобилей и используются на всех моторах, на которых отсутствуют заглушки или шланги для подключения. Для многих автомобилей контактные подогреватели разработаны при непосредственном участии автомобильных заводов и, по их заключению, являются достаточно эффективном средством для обеспечения легкого пуска зимой, при отсутствии возможности установки других подогревателей.

Оптимальное время подогрева зависит от наружной температуры и, конечно, мощности подогревателя. Примерно после 3 часов работы подогревателя при наружной температуре -15-20 °C достигается тепловое равновесие. После чего температура двигателя больше не повышается, а удерживается на достигнутом уровне. Часть тепловой энергии, выделяемой в процессе работы подогревателя, расходуется на поддержание установившейся температуры. Другая ее часть рассеивается в окружающее пространство. В результате подогреватель двигателя может находиться в подключенном состоянии в течение длительного времени без какой-либо угрозы перегрева.

Из испытаний двигателя автомобиля Peugeot 2D 307 с подогревателем DEFA 579 (рис. 3.5), проведенных компанией DEFA в центре Test Centre Tiilila Oy (Финляндия), видно, что температура головки блока двигателя повысилась до 27 °C. А сам блок цилиндров прогрелся почти до 15 °C. Этого вполне достаточно для легкого старта. Также несколько повысилась и температура масла, которая на конце масляного щупа составила -10 °C. Эффективность подогрева двигателя можно характеризовать превышением температуры нагретого двигателя над температурой окружающей среды. Эта величина в данном испытании составила 47 °C.

Рис. 3.5. График нагрева двигателя автомобиля Peugeot 2D 307, подогреватель DEFA 579, температура воздуха -20 °C, ? – головка блока; ? – левая сторона; ? – правая сторона блока цилиндров (от компании DEFA).

В испытаниях измерялось и потребление топлива. Сравнивалось потребление для двигателя с подогревом и без. Отличие в расходе топлива проявляется, пока двигатель полностью не будет прогрет, что эквивалентно пробегу в 1–2 км. У двигателя с предпусковым подогревом экономия в расходе топлива на данном участке пути достигала 36 %. Интересно отметить и сокращение времени прогрева двигателя в 60 % для достижения им температуры 40 °C. На прогрев двигателя без подогревателя потребовалось 500 секунд, а с подогревателем – 300. Уменьшение вредных выбросов и степени износа двигателя при подогреве рассмотрено в главе 1.

При эксплуатации надо иметь в виду, что спираль накаливания может перегореть по следующим причинам:

• недостаточное количество охлаждающей жидкости в системе охлаждения;

• нагревательный элемент частично расположен в воздухе (воздушном кармане);

• недостаточная прокачка системы охлаждения, которая привела к образованию воздушных пробок;

• загрязненная охлаждающая жидкость. На активной части нагревательного элемента образуется накипь, нарушающая нормальный теплообмен подогревателя с охлаждающей жидкостью.

Блок управления (таймер) обеспечивает подачу напряжения сети на подогреватель в запрограммированное время (по заданной программе), после чего и начинается процесс подогрева. Дополнительно таймер показывает текущее время, температуру окружающей среды и напряжение аккумулятора. При малой освещенности можно включить подсветку экрана блока и его кнопок. Управление блоком производится четырьмя кнопками передней панели. В блоке управления предусмотрены автоматический и четыре ручных режима работы.

Пользователю системы будет, несомненно, интересен автоматический режим управления, в котором водитель устанавливает лишь время выезда, а продолжительность подогрева двигателя блок определяет сам. Под временем выезда понимается установленный водителем момент времени, когда он собирается выезжать на автомобиле и желает, чтобы двигатель был полностью прогрет. Естественно, что двигатель может быть запущен как раньше, так и позже установленного расчетного момента времени. По умолчанию в блоке предусмотрено два значения времени выезда 08:00 и 16:00, которые при необходимости легко изменяются. Можно спросить, а как блок управления определяет нужную продолжительность подогрева двигателя? Для этого он использует значение температуры окружающей среды, измеряемое датчиком температуры. Поясним примером используемый алгоритм. Допустим, что водитель установил время пуска двигателя в 08:00 при наружной температуре -15 °C. Тогда блок рассчитает необходимое время подогрева в 2 ч 15 мин. Чтобы двигатель был прогрет к установленному времени пуска 08:00, блок подаст напряжение на подогреватель в 05:45, что и определит указанную длительность подогрева. При наружной температуре 0 °C время подогрева составит 1 ч 15 мин (75 мин), а подогреватель будет подключен к сети в 06:45. При температуре, равной или ниже -15 °C, длительность подогрева будет постоянна и равна уже 3 часам. Такой сложный, но изящный алгоритм позволяет пользователю всегда иметь прогретый двигатель и салон (при условии установки обогревателя салона) к назначенному времени поездки при минимальных затратах электроэнергии. Впрочем, надо отметить, что нужное реальное время подогрева может отличаться от расчетного. Если условия подогрева в автоматическом режиме не устраивают пользователя, то он может использовать ручные режимы.