Материал: 1892
а) |
б) |
Рис. 2.9. Схемы подключения подогревателей жидкостных к системе охлаждения V-образного восьмицилиндрового двигателя (V8): а) двигатель имеет специальный канал, соединяющий полости блоков цилиндров; б) двигатель не имеет специального канала, соединяющего полости блоков цилиндров
44
45
Рис. 2.10. Установка предпускового подогревателя на машине:
1 – электромагнитный клапан; 2 – котел подогревателя; 3 – воронка для заправки охлаждающей жидкости; 4 – двигатель машины; 5 – топливный бачок подогревателя; 6 – передняя часть рамы машины; 7 – насосный узел
подогревателя
В систему разогрева также включают радиатор отопителя кабины машины. На рис. 2.11 представлена схема подключения подогревателя к системе охлаждения V-образного восьмицилиндрового двигателя и отопления кабины машины.
|
|
|
Двигатель |
|
|
|
Подводящий |
Теплообменник |
|
||
|
патрубок |
||
системы смазки |
|
||
|
|
||
|
|
|
Радиатор системы |
|
|
|
охлаждения |
|
|
|
|
|
Заглушка |
Циркуляционный |
|
|
|
|
|
|
|
|
насос |
|
|
|
Подогреватель |
|
|
Радиатор отопителя |
|
|
Запорный кран |
||
|
|
|
кабины |
|
|
|
|
Рис. 2.11. Схема подключения подогревателя к системе охлаждения двигателя и отопления кабины
Сравнительные испытания подогревателей с тепловой производительностью 16,2 и 22 кВт серийного изготовления, установленные на двигателе Р6, показали их достаточно высокую эффективность [7].
Продолжительность разогрева силовой установки подогревателем до состояния готовности к пуску двигателя в зависимости от температуры наружного воздуха была следующей (рис. 2.12): при температуре до минус 10 °С – 10 мин, от минус 11 до минус 15 °С – 15 мин, от минус 16 до минус 35 °С – 20 мин, ниже минус 35 °С – 30 мин.
При этом пуск подогревателя с тепловой производительностью 16,2 кВт по времени составил (по результатам всех испытаний) до 15 с. Общее время подготовки к пуску составило 30 – 40 с. Подготовка подогревателя с тепловой производительностью 22 кВт к пуску составила
46
до 30 с, а общее время подготовки к пуску и непосредственно пуска подогревателя в большинстве случаев составляло от одной до 1,5 мин.
Во |
время |
испытаний |
в |
t, 0С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
работе |
подогревателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
наблюдались отказы, что -40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
свидетельствовало об их -35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
недостаточной |
надежности |
-30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
(подогреватели ПЖБ-22). |
|
-25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Для |
оценки |
теплового |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
-20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
состояния двигателя |
во |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
время |
его |
|
разогрева |
-15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
производились измерения: |
-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
– |
|
температуры |
-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ, мин |
|||
охлаждающей |
|
жидкости, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
|||||||||||||
поступающей |
в |
полости |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
охлаждения |
|
цилиндра |
|
|
Рис. 2.12. Зависимость продолжительности |
|||||||||||||||
пускового двигателя; |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
разогрева двигателя Р6 подогревателями |
||||||||||||||||
– |
|
температуры |
|
|
жидкостными (16,2-22кВт) от температуры |
|||||||||||||||
охлаждающей |
|
жидкости, |
|
|
|
|
|
окружающего воздуха |
|
|
|
|
||||||||
поступающей |
в |
полости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
головки блоков основного двигателя (вблизи первого цилиндра);
–температуры охлаждающей жидкости, при выходе из блока цилиндров;
–температуры моторного масла в поддоне картера (в месте размещения маслоприемника насоса) и в главной магистрали системы смазки (со стороны фильтров).
После обобщения результатов испытаний, в которых подогреватели с тепловой производительностью 16,2 и 22 кВт работали по 20 мин, были получены средние данные по результатам всех пусков, характеризующие динамику процесса разогрева двигателя при температуре окружающего воздуха в пределах от минус 16 до минус 30 °С (рис. 2.13, 2.14).
На 20-й минуте разогрева температура охлаждающей жидкости (М-40) на входе в полость охлаждения цилиндра пускового двигателя устанавливалась равной 104 – 106 °С, в полости головки блоков двигателя
–92-98°С, поступающей обратно в подогреватель – 22 – 23 °С, а температура моторного масла в картере повышалась только до 3 – 8 °С.
Такое тепловое состояние силовой установки обеспечивает надежный пуск как пускового, так и основного дизельного двигателя. При этом время пуска двигателей не зависит от температуры окружающего воздуха и составляет в среднем:
–пусковой двигатель – 1,5 – 2,0 с;
–дизельный двигатель – 3,5 – 4,0 с.
47
Рис. 2.13. Графики изменения температуры охлаждающей жидкости при разогреве ДВС подогревателем в интервале температур окружающего воздуха от минус 16 до минус 30 °С: 1 – температура охлаждающей жидкости на входе в полость охлаждения цилиндра пускового двигателя; 2 – температура охлаждающей жидкости на входе
в полость головки блока двигателя; 3 – температура охлаждающей жидкости, поступающей в подогреватель
Временем пуска двигателя считается продолжительность проворачивания коленчатого вала при включенной компрессии от начала подачи топлива до начала его устойчивой работы.
Измерение температуры охлаждающей жидкости через 2 мин после пуска двигателя в разных его зонах показали, что происходит ее выравнивание.
Средний расход топлива на разогрев двигателя для подогревателя с тепловой производительностью 16,2 кВт составил 2,18 кг (часовой расход), а для подогревателя с тепловой производительностью 22 кВт – 2,3 кг (часовой расход).
Облегчение пуска разогретого ДВС обеспечивается в результате уменьшения сопротивлений проворачиванию коленчатого вала, увеличения частоты вращения коленчатого вала при пуске двигателя и повышения температуры воздуха в камерах сгорания двигателя в конце тактов
сжатия.
В настоящее время в системы охлаждения силовых установок СДКМ устанавливают жидкостные подогреватели 15.8106-01, ПЖД-12Б, 14ТС-10,
ПЖД-30, ПЖД-600, ПГВ-800-1 и ПГВ-800-2, Тhermo, Нydronic 10, подогреватели фирмы Webasto [19, 20, 21, 22, 23].
Компания Webasto выпускает две серии отопителей, первую из которых составляют отопители Thermo Top, используемые для установки в легковые автомобили, а отопители второй серии предназначены для грузовых автомобилей и микроавтобусов (прил. 14) [22].
Серия отопителей для грузовых автомобилей характеризуется большей мощностью, а модели Thermo 90S имеют плавную регулировку ее величины. Теплообменник отопителя подключается к системе охлаждения, топливная система – к прямому или обратному топливопроводу либо баку автомобиля, а электрические компоненты – к бортовой сети.
48