Volkswagen Passat B3 B4 Система предпускового подогрева дизельных двигателей
Общие сведения
Для запуска холодного двигателя модели с дизельным двигателем оснащены системой предпускового подогрева, включающей в себя 4 свечи накаливания, блок управления свечами накаливания и контрольную лампу работы системы предпускового подогрева.
В каждой вихревой камере установлена свеча накаливания, представляющая собой выполненный в металлическом корпусе электрический нагревательный элемент с зондом на одном конце и электрическим соединением на другом. При работе свечи происходит нагревание подаваемого топлива до оптимальной температуры горения. Подача напряжения к свечам накаливания контролируется дизельным электронным блоком управления системы впрыска топлива (ECU). Продолжительность работы свечей накаливания (период подогрева) регулируется блоком управления (ECU), который контролирует температуру двигателя через датчик температуры охлаждающей жидкости и изменяет время подогрева для того, чтобы улучшить условия работы двигателя.
После пуска двигателя свечи накаливания продолжают работать еще некоторое время, что способствует улучшению сгорания топлива при прогреве двигателя и позволяет уменьшить выброс отработавших газов.
Система предпускового подогрева дизельного двигателя включается при повороте ключа зажигания в положение «II». Однако на автомобилях с двигателями AAZ система предпускового двигателя включается после открытия и последующего закрытия двери водителя.
Блок управления свечами накаливания
На двигателях 1Z, AHU и AFN предпусковый подогрев управляется ECU.
На ранних моделях блок управления предпускового подогрева дизельного двигателя расположен под панелью приборов над главным блоком реле.
|
Рис. 3.75. Расположение блока управления свечами накаливания дизельного двигателя на поздних моделях |
На поздних моделях блок управления свечами накаливания расположен в моторном отсеке рядом с бачком омывателя (рис. 3.75).
Снятие блока проводите в следующем порядке:
– отсоедините провода от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи;
– отсоедините колодку жгута проводов от блока управления;
–отверните крепежные винты и, приподняв, извлеките блок управления из кронштейна.
Установку блока управления проводите в последовательности, обратной снятию.
Технические данные и характеристики
Эксплуатация мобильных машин в зимних условиях
Библиографическое описание: Рылякин, Е.
Г. Эксплуатация мобильных машин в зимних условиях / Е. Г. Рылякин, А. И. Волошин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 1 (81). — С. 89-91. — URL: https://moluch.ru/archive/81/14783/ (дата обращения: 12.12.2022).
Одной из основных проблем при эксплуатации техники в зимних условиях является затрудненный пуск двигателей и других агрегатов машин при отрицательных температурах воздуха. Современные сельскохозяйственные тракторы не имеют эффективных средств поддержания температуры рабочих жидкостей в рациональных пределах, что сказывается в целом на работоспособности их агрегатов. Поэтому перспективным направлением исследований является разработка и применение предпусковых подогревателей — устройств, которые прогревают охлаждающую жидкость в автомобиле в то время, когда двигатель не работает. Предпусковой подогрев облегчает запуск двигателя, уменьшает его износ и экономит топливо [1–4].
Существуют различные способы предпускового подогрева двигателя.
Система автономного жидкостного подогрева [1,2] напоминает чем-то работу обыкновенного котла. В изготовленную из нержавеющей стали камеру подогревателя поступает топливо из бака и воздух. Эта смесь из топлива и воздуха поджигается. Она и нагревает антифриз в системе охлаждения через стенки теплообменника. Насос, который включён в эту систему, прокачивает антифриз, и он разогревает радиатор и двигатель. Происходит поэтапный прогрев всех элементов, включенных в систему.
С помощью, подключенной к системе электроники можно заблаговременно установить время, к которому должен быть совершен прогрев двигателя. В среднем на то, чтобы нагреть антифриз в системе охлаждения до восьмидесяти градусов, необходимо от получаса до часа времени. Это время напрямую зависит от температуры воздуха на улице. Подсчитав заранее время, когда надо выехать из дома, добавив время, которое необходимо для прогрева двигателя при определённом температурном показателе, можно с помощью автоматики установить такой режим подогрева двигателя, что проблем с его запуском не будет.
Расход топлива при использовании автономной жидкостной системы не более 1 литра топлива в течение часа — для самых мощных конструкций системы обогрева двигателя автомобилей.
Недостатком является то, что в случае использования в автомобиле автономного обогревателя нельзя оставлять машину в закрытом помещении. Угарные газы, возникающие во время сгорания топлива, могут вызвать отравление.
Неавтономные жидкостные подогреватели [1,3], электромагнитные элементы, работающие от сети 220В, могут быть вмонтированы в систему охлаждения или иметь свой корпус, и устанавливаться в разрез малого контура системы охлаждения. Дополнительно эти системы могут включать устройства для подзарядки аккумулятора и автоматическую систему включения.
Поскольку данный тип предпусковых подогревателей двигателя требует наличия электричества, то воспользоваться им могут только владельцы гаража. Для нагрева антифриза иногда необходимо 3 часа. Длительность подогрева обоснована тем, что в эту систему не включён насос, и циркуляция происходит за счёт термосифонного процесса.
Также может возникнуть закипание антифриза. Обладателям такой системы предпускового подогрева двигателя надо не забывать о пожарной безопасности, и находиться рядом с автомобилем.
Тепловые аккумуляторы [5,6,7]. У этого устройства существует специальный термос. Во время запуска двигателя, нагретый до необходимой температуры антифриз поступает в термос через систему клапанов. В тот момент, когда антифриз, находящийся в термосе, остывает до определённой температуры, он начинает поступать в рабочий контур. Вместо него поступает новый объём более горячего антифриза, заполняя термос. Далее автомобиль глушится, что приводит к закрытию системы клапанов, тем самым горячий антифриз остаётся в термосе до того момента, когда двигатель будет запущен. В момент запуска двигателя с помощью специального насоса, горячий антифриз поступает в малый контур системы охлаждения. Новая порция горячего антифриза обеспечивает предыдущий объём охлаждающей жидкости повышением температуры на 15…20о.
Недостатки этой системы: как все знают, жидкость в любом термосе остывает, что происходит и с антифризом. Автовладельцы, которые пользуются машиной каждый день, вполне могут установить подобную систему запуска двигателя. Однако тепла подогревателя не хватит на то, чтобы одновременно прогреть салон и двигатель.
К отдельной группе предпусковых подогревателей двигателей можно отнести те из них, что рассчитаны не на согревание антифриза, а на ускорение воспламенения смеси из воздуха и топлива [1,2]. Принцип их работы основан на автоматическом подогреве топливопровода во время запуска двигателя. Предпусковые подогреватели в виде бандажа закрепляются на фильтр тонкой очистки топлива. Тем самым для двигателей, использующих бензин, испаряемость топлива становится больше. А в случае использования дизтоплива достигается увеличение его прокачиваемости. Использование предпусковых подогревателей и в одном, и в другом случае способствует исчезновению инея, если в баке автомобиля находится недоброкачественное топливо с некоторым содержанием воды.
Для двигателей автомобилей, использующих дизельное топливо, зачастую в общую систему подогрева включены проточные подогреватели. Они выполняют функцию подогрева топливопровода тогда, когда автомобиль двигается. Во избежание возникновения парафиновых пробок, дизельное топливо проходит по подогретой спирали и нагревается на 15…20 градусов. Такая система, как правило, используется совместно с теми типами предпусковых подогревателей двигателя, которые были описаны выше.
Подогреватели топливной магистрали [1,3] бывают проточные или ленточные. Проточные подогреватели врезаются в топливную систему и подогревают топливо, которое проходит через рубашку подогревателя. Работают от генератора автомобиля. Ленточными подогревателями оборачивают проблемные участки топливной магистрали.
Обогреваемые топливозаборники [1,3] представляют собой цельносварную конструкцию из нержавеющей стали, которая устанавливается в топливный бак на место штатного топливозаборника или на любое другое место, где можно разместить фланец крепления.
Тосол подводится к топливозаборнику из радиатора отопителя кабины или непосредственно от двигателя. В нижней части топливозаборника расположен электроподогреватель мощностью 180…200 Вт, который работает в предпусковом режиме двигателя и отключается при нагреве тосола до рабочей температуры.
На дизелях устанавливают электрофакельные подогреватели воздуха [1,3,7] во впускном трубопроводе, что в сочетании с маловязким моторным маслом позволяет снизить минимальную температуру пуска холодного дизеля на 10…15°С. В электрофакельных подогревателях через электрическую спираль проходит ток небольшой силы, так как она служит только для подогрева, испарения и зажигания топлива. Воздух во впускном трубопроводе подогревается за счет теплоты сгорания топливовоздушной смеси.
Свечи накаливания являются частью предпускового устройства двигателя и нужны только для облегчения пуска дизеля после долгого простоя за счёт улучшения условий образования рабочей смеси, особенно если температура воздуха низка (ниже плюс 5°С).
Калильные свечи представляют собой обычный погружной электронагреватель со спиральным резистором. Стержень свечи накаливания выступает в камеру сгорания (или предкамеру) дизеля, так, что его кончик расположен на границе создаваемого форсункой завихрения рабочей смеси.
Обычно свечи накаливания подключаются автоматически после поворота ключа зажигания в положение, непосредственно предшествующее тому, в котором включается стартер. При этом на щитке приборов зажигается специальная лампа-индикатор, а свечи накаливания начинают нагреваться до высокой температуры, попутно прогревая камеры сгорания и поступающий в камеру сгорания воздух. Однако 2…5 секунд электронакала свечи с холодного состояния хватает только для её саморазогрева, нагреть воздух и холодный металл массивного блока цилиндров и его головки свеча не в состоянии, тем более что воздух при кручении стартером двигателя постоянно замещается извне на неподогретый. Таким образом, главная цель нагрева свечей — это подогрев впрыскиваемого топлива до температуры, при которой оно испарится, хорошо смешается с поступающим воздухом и легко воспламенится уже от компрессии.
Во время пуска двигателя, впрыскиваемое через форсунки топливо, сильно нагревается и испаряется, хорошо смешивается с воздухом. Далее, за счёт компрессии, топливовоздушная смесь самовоспламеняется. Если свечи неисправны или на них не поступает ток, то компрессии холодного дизельного двигателя оказывается недостаточно для уверенного воспламенения смеси — либо двигатель заведётся после продолжительного кручения стартера, либо не заведётся вовсе. Чем ниже окружающая температура, тем более затруднителен старт такого мотора. Исправный же дизель заводится при минусовых значениях воздуха так же быстро, как и при плюсовых, что обеспечивается свечами накала и компрессией в пределах допуска.
Таким образом, все из рассмотренных способов и технических средств имеют недостатки, однако, главным их достоинством является то, что они облегчают пуск двигателя в холодный период, что продлевает срок его службы.
Литература:
1. Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидросистемы трактора терморегулированием рабочей жидкости: автореф.
дис…. канд. техн. наук: 05.20.03 / Рылякин Евгений Геннадьевич. — Пенза: ПГСХА, 2007. — 17 с.
2. Захаров, Ю. А. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов, А. А. Орехов // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С.56–58.
3. Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидропривода транспортно-технологических машин в условиях низких температур [Текст] / Е. Г. Рылякин, Ю. А. Захаров // Мир транспорта и технологических машин. — № 1 (44). — Январь-Март 2014. — С. 69–72.
4. Власов, П. А. Теоретическое обоснование терморегулирования рабочей жидкости в гидросистеме [Текст] / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Нива Поволжья. — 2008. — № 1(6). — С.25–29.
5. Лахно, А. В. Восстановление деталей машин из полимерных материалов [Текст] / А. В. Лахно, Е. Г. Рылякин // Молодой ученый. — 2014. — № 8. — С.196–199
6. Рылякин, Е. Г. Подогрев масла в гидросистеме [Текст] / Е.
Г. Рылякин // Сельский механизатор. — 2014. — № 8. — С.38–40.
7. Власов, П. А. Терморегулирование жидкости гидросистемы [Текст] / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Сельский механизатор. — 2007. — № 6. — С.36.
Основные термины (генерируются автоматически): горячий антифриз, воздух, двигатель, камера сгорания, подогреватель, свеча накаливания, система, система охлаждения, впускной трубопровод, дизельное топливо.
Преимущества предварительного нагрева | FleetOwner
В то время как подогреватели охлаждающей жидкости традиционно использовались для предварительного прогрева двигателей при низких температурах в качестве средства снижения износа, сокращения времени простоя и повышения эффективности использования топлива, все большее число автопарков осознают, что они также могут улучшить работу дизельных сажевых фильтров (DPFs). ) в любом климате.
Втягивая холодную охлаждающую жидкость в теплообменник, где она нагревается примерно до 165 градусов, а затем возвращается в двигатель, нагреватели охлаждающей жидкости сокращают выбросы при запуске, уменьшая количество твердых частиц (PM), которые должен улавливать и сжигать DPF.
Нагреватели также сокращают время, необходимое выхлопным газам для достижения температуры регенерации.
«В ходе наших испытаний мы обнаружили, что путем предварительного прогрева двигателя вы снижаете количество твердых частиц, попадающих в систему доочистки, более чем на 60 % и снижаете выбросы NOx на 40 %, — сказал Дуэйн Братволд, менеджер по развитию бизнеса компании Webasto Thermo в западной части США. & Комфорт Северная Америка. «Сводя к минимуму выбросы влажной, густой сажи и твердых частиц, связанные с запуском холодного двигателя, предварительный подогрев снижает перегрузку фильтра и засорение поверхности, а также значительно увеличивает время между регенерацией и очисткой DPF. Это особенно важно на более коротких маршрутах, где транспортное средство не эксплуатируется достаточно долго, чтобы температура выхлопных газов достигла высокой температуры, необходимой для регенерации».
Наряду с сокращением времени простоя для обслуживания DPF и связанной с этим экономией расходов на техническое обслуживание, Братвольд отмечает, что окупаемость жидкостного нагревателя может быть получена за счет нескольких факторов.
«Экономия топлива достигается за счет сокращения времени работы на холостом ходу и меньшего износа двигателя без холодного пуска», — сказал Братвольд.
Он добавил, что за счет предварительного прогрева «двигателя масло теплее, уплотнения поршневых колец и уменьшения прорыва газов. Баки и форсунки DPF также защищены от замерзания, что повышает их общую эффективность и надежность. А поскольку двигатель и охлаждающая жидкость будут уже теплыми, вы сразу же получите тепло в кабине благодаря системе вентиляции и кондиционирования автомобиля».
Братвольд объяснил, что средняя стоимость правильной очистки DPF во время планового профилактического обслуживания может варьироваться от 350 до 500 долларов.
Однако «средняя стоимость замены сажевого фильтра составляет от 2500 до 5000 долларов плюс время простоя. Кроме того, жидкостные отопители требуют минимального обслуживания, только ежегодной замены топливного фильтра, если он установлен, и простой проверки электрических соединений, точек подключения топлива и охлаждающей жидкости», — сказал Братвольд.
Представленные на рынке отопители с охлаждающей жидкостью включают Thermo Top C компании Webasto, одобренную Агентством по охране окружающей среды и Калифорнийским советом по воздушным ресурсам. Термо Про 90 имеет регулировку высоты и режим Arctic Start для автомобилей, работающих в экстремально холодных условиях.
Компания также предлагает Webasto DBW 2010, который обеспечивает предварительный подогрев двигателя и обогрев салона в одном блоке и может использоваться с дополнительными аксессуарами для подогрева топлива и предотвращения его гелеобразования. Производитель также предлагает систему SmarTemp Control fx 2.0, которая позволяет программировать время работы и оснащена регулятором температуры в кабине, кнопочным управлением и светодиодным экраном с подсветкой.
В другом месте нагреватель охлаждающей жидкости Hydronic D5 системы климат-контроля Eberspaecher оснащен автоматическим регулированием температуры на нескольких уровнях и встроенной самодиагностикой.
Также доступны цифровые таймеры или элементы управления с брелоков. Кроме того, Arctic Fox предлагает стандартные и индивидуальные нагреватели охлаждающей жидкости в различных конфигурациях.
Экономия, которая может быть достигнута за счет использования нагревателей охлаждающей жидкости двигателя, в том числе снижение затрат на техническое обслуживание сажевого фильтра, увеличенные циклы регенерации, меньшая перегрузка фильтров, засорение поверхности и термическое растрескивание, экономия топлива и устранение холодного запуска — все это причины для использования их на грузовых автомобилях. как в теплом, так и в холодном климате.
Улучшение окружающей среды благодаря электрическому предварительному нагреву • DEFA
— Международные исследования показывают преимущества электрического предварительного нагрева для качества воздуха и окружающей среды.
Все больше международных исследований показывают, что холодный запуск является основной причиной вредных выбросов автомобилей.
Это верно даже для новейших автомобилей на рынке. Эти выбросы способствуют ухудшению качества воздуха в городах, что, в свою очередь, влияет на здоровье всех, кто там живет. Хорошей новостью является то, что те же исследования показывают, что электрический предварительный нагрев является полезным инструментом в борьбе с холодным запуском и его последствиями.
Недавно ученые из Беркли, Карнеги-Меллона, Калифорнийского университета и Массачусетского технологического института провели исследование влияния холодных пусков. Это исследование показало, что современные бензиновые автомобили выделяют такое же количество вредных выбросов в первые 30 секунд после холодного запуска, как и за 300 километров пробега на прогретом двигателе.
- См. отчет
Другое испытание, проведенное VTT — независимым государственным научно-исследовательским институтом Финляндии, показало, что предварительный электрический подогрев может снизить вредные выбросы на целых 71% в холодных условиях.
См. отчеты:
- Энергетический тест Defa D4
- Энергетический тест Defa D5
- Энергетический тест Defa F1
- Энергетический тест Defa F3
Кроме того, Шведский институт дорожных и транспортных исследований (VTI) пришел к выводу, что значительного сокращения выбросов можно добиться за счет более широкого использования электрического предварительного подогрева.
- См. отчет
Такой же консенсус наблюдается и в Норвегии, где и Институт экономики транспорта (tøi), и Норвежская автомобильная ассоциация (NAF) рекомендуют использовать электрический предварительный подогрев для снижения выбросов.
Что такое холодный пуск:
Запуск двигателя при температуре ниже +10 градусов без предварительного прогрева считается холодным пуском. В этих условиях выбросы всегда будут повышенными, но они будут постепенно увеличиваться по мере снижения температуры. Двигатель с холодным запуском излучает значительно больше при -10 градусах, чем при +10 градусах.
Как холодный пуск приводит к увеличению выбросов:
Чтобы понять, почему влияние холодного пуска настолько велико, необходимо сначала понять его последствия. Общее увеличение выбросов после холодного пуска является результатом нескольких факторов. Все эти факторы играют все возрастающую роль по мере снижения температуры.
- Холод делает масло слишком вязким. Отсутствие надлежащей смазки приводит к повышенному трению и снижению эффективности двигателя. Это, в свою очередь, приводит к повышенному расходу топлива и выбросам.
- Холодный двигатель рассчитан на подачу большего количества топлива. Повышенный расход сохраняется до тех пор, пока двигатель не достигнет оптимальной рабочей температуры.
- Катализатор должен быть теплым для нормальной работы. Катализатор удаляет вредные частицы и газы из выхлопных газов, но он работает только после того, как выхлоп нагрел его. Увеличенное вливание топлива в холодный двигатель отчасти предназначено для более быстрого нагрева катализатора.
- Аккумулятор разряжается на морозе и подзаряжается за счет дополнительного расхода топлива . Если вы не зарядите аккумулятор перед началом движения, генератор должен подзарядить его во время движения. Поскольку генератор работает за счет сжигания дополнительного топлива, это увеличивает выбросы. В холодную погоду, короткие поездки, частое использование функций обеспечения комфорта, таких как антиобледенители, обогреватели сидений и подогреватели топлива, аккумуляторы во многих автомобилях постоянно разряжаются и никогда полностью не заряжаются. Постоянно работающий генератор приводит к повышенным выбросам.
Как электрический предварительный подогрев снижает выбросы:
Электрическая система предварительного подогрева состоит из обогревателя двигателя, обогревателя салона, зарядного устройства и приложения управления, которые способствуют снижению выбросов.
Подогреватель двигателя нагревает двигатель и моторное масло, обеспечивая хорошую смазку двигателя, что приводит к уменьшению трения и оптимальной эффективности.
Отопитель салона поднимает температуру в салоне до комфортного уровня. Это растапливает лед и снег на окнах и снижает потребность в энергоемких функциях обеспечения комфорта, таких как антиобледенители, обогреватели сидений и подогреватели топлива.
Зарядное устройство заряжает аккумулятор перед началом движения. В сочетании с ограниченным использованием функций комфорта это означает, что во время вождения аккумулятору требуется меньше зарядки. Меньшее количество топлива, используемого для работы генератора, означает снижение выбросов.
Система управления приложением поможет вам убедиться, что для обогрева автомобиля не используется избыточная энергия. Пользователь может легко запрограммировать систему таким образом, чтобы она прогревала автомобиль в соответствии с обычным временем отправления. Система автоматически определяет, когда начинать отопление, исходя из температуры наружного воздуха.
Значительное снижение с электрическим предпусковым подогревом:
В ходе испытаний, проведенных VTT в Финляндии, обычные бензиновые автомобили стандарта Евро-5 и дизельные автомобили стандарта Евро-6 были протестированы на идентичных моделях, оснащенных электрической системой предварительного подогрева DEFA WarmUp.
Тестом считались первые 20 минут езды после холодного пуска в -20 градусов. Некоторые важные выводы представлены ниже:
| Бензин Евро 5 | Co2 (г/км) | PM (мг/км) | NOx (г/км) |
| Холодный запуск | 306 | 152 | 0,35 |
| Подогрев | 253 | 12 | 0,17 |
| Переходник | 17% | 92% | 52% |
| ДИЗЕЛЬ ЕВРО 6 | Co2 (г/км) | ТЧ (мг/км) | NOx (г/км) |
| Холодный запуск | 254 | <1 | 0,97 |
| Подогрев | 198 | <1 | 0,60 |
| Переходник | 22% | 0% | 38% |
Основные выводы:
- Электрический предварительный нагрев может снизить выбросы твердых частиц бензиновыми автомобилями на 92%. ТЧ очень вредны для здоровья и являются основной причиной плохого качества воздуха в городах.
- Электрический предварительный подогрев может снизить выбросы NOx бензиновыми автомобилями до 52% и дизельными автомобилями до 38%. Процентное снижение было наиболее существенным для бензиновых автомобилей, но эффект в г/км будет более существенным для дизельных автомобилей (-37 г/км против -18 г/км). Причина в том, что они выделяют больше NOx.
- Электрический предварительный подогрев может снизить выбросы CO2 бензиновыми автомобилями до 17% и дизельными автомобилями до 22%. Эффект будет несколько более значительным для дизельных автомобилей, хотя они выбрасывают меньше СО2 (-56 г/км для дизеля против -53 г/км для бензина).
- Кроме того, предварительный нагрев почти полностью исключает выбросы HC и CO.
ТЧ очень вредны для здоровья и являются основной причиной плохого качества воздуха в городах. В целом, тест показывает, что электрический предварительный подогрев может снизить общее количество вредных выбросов до 71% и расход топлива до 24% в испытанных условиях.
Возможно значительное сокращение выбросов:
По последним подсчетам, проведенным Статистическим управлением Норвегии (SSB), в Норвегии насчитывалось 2,6 миллиона частных автомобилей. 47,6% из них были дизельными автомобилями, 49,7% — бензиновыми автомобилями и только 2,7% — автомобилями с низким или нулевым уровнем выбросов. Кроме того, было 450 000 фургонов и небольших грузовиков, 92% из которых были дизельными. Средний возраст норвежских автомобилей составлял 10,5 лет, что выше, чем в среднем в таких странах, как Греция, Румыния и Венгрия. Целых 22% автомобилей были старше 15 лет. Старые автомобили в среднем выбрасывают больше, чем новые автомобили.
- Посмотреть статистику (норвежский)
Однако новые автомобили также выбрасывают больше, чем нам хотелось бы думать. В 2015 году Норвежский институт экономики транспорта опубликовал отчет под названием « Выбросы от новых транспортных средств — выполняют ли они то, что обещают?»
- См.
