Рис. 2.7 Предпусковой подогреватель ПЖД-32

1- топливный насос; 2- электродвигатель; 3- нагнетатель воздуха; 4- водяной насос; 5- всасывающий патрубок; 6- выхлопной патрубок; 7- дренажная трубка; 8- свеча; 9- топливная трубка; 10- электромагнитный клапан; 11- нагнетающий топливопровод; 12- форсунка; 13- завихритель; 14-внутренний цилиндр горелки; 15- наружный цилиндр горелки; 16- патрубок выхода горячей жидкости; 17- камера сгорания; 18- наружная водяная рубашка; 19- внутренняя водяная рубашка; 20- газоход; 21- патрубок подвода воды в котел
I- подвод жидкости; II- нагнетание жидкости в котел; III- выхлопные газы; IV- подвод жидкости от насосного агрегата: V- нагнетание воздуха в котел

Работа предпускового подогревателя

Охлаждающая жидкость из нижнего коллек­тора радиатора водяным насосом насосного агрегата подается через патрубок I (рис.2.7) в патрубок II и поступает в котел через патрубок IV.
В котле жидкость, попадая через наружную рубашку во внутреннюю, образует два потока, которые омывают камеру сгорания и обратный газоход.
Подача воздуха в горелку осуществляется воздушным нагнетателем через патрубок V.
Топливным насосом насосного агрегата топливо из бака подается к электромагнитному клапану. При закрытом клапане перед пуском подогревателя порция топлива нагревается электронагревателем. При открытом клапане топливо через форсунку под давлением поступает в горелку, где смешивается с нагнетаемым воздухом.
Система электроискрового розжига обеспечивает воспламенение смеси топлива с воздухом в период пуска. Затем свеча отключается и горение поддерживается автоматически. Теплом, получаемым от сгорания топлива, нагревается проходящая двумя потоками через котел охлаждающая жидкость. Через патрубок 16 котла горячая жидкость поступает в рубашку блока цилиндров двигателя. Выхлопные газы отводятся из котла через патрубок III.

Порядок пуска и отключения подогревателя

Для пуска подогревателя необходимо:

1. проверить наличие низкозамерзающей жидкости в системе путем кратковременного открытия сливных краников системы охлаждения;
2. проверить наличие топлива в баке, открыть кран подачи топлива к подогревателю и прокачать топливную систему ручным топливоподкачивающим насосом;
3. включить выключатель "массы";
4. на щитке управления подогревателем (рис.2.10) включить электродвигатель насосного агрегата, для чего перевести переключатель 1 в верхнее положение на 10-15 секунд, затем выключить. Переключатель 2 электромагнитного клапана при этом должен быть все время в нижнем положении, т.е. выключен;
5. нажать кнопку 3 нагревателя топлива и удерживать ее следующее время в зависимости от температуры окружающего воздуха:
20 секунд..........до минус 20°С
30 секунд..........до минус 30°С
60 секунд..........до минус 40°С
90 секунд..........до минус 50 °С

6. по истечении вышеуказанного времени перевести переключатели 2 и 1 электромагнитного клапана и насосного агрегата из нижнего положения в верхнее, т.е. включить;
7. включить свечу зажигания поворотом ручки выключателя 4 влево в подпружиненное положение и удерживать ее в этом положении до появления характерного гула, указывающего на то, что топливо в горелке воспламенилось;
8. отпустить ручку выключателя свечи, ручка автоматически возвратится в исходное положение, свеча зажигания выключается. Продолжающийся ровный гул в котле указывает на устойчивую работу подогревателя.

Если после включения свечи зажигания подогреватель не начал работать в течение 20-30 с, то необходимо:

• отпустить ручку выключателя свечи;
• отключить подогреватель (см. ниже);
• через 1 мин повторить пуск по п. 4 - п.8

Если после двух попыток подогреватель пустить не удается, то необходимо найти и устранить неисправность.
Продолжительность работы подогревателя, необходимая для разогрева двигателя, зависит от температуры окружающего воздуха.

Для отключения подогревателя необходимо:

• перевести переключатель 2 электромагнит­ного клапана в нижнее положение. Происходит продувка камеры сгорания и газохода. Это де­лается для удаления остатков продуктов сгорания и исключения возможного хлопка газов при сле­дующем пуске;
• через 15-20 с после вышеуказанного выключить электродвигатель насосного агрегата, переведя переключатель 1 в нижнее положение;
• закрыть кран подачи топлива к подогревателю.

Предпусковые подогреватели автомобильных двигателей, работающие на дизельном топливе, имеют по сравнению с бензиновыми подогревателями ряд конструктивных особенностей. Эти особенности в первую очередь связаны с различиями физических свойств дизельного топлива и бензина.

Дизельное топливо в отличие от бензина менее летуче и более вязко. Его вязкость значительно возрастает при отрицательных температурах и к тому же возможно выпадение из него парафинов. В силу этих свойств преодолеть силы поверхностного натяжения, распылить и обеспечить получение однородной смеси дизельного топлива с воздухом во всем объеме горелки при подаче по аналогии с бензиновыми подогревателями, т. е. самотеком, практически невозможно.

Создание же неоднородной смеси в горелке подогревателя приводит к недожогу топлива, вызывающему образование в отработавших газах подогревателя продуктов неполного сгорания, вследствие чего топливо догорает на выходе из подогревателя. Это вызывает уменьшение теплопроизводительности и КПД подогревателя. Продукты неполного сгорания топлива в виде нагара, имеющего низкий коэффициент теплопроводности, интенсивно скапливаясь на внутренних поверхностях горелки и стенках теплообменника, нарушают нормальное протекание процесса горения и ухудшают теплообмен между горячими газами и теплоносителем. В результате резко снижается срок службы подогревателя или требуется периодическое техническое обслуживание его с целью очистки внутренних поверхностей от нагара. В противном случае эффективность подогревателя значительно снижается. Догорание частиц топлива и его паров на выходе из подогревателя при использовании отработавших газов подогревателя для обогрева масла в двигателе автомобиля повышает пожарную опасность и может вызвать локальный перегрев масла в картере двигателя.

Таким образом, предпусковые подогреватели, работающие на дизельном топливе, должны иметь конструктивные элементы, обеспечивающие качественное его распыливание.

К особенностям современных дизельных подогревателей следует отнести применение на них в подавляющем большинстве принудительного способа циркуляции теплоносителя в период предпускового прогрева двигателя. Это объясняется тем, что дизельные автомобильные двигатели имеют большую металлоемкость по сравнению с карбюраторными двигателями.

Исследования ряда двигателей показали, что для обеспечения равномерного предпускового разогрева их в относительно короткое время, отводимое на подготовку двигателя к принятию нагрузки, термосифонная циркуляция недостаточна, а потому целесообразно применять принудительную циркуляцию теплоносителя, обеспечивающую лучший разогрев подшипников коленчатого вала и необходимое снижение момента сопротивления вращению его в период пуска.

Имеется еще ряд конструктивных особенностей, отличающих дизельные подогреватели от бензиновых. В целом же они близки по конструкции и могут быть унифицированы по основному узлу - теплообменнику.

Устройство отечественных дизельных подогревателей . В настоящее время выпускается ряд дизельных подогревателей типа ПЖД (подогреватель жидкости, дизельный), устанавливаемых на автомобили МАЗ, КрАЗ, МоАЗ, БелАЗ.

Для автомобилей МАЗ, КрАЗ, МоАЗ применяется подогреватель ПЖД-44, для БелАЗ - ПЖД-70, для КамАЗ - ПЖД-30.

Подогреватели ПЖД-44 и ПЖД-70 различаются в основном по теплопроизводительности, близки по конструкции и унифицированы по основным узлам.

Предпусковой подогреватель ПЖД-30 двигателей автомобилей КамАЗ аналогичен по конструкции двум первым, но имеет ряд более совершенных узлов, в значительной мере устраняющих недостатки, присущие им.

Все дизельные подогреватели, выпускаемые у нас в настоящее время, имеют жидкостные теплообменники. Дизельные воздушные подогреватели для автомобилей отечественной промышленностью не выпускаются.

Современные серийно выпускаемые дизельные подогреватели состоят из следующих основных узлов: котла подогревателя, насосного агрегата, электромагнитного топливного клапана, пульта управления. Подогреватели типа ПЖД-30, кроме вышеназванных узлов, имеют в конструкции дополнительно: источник высокого напряжения, электронагреватели топлива. В конструкции и компоновке общих для дизельных подогревателей узлов также имеется ряд различий.

Котел подогревателя состоит из теплообменника и горелки. В отличие от бензиновых подогревателей горелки дизельных подогревателей только съемные. Это дает возможность периодически или по мере необходимости очищать внутренние поверхности горелки и газохода теплообменника подогревателя от нагара, а также более четко контролировать в производстве качество горелки, являющейся основной частью дизельного подогревателя.

Теплообменник дизельного подогревателя конструктивно практически не отличается от теплообменника бензинового подогревателя, т. е. имеет две соединенные между собой цилиндрические рубашки и газоход с поворотом на 180°.

Горелка дизельного подогревателя в силу ряда особенностей, рассмотренных ранее, отличается по принципу протекания процессов смесеобразования и сгорания топлива и соответственно по конструкции от горелки бензинового подогревателя и приближается по конструкции и принципу действия, скорее, к камерам сгорания газотурбинных двигателей.

Для обеспечения достаточно полного сгорания дизельного топлива, определяющего в конечном итоге эффективность и долговечность подогревателя, для обеспечения надежности приведения в условиях отрицательных температур необходимо, чтобы выполнялись:

определенное количественное соотношение подаваемого на сгорание топлива и воздуха;

образование однородной смеси по всему объему горелки;

устойчивое воспламенение смеси.

Количество подаваемого на сгорание топлива для обеспечения требуемой теплопроизводительности устанавливается на основе приближенного расчета и уточняется экспериментальной проверкой.

На основе опыта исследований подогревателей типа ПЖД установлено, что средняя величина коэффициента избытка воздуха, при которой обеспечиваются оптимальные условия работы подогревателя, лежит в пределах 1,2-1,5.

С уменьшением значения коэффициента избытка воздуха длина факела в котле подогревателя возрастает и догорание топлива происходит по всей длине газохода подогревателя и даже за его пределами. При этом, хотя температура в зоне горения несколько возрастает, теплопроизводительность подогревателя снижается, так как не обеспечивается полное сгорание всего подаваемого топлива в зоне теплообменника. Увеличение коэффициента избытка воздуха снижает температуру сгорания, что также снижает теплопроизводительность подогревателя.

Существенное значение на протекание процесса сгорания топлива оказывает распределение воздуха по объему горелки и соответственно значение коэффициента избытка воздуха в различных поясах горелки. Последнее обстоятельство определяется конструкцией горелки подогревателя.

Для примера рассмотрим устройство дизельного подогревателя ПЖД-44 (рис. 8). В передней части котла подогревателя с помощью фланца и болтов устанавливается горелка, представляющая собой два цилиндра, установленные один в другой. Внутренний цилиндр 12 имеет отверстия, наружный цилиндр 13 отверстий не имеет. В передней части горелки между наружным и внутренним донышками цилиндров устанавливается неподвижный многолопаточный центростремительный завихритель 11. В выходной части горелки имеется сужение в виде сопла.

Воздух от вентилятора 3 подогревателя подводится к горелке тангенциально. Вследствие такого подвода он получает закрутку и далее разбивается на два потока: первичный и вторичный. Первичный поток подается в зону сгорания через завихритель 11, вторичный проходит в кольцевую полость, образуемую внутренним и наружным цилиндрами, и через отверстия во внутреннем цилиндре попадает в зону сгорания.

Неподвижный завихритель дополнительно турбулизует первичный поток воздуха, получившего предварительную закрутку в результате тангенциального подвода к горелке. Распыленное форсункой топливо подается в поток интенсивно движущегося воздуха и смешивается с ним, образуя по всему объему горелки относительно однородную смесь, которая в период приведения подогревателя в действие (розжиг) воспламеняется от свечи накаливания. Но так как для воспламенения дизельного топлива при отрицательных температурах требуется большое количество тепла, то поверхность нагрева свечи накаливания дизельного подогревателя и ток, потребляемый свечой, соответственно больше, чем у бензиновых подогревателей. После приведения подогревателя в действие свечу отключают. Дальнейшее воспламенение осуществляется за счет нагрева внутренних поверхностей горелки и непрерывности потока пламени. Кроме того, надежность воспламенения смеси в горелках дизельных подогревателей повышается вследствие наличия такой структуры газового потока в горелке, при которой имеет место область пониженного давления вдоль оси горелки по направлению к форсунке. В результате часть газового потока с высокой температурой возвращается к форсунке, что способствует воспламенению новых порций смеси.

Вторичный поток воздуха, проходя через отверстия во внутреннем цилиндре, проникает в поток горящих газов, смешивается с ними и частицами не полностью сгоревшего топлива и способствует полному догоранию топлива. Обдув внутреннего цилиндра холодным воздухом позволяет снизить его температуру и предотвратить преждевременное прогорание в результате перегрева.

Котел предпускового подогревателя ПЖД-30 (рис. 9) несколько отличается от котлов других дизельных подогревателей конструкцией горелки. К основным конструктивным особенностям, отличающим горелку этого подогревателя от других серийных дизельных подогревателей, следует отнести следующее:

подвод воздуха от вентилятора осуществляется в направлении, перпендикулярном к продольной оси горелки, вместо тангенциального подвода;

центростремительный завихритель заменен на осевой с профилированными винтовыми лопатками;

изменено количество, размер и расположение отверстий во внутреннем цилиндре;

применен электроискровой розжиг вместо розжига свечой накаливания.

Отказ от традиционного для горелок дизельных подогревателей тангенционального подвода воздуха позволяет снизить величину аэродинамического сопротивления воздуха на входе в горелку и соответственно потери расхода воздуха.

Замена центростремительного завихрителя на осевой позволяет создать более оптимальную структуру потока воздуха в горелке, обеспечить обдув торца форсунки и внутренней поверхности свечи для уменьшения нагарообразования на ее поверхности. Применение искрового розжига вместо розжига с использованием свечи накаливания позволяет получить ряд преимуществ в конструкции подогревателя: снизить величину потребляемого тока на пуск подогревателя, сократить время на пуск, повысить надежность воспламенения топлива и долговечность запального устройства топлива.

Ток, потребляемый свечой накаливания выпускаемых дизельных подогревателей, равен 42-45 А. Ток, потребляемый электроискровой свечой, совместно с высоковольтным источником составляет не более 5 А. Время на приведение в действие дизельного подогревателя свечой накаливания при отрицательных температурах составляет от 60 до 120 с. Время пуска подогревателя электроискровой свечой практически мгновенное. Максимально это время не превышает 15 с, в противном случае имеет место нарушение в работе какой-нибудь из систем подогревателя.

При этом следует отметить, что общее время на приведение подогревателя в действие с помощью электроискровой свечи и ток, потребляемый на розжиг при температурах ниже 30°С, несколько увеличиваются за счет использования в сочетании с электроискровым розжигом электронагревателя топлива. Ток, потребляемый электронагревателем топлива, составляет порядка 12 А, а время включения его не превышает 60 с. Эти величины значительно меньше, чем при розжиге со свечой накаливания. К тому же электронагреватель, кроме подогрева топлива, обеспечивает подогрев корпуса электромагнитного топливного клапана и фильтров тонкой очистки, предотвращая возможное перекрытие проходных сечений топлива парафином или льдом. При температуре выше -30°С возможен пуск подогревателя без использования электронагревателя топлива и соответственно резкое снижение потребления электроэнергии аккумуляторных батарей. Свеча накаливания, обладая достаточной надежностью в отношении розжига подогревателя, имеет недостаточную долговечность из-за наличия открытой спирали, длительно работающей в зоне с высокой температурой. В результате нередки случаи перегорания спирали свечи, что вынуждает в комплект запасных частей включать запасную свечу. Искровая свеча менее подвержена действию высокой температуры, но она более чувствительна к нагарообразованию на поверхности. Если периодически очищать ее от нагара, то одной свечи достаточно на весь срок службы подогревателя.

Искровая свеча подогревателя ПЖД-30 (рис. 10) отличается от обычной автомобильной свечи зажигания боковым электродом, роль которого выполняет наружный экран с фасонными двухъярусными отверстиями и увеличенной общей длиной.

Применение свечи с постоянным местом искрового разряда (между центральными и боковыми электродами) на горелках предпусковых подогревателей себя не оправдало из-за быстрого перекрытия нагаром искрового промежутка, приводящего к отсутствию искрообразования или разряду по внешнему контуру свечи.

Наличие экрана вокруг центрального электрода дает возможность получать искровой разряд в любой части окружности экрана, повышая этим надежность свечи в условиях работы в зоне повышенного нагарообразования.

Увеличение общей длины свечи подогревателя диктуется необходимостью обеспечения установки свечи на горелке таким образом, чтобы зона искрового разряда находилась обязательно в зоне распыла топлива форсункой. В противном случае розжиг подогревателя будет затруднен или невозможен.

Искровая свеча подогревателя работает в сочетании с источником высокого напряжения постоянного тока ТК-107, представляющего собой индукционную катушку с транзисторным коммутатором, которые обеспечивают создание высокого напряжения (18 кВ) и частоту следования импульсов высокого напряжения 250 Гц.

Форсунка. Существенное влияние на процессы смесеобразования, воспламенения и сгорания дизельного топлива в горелке подогревателя оказывает качество распыла топлива форсункой, которое характеризуется углом распыла, равномерностью распределения частиц топлива по объему конуса распыливаемого топлива, величиной частиц топлива и их дальнобойностью.

Исследованиями установлено, что в горелках предпусковых подогревателей целесообразно получать короткий факел пламени, чтобы основная масса распыленного топлива сгорала в зоне горелки или в непосредственной близости от нее. Получение короткого факела пламени достигается, помимо выполнения соответствующей конструкции горелки подогревателя, созданием определенных условий распыла топлива.

Для создания благоприятных условий смесеобразования необходимо, чтобы поверхность соприкосновения топлива с воздухом была наибольшей, а это получается при достаточно большом (не менее 60°) угле распыла топлива. Угол распыла топлива в значительной мере определяет и надежность розжига подогревателя (особенно при наличии искровой свечи). При уменьшении угла распыла возможно несовпадание конуса распыливаемого топлива с зоной искрового разряда запального устройства и отказы в розжиге подогревателя.

На работоспособность и долговечность горелки подогревателя оказывает влияние также равномерность распределения топлива по конусу распыла. При равномерном распыливании обеспечиваются условия для создания однородной смеси во всем объеме горелки, соответственно быстрое сгорание смеси без образования локальных зон повышенного нагарообразования или зон повышенной температуры. Известно, что скорость сгорания капли топлива зависит от скорости ее испарения, поэтому необходимо, чтобы отношение поверхности капли распыленного топлива к ее объему (шло по возможности большим. Поскольку это отношение обратно пропорционально радиусу капли топлива, необходимо добиваться максимально возможного количественного дробления всего подаваемого на сгорание топлива с наименьшей величиной капель.

Дальнобойность струй топлива увеличивает длину факела и, способствует неоднородности смеси по объему горелки, поэтому дальнобойность струй в форсунках предпусковых подогревателей относительно небольшая.

Для выполнения всех перечисленных требований в предпусковых дизельных подогревателях отечественной конструкции используется метод подачи топлива в горелку под давлением и распыл его с помощью форсунки центробежного типа. Давление топлива создается специальным насосом подогревателя. На современных предпусковых дизельных подогревателях получили распространение шестеренчатые насосы, обеспечивающие непрерывную подачу топлива к форсунке. Иногда в предпусковых подогревателях используются плунжерные насосы, но они требуют устройств, устраняющих пульсацию топлива, и имеют более сложную конструкцию, что и ограничивает область их применения.

Распыл топлива форсункой центробежного типа основан на сообщении топливу перед соплом тангенциального направления движения, что достигается применением в форсунке вихревой камеры. Топливо под давлением с высокой скоростью по касательной входит в цилиндрическую полость вихревой камеры. Вследствие наличия тангенциональной составляющей скорости топливо из сопла форсунки вытекает в виде туманообразного конуба.

Форсунка серийных дизельных подогревателей ПЖД-44 показана на рис. 11. Конструкция форсунки подогревателя ПЖД-70 аналогична конструкции форсунки подогревателя ПЖД-44, за исключением некоторых конструктивных отличий. Ее корпус ввертывается в корпус электромагнитного клапана подогревателя, а корпус форсунки подогревателя ПЖД-44 - в специальный штуцер, который, в свою очередь, устанавливается на резьбе в донышке горелки подогревателя. В обоих корпусах предусмотрено сопло сечением 0,4-0,5 мм. Наличие отверстия малого Диаметра в корпусной детали, а также необходимость обеспечения его строгой соосности делают конструкцию нетехнологичной. На последних образцах подогревателей типа ПЖД-44 введена дополнительная пластинка с отверстием, выполняющим роль сопла, что позволяет несколько снизить требования на изготовление корпуса. Для предотвращения подтекания топлива из сопла форсунки внутренний торец корпуса и торец вихревой камеры должны плотно прилегать друг к другу, что достигается соответствующей обработкой этих деталей и затяжкой прижимного винта при сборке форсунки. В процессе эксплуатации камера пригорает к корпусу форсунки, что создает определенные трудности при разборке форсунки для промывки и является недостатком конструкции форсунок такого типа.

Фильтр тонкой очистки топлива используется от насоса-форсунки дизельных двигателей ЯМЗ-206. На форсунке подогревателя ПЖД-70 фильтр крепится специальным винтом, а на форсунке подогревателя ПЖД-44 устанавливается в специальном корпусе и прижимается пружиной.

Форсунка подогревателя ПЖД-30 (рис. 12) отличается по конструкции от форсунок других серийных подогревателей.

У этой форсунки улучшенное качество распыла топлива, снижена зависимость качества распыла от вязкости топлива, повышена технологичность ее изготовления. Достигается это введением специальной конструкции вихревой камеры-распылителя 3 в виде пластинки с тангенциальными каналами. Камера через проставку 4 прижимается винтом 5 к корпусу 1 форсунки. Уплотнение между форсункой и вихревой камерой обеспечивается прокладкой 2. Такая конструкция форсунки более удобна в эксплуатации, так как дает возможность обеспечивать ее легкую разборку и сборку. Ввертывается форсунка по аналогии с форсункой подогревателя ПЖД-70 в корпус электромагнитного клапана подогревателя.

Стендовые и эксплуатационные испытания показали, что форсунка подогревателя ПЖД-30 обеспечивает более качественный распыл, менее склонна к засорениям и закоксованиям.

Подогрев топлива. Опыт эксплуатации предпусковых подогревателей, работающих на дизельном топливе, показал, что при низких отрицательных температурах из-за повышения вязкости дизельного топлива невозможно обеспечить требуемое качество его распыла. В результате снижается надежность пуска подогревателя, так как из-за уменьшения угла распыла топлива запальное устройство может оказаться вне зоны его распыла. Величина частиц распыленного холодного топлива увеличивается. Это, в свою очередь, затрудняет розжиг подогревателя, а при его работе в результате некачественного смесеобразования и соответственно неполного сгорания интенсивно образуется нагар.

С целью устранения отрицательного влияния повышенной вязкости топлива на работоспособность и надежность подогревателя в конструкции последних и перспективных подогревателей предусматриваются нагреватели топлива (пусковой электронагреватель, трубчатый нагреватель).

Пусковой электронагреватель обеспечивает подогрев небольшой порции топлива перед пуском подогревателя. Подогретое топливо дает возможность обеспечить качественный распыл его форсункой в период пуска подогревателя, предовращая отказы в розжиге из-за значительного повышения вязкости топлива при отрицательных температурах. Конструкция пускового электронагревателя топлива будет рассмотрена далее.

Трубчатый нагреватель топлива обеспечивает подогрев топлива в период работы подогревателя и устанавливается в обратный газоход теплообменника подогревателя (см. рис. 9). Подогрев топлива, подаваемого на сгорание в горелку, осуществляется за счет использования тепла отработавших газов подогревателя. Топливо к нагревателю подводится от насоса подогревателя и отводится к электромагнитному клапану. Вследствие наличия высокой температуры отработавших газов подогревателя топливо, выходящее из нагревателя, имеет всегда положительную температуру. Это дает возможность обеспечивать высокую полноту сгорания не только за счет улучшения качества распыла нагретого топлива форсункой, но и за счет увеличения скорости его сгорания.

Насосный агрегат (рис. 13) представляет собой устройство, состоящее из вентилятора (нагнетателя), топливного и жидкостного насосов, приводимых от одного электродвигателя. Жидкостный насос и вентилятор, выполняемые в литом алюминиевом корпусе, устанавливаются с одной стороны приводного электродвигателя, топливный насос, имеющий автономный корпус, крепится с противоположной стороны. Такая конструкция насосного агрегата достаточно компактна, не вызывает трудностей при установке подогревателя на автомобиле и удобна в обслуживании. Применение единого двигателя на привод всех устройств снижает производственные затраты.

Жидкостный насос центробежного типа предназначен для обеспечения циркуляции теплоносителя между предпусковым подогревателем и системой охлаждения двигателя в период его предпускового прогрева. Рабочее колесо 3 насоса устанавливается непосредственно на вал электродвигателя 7 с помощью сегментной шпонки и крепится гайкой. Уплотнение рабочей полости насоса со стороны вентилятора обеспечивается по валу резиновой манжетой 4. Жидкость к насосу подводится через патрубок на крышке насоса, а отводится через патрубок на корпусе насоса. Сливают жидкость из полости насоса через краник 1.

Вентилятор центробежного типа обеспечивает подачу воздуха в горелку подогревателя. Крыльчатка 5 вентилятора устанавливается на вал электродвигателя на шпонке и крепится гайкой. Необходимый зазор между крыльчаткой и корпусом вентилятора обеспечивается распорной втулкой, устанавливаемой между подшипником электродвигателя и ступицей крыльчатки. Такая конструкция крепления крыльчатки принята на насосных агрегатах подогревателей ПЖД-70 и ПЖД-30, На подогревателях типа ПЖД-44 крыльчатка устанавливается на вал через ступицу. Ступица стопорится на валу винтом, а крыльчатка крепится к ступице.

Крыльчатка вентилятора изготовляется из алюминиевого сплава и балансируется.

Топливный насос шестеренчатого типа обеспечивает подачу топлива под давлением к форсунке подогревателя. Насос выполнен в чугунном литом корпусе. Шестерни 9 и 10 стальные. Вал насоса со стороны приводного электродвигателя уплотняется резиновой манжетой 11. Манжета разгружена путем сверления, соединяющего ее с всасывающей полостью насоса. Просочившееся топливо отводится через дренажное отверстие.

Вал ведущей шестерни соединяется с валом приводного электродвигателя посредством муфты 8. Муфта может быть стальная - жесткая (подогреватели ПЖД-44) или резинометаллическая - эластичная (подогреватели ПЖД-30 и ПЖД-70). Последняя имеет большую долговечность.

Корпус насоса к корпусу электродвигателя крепится посредством переходника. Переходник может соединяться с крышкой электродвигателя при помощи резьбы (подогреватель ПЖД-44) или при помощи фланца (подогреватель ПЖД-30).

Производительность топливного насоса регулируют редукционным клапаном 12, обеспечивающим перепуск топлива из нагнетательной полости во всасывающую. Производительность насоса составляет до 20 кг/ч, максимальное давление 20 кгс/см 2 .

Электромагнитный топливный клапан дизельных подогревателей по принципу действия не отличается от электромагнитного клапана бензиновых подогревателей и выполняет те же функции, т. е. обеспечивает дистанционное отключение или включение топлива, подаваемого на сгорание в подогреватель.

Конструктивное отличие клапанов от клапанов бензиновых подогревателей заключается в следующем:

отсутствует устройство регулирования расхода топлива, так как оно предусмотрено в конструкции шестеренчатого топливного насоса (редукционный клапан);

запорное устройство выполняется в виде стального шарика (подогреватель ПЖД-44) или твердосплавной полусферы (подогреватель ПЖД-70 и ПЖД-30), обеспечивающих более надежное отключение топлива и менее склонные к примерзанию к седлу.

В корпус электромагнитного клапана предпускового подогревателя ПЖД-30 (рис. 14) устанавливаются форсунка и электронагреватель топлива. Такая компоновка трех элементов конструкции подогревателя в одном узле компактна и удобна в обслуживании. Установка электронагревателя топлива непосредственно в корпус клапана обеспечивает также прогрев корпуса, что устраняет возможность примерзания запорного устройства при наличии конденсата, а также снижает сопротивление топливных фильтров в случае выпадения под влиянием отрицательной температуры парафинов из топлива.

Электронагреватель топлива представляет собой штифтовую свечу, т. е. спираль, закрытую кожухом. Он устанавливается на резьбе в технологическую втулку 10, которая, в свою очередь ввертывается в корпус электромагнитного клапана и уплотняется с ним прокладкой 11. Электромагнитный клапан описанной конструкции устанавливается на корпусе горелки подогревателя. При выполнении электромагнитного клапана в отдельном корпусе он может быть отнесен от горелки подогревателя. На входе в клапан и перед форсункой установлены фильтры тонкой очистки топлива.

Пульт управления дизельного подогревателя обеспечивает ручное дистанционное управление работой подогревателя.

В пультах управления подогревателей ПЖД-44 и ПЖД-70 управление каждым потребителем осуществляется от отдельного тумблера. Электродвигатель насосного агрегата имеет два включенных положения: "пуск" и "работа". В положении "пуск" в цепь электродвигателя последовательно включается дополнительное сопротивление, обеспечивающее снижение частоты вращения вала электродвигателя. При уменьшении частоты вращения приводного электродвигателя снижается производительность вентилятора подогревателя, в результате чего уменьшается интенсивность обдува воздухом свечи накаливания и повышается надежность розжига подогревателя.

В положении "работа" на электродвигатель подается полное напряжение аккумуляторных батарей и обеспечивается работа подогревателя в номинальном режиме. В цепи электродвигателя и электромагнитного клапана предусмотрены предохранители. Электромагнитный клапан и свеча накаливания включаются отдельными тумблерами.

В отличие от описанного пульта управления работой подогревателя для подогревателя ПЖД-30 применяется управление с помощью только одного переключателя, имеющего четыре положения (рис. 15):

0 - все выключено;

I - розжиг. Включены искровая свеча (контакт СТ), насосный агрегат (контакт AM), электромагнитный топливный клапан (контакт КЗ). Это положение переключателя нефиксированное, подпружиненное. При прекращении воздействия на рукоятку переключателя обеспечивается его автоматическое переключение в положение II;

II - работа. Включены насосный агрегат (контакт AM) и электромагнитный топливный клапан (контакт КЗ).

III - продувка и подогрев топлива. Включены насосный агрегат и электронагреватель топлива (контакт AM).

Питание электродвигателя насосного агрегата и электронагревателя топлива, потребляющих большой ток осуществляется соответственно через контактор 3 и реле 5. Это дает возможность применять слаботочный переключатель, имеющий относительно небольшие габаритные размеры.

Такой метод управления более прогрессивный, так как позволяет максимально упростить операции по управлению работой подогревателя, облегчает размещение пульта управления на автомобиле.

Устройство зарубежных дизельных подогревателей . Из известных зарубежных предпусковых жидкостных подогревателей, работающих на дизельном топливе, наибольшее распространение получили подогреватели фирмы "Вебасто" (ФРГ), отличающиеся по принципу действия и устройству от отечественных предпусковых подогревателей.

Подогреватель "Вебасто" В 14003 (рис. 16) состоит из следующих основных узлов: теплообменника 11, топливного насоса 4, вентилятора 5, распылителя 7, электродвигателя 1, электромагнитного клапана 7. Циркуляционный жидкостный насос выполнен отдельным агрегатом. Теплообменник в отличие от теплообменников отечественных подогревателей имеет одну жидкостную рубашку, обеспечивающую теплообмен по внутренней поверхности, а для улучшения условий теплопередачи имеется оребрение в виде продольных пластин. Теплообменник соединен с разъемным корпусом, в котором устанавливается электродвигатель, приводящий с одной стороны топливный насос 4 (через муфту 2), с другой осевой воздушный вентилятор 5 и распылитель 7 с экраном 9. В передней части теплообменника располагается камера сгорания в виде перфарированного цилиндра с асбестовой футеровкой. В ней обеспечивается смешивание топлива с воздухом, воспламенение смеси и частичное ее сгорание. Догорание смеси происходит в жаровой трубе 17 и в газоходе между стенкой жаровой трубы и внутренней поверхностью теплообменника, т. е. отработавшие газы совершают путь, как и в конструкциях отечественных подогревателей с поворотом на 180°.

Рис. 16. Устройство предпускового подогревателя "Вебасто": 1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - корпус горелки; 4 - топливный насос; 5 - вентилятор; 6 - прокладка; 7 - распылитель; 8 - свеча накаливания; 9 - экран; 10 - подводящий жидкостный патрубок; 11 - теплообменник; 12 - отводящий жидкостный патрубок; 13 - датчик перегрева охлаждающей жидкости; 14 - датчик горения; 15 - пробка сливного отверстия; 16 - внутренняя стенка теплообменника с оребрением; 17 - жаровая труба; 18 - камера сгорания; 19 - выпускной патрубок; 20 - завихритель; 21 - дренажное отверстие; 22 - нагнетательный топливопровод; 23 - штуцер нагнетательного топливопровода; 24 - воздушный всасывающий патрубок; 25 - штуцер всасывающего топливопровода; 26 - всасывающий топливопровод; 27 - электромагнитный топливный клапан

Работает подогреватель следующим образом, при включении подогревателя приводится в действие электродвигатель 1 и открывается электромагнитный топливный клапан 27, через который топливо из бака самотеком поступает к топливному насосу 4. Топливный насос подает топливо под давлением по нагнетательному трубопроводу 22 к распылителю 7. Распылитель представляет собой одноконтурную открытую чашечную форсунку Ротационного типа с принудительным вращением от электродвигателя. Благодаря подаче топлива под давлением и высокой частоте вращения распылителя обеспечивается достаточно мелкий распыл, топлива. Топливо попадает в поток воздуха, подаваемого осевым вентилятором и закрученного неподвижным заверителем 20 и смешивается с воздухом.

Очаг горения образуется от свечи 8 накаливания, находящейся в зоне распылителя и включаемой на период приведения подогревателя в действие, так как дальнейшее воспламенение происходит за счет нагрева деталей камеры сгорания и непрерывности потока пламени.

Достоинством подогревателя описанной конструкции является высокий коэффициент полезного действия, небольшая токсичность отработавших газов подогревателя, возможность работы с различной теплопроизводительностью, а недостатком - низкая эффективность при относительно больших габаритах и массе.

Предпусковой жидкостный подогреватель ПЖД-30

Предпусковой жидкостный подогреватель ПЖД-30 предназначен для предварительного подогрева охлаждающей жидкости и масла дизеля перед его запуском и используется в холодное время года при температуре воздуха ниже - 5 градусов.

Тип	Жидкостный
Тепловая производительность, ккал/ч
Напряжение питания, В
Потребляемая мощность, Вт
Топливо	дизельное ГОСТ 305-82
Расход топлива, кг/ч	4,2
Температура выхлопных газов, °С
Сила тока, потребляемая свечой, А
Воспламенение топливной смеси	электроискровая свеча СН 423
Источник высокого напряжения	ТК 107
Электродвигатель насосного агрегата	МЭ252
Электромагнитный клапан	ПЖД-30-1015500
Производительность жидкостного насоса, л/мин
Производительность нагнетателя воздуха, кг/ч
Максимальный напор топливного насоса, МПа (кгс/см²)	1,2 (12)

Подогреватель состоит из следующих сборочных единиц:

1.Котла подогрева; 4.Горелки; 6.Электромагнитного клапана с форсункой; 7.Топливного насоса; 8.Электродвигателя постоянного тока блока насосов; 9.Воздушного насоса; 10.Искровой свечи; 11.Водянного насоса; 12.Электронного коммутатора; 13.Высоковольтной катушки зажигания; Щитка управления.

Котел подогревателя – неразборный, выполнен из четырех цилиндров. Первый и второй цилиндры образуют наружную водяную рубашку 18. Пространство между вторым и третьим цилиндрами образует обратный газоход 17. Внутренняя водяная рубашка 2 находится между третьим и четвертым цилиндрами. Пространство внутри четвертого цилиндра образует камеру сгорания 3. Для обеспечения надежной циркуляции нагретой жидкости второй и третий цилиндры сообщаются при помощи трех отверстий (одно снизу и два вверху). Охлаждающая жидкость поступает под давлением из водяного насоса 11 в котел по трубе. Далее жидкость идет двумя потоками. Один из них омывает газоход, проходя по внутренней водяной рубашке, второй – по наружной. При помощи нижних и верхних отверстий потоки соединяются и из патрубка нагнетаются в двигатель. Горелка 4 с тангенциальной подачей воздуха состоит из наружного цилиндра 15 с приваренным к нему фланцем крепления горелки, крышки и внутреннего цилиндра 16. Между крышкой и внутренним цилиндром установлен завихритель первичного воздуха 5, а во внутреннем цилиндре имеется три ряда отверстий для подачи в камеру сгорания вторичного воздуха. Первичный воздух, в основном, только улучшает распыление топлива, нагнетаемого из форсунки, вторичный – обеспечивает его полное сгорание.

Насосный агрегат состоит из нагнетателя воздуха 9, водяного насоса 11 (выполненных в одном корпусе) и топливного насоса 7, приводимых в действие электродвигателем 8.

Электромагнитный клапан 6 с форсункой и электронагревателем в сборе присоединяется к передней крышке горелки. Форсунка – центробежного типа с фильтром. Электронагреватель предназначен для нагрева топлива перед пуском подогревателя. Розжиг подогревателя осуществляется искровой свечой 10. Для создания искрового разряда к свече подключается высоковольтная катушка 13, управление которой обеспечивает электронный коммутатор 12. Управление подогревателем – ручное, дистанционное и осуществляется приборами, установленными на щитке управления подогревателя.

На щитке управления расположены:

SA47 выключатель привода насосного агрегата;

SA48 выключатель электромагнитного клапана;

SA10 выключатель подогрева топлива;

SA46 выключатель розжига;

FU21 защитный предохранитель.

При приведении подогревателя в действие включается нагреватель топлива SA10 (в зависимости от температуры окружающей среды: при 20С – 20 сек.; при 30С – 50 сек.; при 40-50С – 60 сек.), а затем включается насосный агрегат выключателем SA47. При этом начинает работать топливный насос и жидкостный насосы, а также воздушный нагнетатель. При работе насосного агрегата топливный насос засасывает топливо из бака и подает его к электромагнитному клапану с форсункой. Воздушный нагнетатель продувает камеру сгорания котла и удаляет из нее останки несгоревшего топлива в атмосферу. Через 1 – 2 минуты включают выключатель розжига SA46. Электронный коммутатор при помощи высоковольтной катушки создает на электродах искровой свечи электрический разряд. Выключатель управления электромагнитным клапаном SA48 устанавливается во включенное положение. Электромагнитный клапан (ЭК) открывается, и топливо подается через форсунку в камеру сгорания котла, где смешивается с воздухом и воспламеняется за счет искрового разряда свечи. После появления равномерного шума горения топлива выключатель розжига котла SA46 (через 30 секунд) выключается, и горение поддерживается в котле автоматически. Сгоревшее топливо отдает свое тепло водяной рубашке, в результате чего нагревается охлаждающаяся жидкость, которая водяным насосом подается в водяную систему охлаждения дизеля и нагревает ее. Сгоревшие газы из камеры сгорания котла подогрева подаются часть в выпускной патрубок, и выбрасывается в атмосферу, а часть через патрубок направляется под картер дизеля и обогревает масло.

В преддверие зимы я задумался о предпусковом подогревателе двигателя, так как дизель в мороз не так-то просто запустить!
Выборы были долгими и мучительными, так как хотелось и хорошо и по дешевле.
Заехав с специализированную контору по продаже и установке подогревателей я Ах.еЛ! - 30 тыщ рублей! Извините, но это очень дорого для моего старичка.
Этим же вечером дома за компом открываю Авито и нахожу объявление о продаже ПЖД-30, но перед тем как купить читаю разнообразные статьи на эту тему, провожу маркетинговые исследования и т.п… Ни одного отрицательного отзыва!
На следующий день заезжаю к знакомому в организацию, у него на Урале (автокран) стоит такой подогреватель. Водитель, пожилой мужичок, рассказывает что за 9 лет эксплуатации этой машины он ремонтировал всё! Кроме ПЖД-30. Говорит, что он безотказный как автомат "Калашникова".
Выбор сделан! Звоню, договариваюсь и еду забирать за 4 тыщи.
Тут встаёт второй вопрос, где взять заводские крепежи?! - Спасибо разбору военного КАМАЗа в одной из организаций! За 3 тыщи снимаю крепление котла, насоса, топливный бачок, выхлопную трубу для подогрева поддона и мелочевку для подвода антифриза в двигатель, котел и насос, кстати, отдали тоже))).
На следующий день покупаю шланги, хомуты (ещё 3 тыщи) и прямиком в гараж "ваять"
Установка заняла пол дня, спасибо Советскому руководству по эксплуатации и ремонту КАМАЗа.
Для подключения надо было найти + и -, и всё работает!
Лучше этого подогревателя нет ничего, всё просто и без электроники!
В -25 градусов за 30 минут работы ПЖД-30 температура двигателя нагревается до 80-90 градусов.

Система облегчения пуска

11. СИСТЕМА ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ХОЛОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЭФУ) И ПРЕДПУСКОВОЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ПЖД-30 или 15.8106

В холодный период года пуск двигателя осуществляется с применением электрофакельного устройства или предпускового подогревателя. Предельные температуры надежного пуска холодного двигателя и время подготовки двигателя к принятию нагрузки при этой температуре приведены в таблице.

Электрофакельное устройство (ЭФУ) служит для облегчения пуска двигателя при температуре окружающего воздуха от минус 5 до минус 20°С

Параметры	Без применения ЭФУ	С применением ЭФУ	С предпусковым подогревателем
Предельная температура надежного пуска, ° С, не выше	минус 10	минус 22	минус 45
Время подготовки двигателя к принятию нагрузки, мин, не более
Вязкость (сорт) моторного масла, мм/с, (сСт)	4000	6000	зимнее, класс 8 ГОСТ 17479.1-85
Топливо по ГОСТ 305-82	дизельное З минус 35	дизельное З минус 45	дизельное А

ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭФУ

1. Проверьте исправность контрольной лампы ЭФУ на панели приборов в кабине (см. рис. Панель приборов ) нажатием кнопки контроля.

2.Определите время от момента включения ЭФУ до загорания контрольной. лампы. Для первого включения ЭФУ оно должно быть:

При положительной температуре воздуха – 50...70 с;

При отрицательной температуре воздуха-70...110 с.

При повторном включении ЭФУ время до загорания контрольной лампы сокращается.

3. Проверьте наличие факела пламени во впускных трубопроводах на ощупь, по нагреву коллекторов рядом со свечами. При отказе одной из свечей ЭФУ неработоспособно.

ПРЕДПУСКОВОЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ПЖД-30

Предпусковой подогреватель предназначен для нагрева жидкости в системе охлаждения и маслав картере двигателя перед его пуском в холодный период времени.

Техническая характеристика предпускового подогревателя.

Подогреватель состоит из котла (теплообъменника в сборе с горелкой, насосного агрегата, системы электроискрового розжига, системы дистанционного управления подогревателем.

Теплообменник подогревателя состоит из двухсвязанныхмежду собой полостей: жидкостной полости и газохода.

Насосный агрегат состоит из жидкостного насоса, воздушного нагнетателя (вентилятора) и топливного насоса, приводимых в действие от одного электродвигателя. Жидкостной насос центробежного типа предназначен для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости между подогревателем и двигателем. Вентилятор предназначен для подачи воздуха в горелку. Топливный насос шесте­ренного типа предназначен для подачи топлива под давлением к форсунке подогревателя.

Система электроискрового розжига предназначенадлясоздания искровогоразрядавгорелкепри пуске подогревателя. Она состоит из искровой свечи, транзисторного коммутаторас катушкой зажигания.

Система дистанционногоуправления состоит из переключателя управления, контактораи соединительных проводов.

Подогреватель приводится в действие с помощью переключателя управления (см. рис. Панель приборов) , который имеет четыре положения:

0 - все выключено;

I - включены электродвигатель насосного агрегата, электромаг­нитный топливный клапан и электроискровая свеча;

II - включены электродвигатель насосного агрегата и электромагнитный топливный клапан;

III - включен электродвигатель насосного агрегата (режим продувки).

Кнопочным выключателем (см. рис. Панель приборов ) приводится в действие электронагреватель топлива.

Установка предпускового подогревателя ПЖД-30

1-электромагнитный клапан;

2-теплообменник с горелкой;

3-заливная воронка;

4-двигатель;

5-топливный бачок;

6-передняя поперечина рамы;

7-насосный агрегат;

8-топливный кран.

С хема электрооборудования предпускового подогревателя ПЖД-30

1 – свеча искровая;

2 – коммутатор;

3 – электродвигатель насоса ПЖД;

4 – клапан электромагнитный;

5 – нагреватель топлива;

6 – блок предохранителей;

7 – переключатель подогревателя;

8 – кнопка включения нагревателя топлива;

9 – контактор;

10 – переключатель с табличкой.

Схема работы предпускового подогревателя ПЖД-30:

1 - картер двигателя;

2 - насосный агрегат;

3 - труба для отвода газов;

4 - теплообменник подогревателя;

5 - воздухопровод к горелке подогревателя;

6 - труба для подвода жидкости из подогревателя в блок;

7, 11 - трубы для отвода жидкости из блока в подогреватель;

8 - фильтр тонкой очистки топлива;

9 - топливная подводящая трубка к насосу низкого давления;

10 - топливная сливная трубка;

12 - ручной топливоподкачивающий насос;

топливо смешивается с подаваемым вентилятором воздухом, воспламеняется и сгорает, нагревая в теплообменнике 4 охлаждающую жидкость. Продукты сгорания топлива через трубу 3 направляются под масляный картер 1 двигателя и нагревают в нем масло.

Топливо очищается фильтрами, установленными в электромагнитном клапане и форсунке.

Топливо для подогревателя поступает из специального топливного бачка, который заполняется автоматически при работающем двигателе. При неработающем двигателе бачок может быть наполнен с помощью топливоподкачивающего ручного насоса.

Расход топлива регулируется с помощью редукционного клапана, размещенного на топливном насосе. При эксплуатации предпускового подогревателя нужно следить, чтобы не было течи охлаждающей жидкости и топлива в соединениях топливных трубок, шлангов и кранов. Соединения топливных трубок с подогревателемдолжны быть герметичны, так как подсос воздуха в систему питания не допускается. Наличие воздуха или течь в системе питания топливом подогревателя приводит к ненадежной работе и произвольной остановке подогревателя.

Работа подогревателя с открытым пламенем на выпуске недопустима.

Нормальная работа подогревателя определяется по равномерному гулу в теплообменнике и выходу отработавших газов без дыма и открытого пламени. При необходимости надо отрегулировать расход топлива редукционным клапаном топливного насоса, для чего необходимо выполнить следующее:

После мойки автомобиля или преодоления брода в холодный пери­одвременигоданужноудалить воду, попавшую в воздушный тракт вентилятора, включением насосного агрегата на 3-4 мин. (поставить переключатель в положение III).

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

1.При использовании подогревателя нужно помнить, что невнимательное обращение с ним, его неисправность, а также загрязнение двига