Современный теплоаккумулятор автомобиля
Не беда, если ваш автомобиль находился на стоянке длительное время а ехать нужно незамедлительно, современные топливные и смазочные системы автомобилей позволяют начинать движение практически без глубокого прогрева двигателя. И все-таки большинство водителей в холодную или морозную погоду предпочитают выезжать на дорогу после прогрева двигателя, устранения запотевания лобовых стекол и выравнивания температуры в салоне автомобиля до уровня более-менее комфортной.
Различные специалисты дают самые разные рекомендации в таких случаях. Одни предлагают начинать движение практически сразу после запуска двигателя, иные настаивают на обстоятельном прогреве мотора перед выездом. Оба совета по- своему справедливы, но вот терять время и топливо на прогрев не хочется.
Разработчики средств обеспечения легкового автотранспорта в Скандинавских странах давно нашли достаточно очевидное и недорогое решение. Для обеспечения разогрева салона и двигателя автомобиля используется система накопления избыточного тепла, которого с лихвой хватает в системе охлаждения мотора. В сильные морозы запустить автомобиль, простоявший при -20 градусах более трех часов, задача не из легких.
Для разогрева топливных магистралей и масляной системы смазки вполне хватает около 2000 Дж тепла, накопленного в 12 килограммах специальных гранул. Учитывая, что разогрев идет очень интенсивно, потери тепловой энергии даже в сильный мороз незначительны. Примерно через 3 минуты температура двигателя поднимается до 35-40 градусов Цельсия, что позволяет запустить мотор без малейших проблем, даже если в качестве топлива используется спиртсодержащие смеси или пропан-бутан.
Одной из таких разработок является система сохранения тепла шведской компании “BEHR”, тесно сотрудничающей с ведущими специалистами известной «СААБ».
Эффективность предложенного шведами решения подтверждается многими месяцами интенсивной эксплуатации.
В отличие от многочисленных китайских и отечественных производителей скандинавы использовали для накопления и хранения тепловой энергии двойной принцип, согласно которому тепло накапливается и хранится гранулами оксида бария, пальметиновой или стеариновой кислоты, твердых парафинов. в специальных кассетах, стенки которых изготовлены из меди, что обеспечивает высочайшую теплопередачу. Способность накапливать тепло таких теплоносителей на порядок эффективнее обычной воды или тосола. Кассеты с тепловым аккумулятором собраны в специальную конструкцию из плоских пластин. Такое решение дает большую площадь соприкосновения охлаждающей жидкости с поверхностью кассет. Вся сборка помещена в в цилиндрическую емкость с вакуумной теплоизоляцией, что обеспечивает надежное хранение тепла примерно в течении двух суток, даже в мороз до 10 градусов Цельсия. Емкость оснащена двумя электромагнитными клапанами и дополнительным электронасосом позволяющими достаточно эффективно направлять нагретый тосол или в рубашку охлаждения двигателя напрямую или в печку обогрева салона автомобиля. Тепловая мощность достигает 35 кВт.
Перезарядка аккумулирующих ячеек теплом осуществляется при движении, как правило, в течение 10 минут. Малое время зарядки позволяет полноценно использовать теплоаккумулятор даже в случае, если автомобиль преимущественно нужен только для на езды на небольшие расстояния.
Известные китайские варианты теплового аккумулятора обычно предусматривают упрощенный вариант, когда для накопления и хранения тепла используется дополнительное количество тосола, закачанное под давлением в емкость. Теплоизоляция такого аккумулятора обеспечивается толстым слоем базальтового волокна.
Источник
Тепловой аккумулятор: грелка для мотора
Помните, что страшней всего для автомобиля зимой? Пуск двигателя. Наш климат балансирует между неопределенно «умеренным» и откровенно «холодным». И что такое «толкнуть движок», когда за бортом минус двадцать, многие из вас знают не понаслышке.
Наш народ огорчить трудно. «Хитрая на выдумки голь» знает множество способов согреть двигатель перед пуском. От умывания кипяточком до встраивания в картер ТЭНа, подключающегося к ближайшей розетке или все тому же едва живому аккумулятору. Если аккумулятор полностью умер, поможет зарядное устройство для автомобильного аккумулятора . Самых капризных «уговаривают» с паяльной лампой в руках. Суррогатное решение никогда не проходит безнаказанно. От такой подготовки автомобиль страдает еще больше, чем от неподготовленного пуска: быстро стареют краска, резина и пластиковая изоляция, гибнет из-за локального перегрева дорогое масло, разрушается от резких перепадов температуры и ржавеет металл.
И это при том, что сам двигатель в процессе работы выделяет огромное количество тепла просто в атмосферу. Многие пытались связать две эти вещи между собой, мало кто сумел продвинуться дальше идеи. Не так это просто — собрать лишнее тепло сегодня и вернуть его завтра или через пару суток.
Тем отрадней сообщить вам, что светлые головы, сумевшие решить эту задачку, нашлись в нашем Отечестве. Причем, решение оказалось простым как валенок. И по сути крепко смахивает на термобигуди.
Тепловые аккумуляторы — это не обычные аккумуляторы Varta . Названное «тепловым аккумулятором» устройство представляет собой пакет герметично заваренных капсул, наполненных особым кристаллическим веществом. Пакет помещен в своеобразный термос — металлический сосуд с вакуумно-порошковой теплоизоляцией — и включается в контур охлаждения двигателя параллельно отопителю салона. Контур заполняется незамерзающей охлаждающей жидкостью (ТОСОЛом или АНТИФРИЗОМ), для ее принудительной циркуляции имеется электропомпа. Во время работы двигателя жидкость проходит через аккумулятор, под действием ее тепла содержимое капсул плавится. Плавление, как известно, происходит с поглощением (аккумуляцией, т.к. это процесс обратимый) некоторого количества тепловой энергии. Здесь используется теплоемкость фазового перехода из твердого состояния в жидкое. У данного вещества она почти уникальна. На полную зарядку уходит минут десять, а сохраняется накопленная энергия несколько суток (двое при -40°).
Когда приходит пора «заводиться», включают помпу. Пробегая через пакет капсул, жидкость снимает с них аккумулированное тепло и возвращает туда, откуда принесла — в контур охлаждения двигателя. Материал в капсулах совершает обратный фазовый переход, эквивалентный по высвобождаемой энергии работе нагревателя с начальной тепловой мощ- ностью в три десятка киловатт. За считанные минуты температура двигателя поднимается на верных полсотни градусов. Бесшумно и практически без затрат энергии двигатель заводится.
Изобрели тепловой аккумулятор и разработали конструкцию в николаевской компании «МОТОРТЕХНИКА». Воплотили в материал весной девяносто четвертого. Год шли натурные испытания устройства на автомобиле ИЖ 21251-010. «ИЖ» набегал с ним восемьдесят тысяч. Никак не прочувствовал тридцатиградусные морозы — заводился без проблем.
Двигатель разогревался минуты за три, заводился легко и устойчиво работал на холостом ходу. Стартовать можно было через минуту-полторы. Причем, эта пауза нужна была не столько для выравнивания температуры и давления масла, сколько на просушивание ветрового стекла (отолитель тоже предварительно прогревается). Свечам такой режим пришелся по вкусу — обычные А-20ДВ «отбегали» эти два экватора без единой замены или прочистки.
Естественно, просчитывался и возможный рынок. Не сомневаясь, что товар найдет спрос в Украине, авторы присматривались и к рынку северного соседа. Еще бы, где ж найти другую такую страну, где на трех четвертях территории «девять месяцев зима». То есть, товар изначально становился «экспортно-ориентированным». Сразу по окончании испытаний прототипа устройство, получившее марку УОПД-0.8 (Устройство облегчения пуска двигателя с начальной теплоемкостью 0,8 кВт/час), было передано на теплотехнические испытания в лабораторию АО «ГАЗ».
Оборудованную им серийную «Газель» испытали в климатической камере при температурах от -20 до -40 °С с выдержкой в 16 и 36 часов. После шестнадцати часов «зимы» аккумулятор поднимал температуру двигателя на 55 градусов (с -20 до +35 °С или с -40 до +15 °С). После полутора суток ему хватало сил на рывок в 45-50 градусов. На прогрев уходило 5-6 минут, двигатель заводился легко. Пусковой ток стартера снижался на 60-80 ампер, а экономия топлива составила четверть литра на каждом пуске. Нетрудно посчитать, что устройство окупится за один-пять месяцев эксплуатации (в зависимости от ее интенсивности и климатических условий), так что смысл купить авто аккумулятор определенно есть.
Сегодня УОПД-0.8 уже производится серийно. Модель применима к любым ДВС обьемом до 4000 «кубиков» с жидкостной системой охлаждения — карбюраторным, дизельным и работающим на газе. Внешне это цилиндр диаметром в двадцать сантиметров и длиной в сорок, сухим весом в 16,5 килограммов. Монтируется рядом с двигателем или в салоне за перчаточным ящиком. В сравнении с западным аналогом, весьма редким, кстати, по цене (примерно USD400) выигрывает вдвое и во много крат — по надежности. Имеет гарантию на 24 месяца и ресурс эксплуатации в 10 лет. Готовится выпуск линейки ТА под разные обьемы двигателей и автомобили разных типов.
Несомненную пользу от новинки могут извлечь установщики. Монтаж занимает пару часов и оценивается в 10% стоимости ТА. Уверен, что автовладельцы охотно уступят установку и обслуживание специалистам.
Не менее интересно это может быть и производственникам. Прежде всего — оборонщикам. Даже без армейского заказа конверсионные предприятия могут наладить изготовление и сбыт ТА внутри страны и соседям. Первыми заказчиками могут стать группы быстрого реагирования — милиция, спецназ, скорая помощь. Лицензию на производство разработчики предоставят.
Источник
Тепловой аккумулятор для предпускового подогрева автомобиля
Для тех, кто умеет что-то мастерить своими руками, предлагаю простейшую конструкцию теплового аккумулятора, в дальнейшем ТА.
Это устройство предназначено для аккумулирования тепла прогретого двигателя, его перекачки перед запуском в малый контур и запуска после длительной (до 24 часов) стоянки. Эта идея уже не новая, еще советских времен, но и в наше можно купить это устройство где-то от 5000 до 10000 рублей без установки. Весь секрет установки в самом ТА. Поэтому я решил изготовить ТА из доступных материалов.
Зима. Во время работы двигателя горячий тосол циркулирует через ТА, где и остается после остановки двигателя, удерживает его обратный клапан обычный водопроводный на 15 мм. Срок его хранения в горячем виде до 24 часов (принцип бытового термоса).
Перед пуском холодного двигателя включаем помпу от автомобиля ГАЗель на минуту (можно поставить реле времени или по часам) и путем замещения горячего тосола в ТА на холодный перегоняем горячий тосол в малый контур (двигатель холодный, значит термостат закрыт).
После замещения тосола в малом контуре, ждем одну минуту и запускаем двигатель. Во время прогрева или движения, тосол прогревается и прогоняет горячий тосол через ТА. Поэтому при постановке авто на ночь на стоянку, необходимо максимально прогреть двигатель.
Кроме подогрева двигателя перед запуском, ТА можно использовать для прогрева салона во время непродолжительных стоянок, то есть не заводя двигатель включаете помпу и вентилятор печки и сидите греетесь.
Теперь из чего состоит это чудо, которое стоит так дорого.
А состоит из обратного клапана, помпы тумблера управления, ТА.
Мой тепловой аккумулятор состоит из 2-х емкостей, вставленных одна в другую с зазором 30 мм. между которыми залит расплавленный парафин, температура плавления которого 70 градусов (потребовалось 5 кг. по 80 руб.кг), снаружи 2 слоя самоклеющейся теплоизоляции. Чем толще слой теплоизоляции, тем дольше хранится тепло. Парафин во время работы двигателя плавится, аккумулируя тепло, а по мере охлаждения твердеет, отдавая тепло.
В верхней части впаян клапан для стравливания воздуха (ниппель от авто камеры), снизу подача и трубка слива из ТА, которая установлена до самого верха.
ТА получится на 4 литра, поэтому не забудьте долить 4-4,5 литра тосола после монтажа.
Схема устройства позволяет с наименьшими затратами и минимальным вмешательством врезаться в штатную систему. Особых знаний для монтажа тоже не требуется, тем более все устройство я упростил до минимума. Можете сравнить мою конструкцию с предлагаемыми забив в поисковике «Устройство облегченного пуска двигателя УОПД».
Что мы имеем установив подогрев:
- теплый тосол в малом контуре двигателя;
- облегчаем вращение колен/вала;
- уменьшаем ток на стартере, что удлиняет срок службы аккумулятора;
- уменьшаем расход топлива, так как двигатель заводится подогретым;
- продлеваем срок службы двигателя.
Этот подогрев подойдет на все виды автомобилей.
Лето. Для водителей с газовым оборудованием предлагаю недорогой по себестоимости авто кондиционер все с тем же ТА.
В этой схеме радиатор печки выполняет роль испарителя, а газовый редуктор- конденсатора. С таким кондиционером Вы конечно не замерзнете, но и сбить температуру на 10-20 градусов в салоне по сравнению с улицей-большого стоит!
На лето переводим 3-х ходовые краны на малый контур, минуя радиатор печки.
Во время работы двигателя включаем помпу. Тосол начинает циркулировать по новому малому контуру: помпа, радиатор печки, газовый редуктор, обратный клапан, ТА, тройник, запорный кран, который открыт, еще один тройник в помпу.
На расход газа охлаждение газа не влияет, двигатель наоборот работает более ровно.
И еще одна особенность, чтобы кондиционер работал более эффективно, необходимо, чтобы была включена рециркуляция салона и большие обороты вентилятора печки.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник
Что такое аккумулятор тепла для автомобилей
Устройство и принцип работы или пуск двигателя «на халяву»
Среди технических средств, обеспечивающих уверенный запуск двигателя зимой, выделяется одно оригинальное, в буквальном смысле не требующее дополнительной энергии. Это устройство – аккумулятор тепла, или, как витиевато назвали его разработчики, устройство облегчения пуска двигателя (УОПД). Его действие основано на накоплении тепловой энергии во время работы двигателя (т. е. во время движения автомобиля), ее сохранении и затем использовании для подогрева двигателя через определенный интервал времени. В этой гениальной по своей простоте идее главное заключено в том, что при интенсивной работе двигателя избыток тепла можно аккумулировать, т. е. запастись им впрок. А для того чтобы узнать, как это можно сделать, достаточно вспомнить принцип бытового термоса. Ну, скажем прямо, истинно халява!
Нужно указать, что сама первоначальная идея принадлежит канадскому доктору Шатцу, воплотившему ее в конце 90-х гг. в системе CENTAUR и получившему специальную премию за оригинальное и экологически чистое устройство. В созданных в России системах УОПД для хранения тепла используется тепловой аккумулятор (ТА), представляющий двойной металлический цилиндр с вакуумной изоляцией. Носитель тепла – стандартная охлаждающая жидкость двигателя автомобиля (тосол, антифриз). При движении автомобиля специальным насосом системы горячая жидкость периодически закачивается в тепловой аккумулятор. Этот процесс получил название заряда ТА. Таким образом, после остановки двигателя в ТА находится горячая охлаждающая жидкость, которая с течением времени все же остывает. Однако она через сутки и более (а для более мощной модели – до трех суток) остается достаточно теплой, чтобы ее тепло могло подогреть двигатель. Перед запуском холодного двигателя осуществляется разряд ТА, при котором хранящаяся в нем жидкость закачивается электронасосом в двигатель. В результате двигатель прогревается. Кроме прямого назначения в виде предпускового подогрева двигателя надо указать и возможность использовать УОПД для ускоренного обогрева салона. Эффективность подогрева рассмотрим ниже.
В состав устройства входят (рис. 5.1):
Рис. 5.1. Функциональная блок-схема УОПД (а) и тепловой аккумулятор (б).
Особенностью устройства является наличие нескольких шланговых соединений (на рис. 5.1 двойная шина), обеспечивающих взаимодействие устройства со штатной системой охлаждения автомобиля. Соединений относительно много, но они несложны, не требуют специальных навыков и могут быть выполнены самостоятельно. Как было сказано выше, электронасос закачивает горячую охлаждающую жидкость в ТА при его заряде и затем при запуске холодного двигателя прокачивает ее через двигатель для его подогрева (в режиме разряда ТА). Управление электронасосом осуществляет блок управления, режимы работы которого включаются кнопкой. Блок задает интервалы прокачки охлаждающей жидкости из ТА в двигатель при его подогреве (разряде) и заряде. Особую роль выполняет гидрораспределитель, который представляет из себя гидроклапан, автоматически изменяющий направление потока жидкости под воздействием давления жидкости в подходящих к нему шлангах. Срабатывает он только при включении питания электронасоса. При нормальной работе двигателя (УОПД не функционирует) гидроклапан соединяет направления 1–3 и направляет поток жидкости по линии E-С-D-Двигатель, минуя ТА. При работающем электронасосе гидрораспределитель обеспечивает пропускание потока по направлениям 2–3, и поток охлаждающей жидкости идет по линии А-B-C-D-Двигатель-E-F. Трехходовой кран служит для обхода отопителя салона, когда закрыт его собственный кран. Управляется кран с помощью рукоятки ручного привода, устанавливаемой в салоне автомобиля и соединенной тросиком с краном.
Рекомендуемая для автомобилей ВАЗ схема подключения УОПД-0,2 (рис. 5.2) использует сливное отверстие в блоке цилиндров для забора охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения двигателя. Такую схему можно использовать практически для всех отечественных автомобилей, имеющих сливное отверстие в блоке цилиндров двигателя. Схема позволяет с наименьшими затратами и минимальным вмешательством в штатную систему охлаждения произвести монтаж оборудования и с наибольшей эффективностью использовать УОПД.
Рис. 5.2. Схема подключения УОПД-0,2 (от «АвтоПлюсМади»).
Системы УОПД представлены в трех модификациях (табл. 5.1): две младшие модели УОПД 02-2 и УОПД 02-3 и одна более мощная система УОПД-0,8. Младшие модели предназначены для автомобилей с объемом подогреваемого двигателя 2 и 1,5 литра соответственно. Модель УОПД-08 может обеспечить подогрев двигателя объемом до 4 литров. Все системы используют электропитание от бортовой сети автомобиля 12 В.
Таблица 5.1. Характеристики систем подогрева УОПД
Модель УОПД-0,8 принципиально отличается от младших моделей своей конструкцией. Ее ТА представляет пакет герметично заваренных капсул, наполненных плавящимся веществом (соли натрия). Этот пакет помещен в сосуд из нержавеющей стали с высокоэффективной вакуумно-порошковой термоизоляцией. ТА также включается в систему охлаждения автомобиля, и горячая охлаждающая жидкость омывает капсулы, передает им тепло, расплавляя вещество, и тем самым аккумулирует тепло. Благодаря термоизоляции тепло в ТА может храниться до 2 и более суток. Перед запуском холодного двигателя электронасос прокачивает через ТА жидкость, вещество капсул отдает жидкости накопленное тепло и само кристаллизуется. Поскольку переход вещества из жидкого состояния в твердое происходит при высокой и постоянной температуре в +64 °C, данный принцип аккумулирования тепла обладает высокой эффективностью и характеризуется большой теплоемкостью. Как следует из приведенного описания принципа, процесс аккумулирования тепла и его отдачи является несколько инерционным. Поэтому в устройстве увеличены время заряда и время разряда ТА.
В устройстве можно выделить четыре режима работы:
• разряд ТА – подогрев двигателя;
Заряд ТА. Очевидно, что перед использованием устройства для подогрева двигателя его ТА должен быть заполнен горячей охлаждающей жидкостью, то есть заряжен. Первый заряд ТА происходит автоматически через 15 минут после запуска двигателя и его прогрева. Жидкость нагнетается в ТА электронасосом: в младших моделях в течение 1 минуты, в старшей (УОПД-0,8) – 6-15 минут. Вытесненная из ТА холодная жидкость поступает в систему охлаждения двигателя, несколько снижая его температуру. Блок управления в дальнейшем периодически повторяет заряд ТА каждые 15 минут. По необходимости, чтобы повторить заряд, нужно нажать кнопку пуска. Для повышения эффективности работы устройства желательно проводить заряд при максимально высокой температуре охлаждающей жидкости. Иногда может потребоваться 2–3 последовательных цикла заряда.
Хранение. Режим наступает с момента остановки двигателя. ТА заполнен горячей жидкостью, температура которой из-за утечек тепла снижается. Однако в любой момент времени тепловая энергия ТА может быть использована для подогрева двигателя или салона. Охлаждение жидкости происходит по экспоненте с постоянной времени: для моделей УОПД-0,2–2; УОПД-0,2–3 она примерно равна 20 часам; УОПД-0,8 – 68 часам. Напомним, что при интервале, равном постоянной времени, ТА сохранит всего 37 % первоначально накопленной тепловой энергии. А при интервале 60 часов для младших моделей и 200 часов для УОПД-0,8 температура жидкости в ТА сравняется с окружающей, т. е. он полностью остывает, и подогрев двигателя становится невозможен.
Разряд ТА, подогрев двигателя. Разряд ТА производится перед пуском двигателя с целью его подогрева. Нажатие кнопки пуска вызовет включение электронасоса. Горячая жидкость из ТА поступает в малый контур системы охлаждения двигателя. Для более эффективного подогрева отопитель салона надо выключить. Процесс подогрева в младших моделях отличается от старшей. В младших моделях время работы электронасоса ограничено 30–40 секундами. Этого интервала достаточно для перекачки горячей жидкости из ТА в двигатель. Причем процесс перекачки идет путем замещения холодной жидкости горячей без их перемешивания, что способствует более интенсивному подогреву двигателя. В модели УОПД-0,8 прокачка жидкости занимает 5–8 минут, для того чтобы капсулы с солями отдали все тепло. За это время происходит несколько полных циркуляций жидкости. Поступая в двигатель, горячая жидкость естественно охлаждается. Степень охлаждения зависит от массы двигателя, объема находящейся в нем жидкости и, конечно, от температуры окружающей среды. Значения температуры охлаждающей жидкости в двигателе могут служить показателем эффективности подогрева.
Обогрев салона. Данный режим позволяет использовать тепло жидкости в ТА для обогрева салона при неработающем двигателе. Предварительно надо открыть кран отопителя и включить вентилятор, затем нажать пусковую кнопку и держать ее 2–3 секунды. Электронасос включится на 15 минут и будет непрерывно прокачивать через отопитель теплую жидкость из ТА. Режим можно выключить вручную, повторно нажав пусковую кнопку.
Испытания и эффективность подогрева
Насколько поможет рассматриваемое устройство при запуске двигателя зимой? Ответ не столь прост, как казалось бы, и вот почему. Его эффект зависит от наружной температуры, времени хранения и массы двигателя, а также от модели самого устройства. Написав эту фразу, мы хотели подчеркнуть лишь то, что нужно изначально знать для определения самого эффекта. Ну а сам эффект в чем выразить? Двигатель запустился или нет в таких-то условиях? Уменьшился ток стартера? Сократился расход бензина на запуск? Ускорился прогрев двигателя? Время прокрутки стартера сократилось? Да, утверждаем мы вместе с изготовителем «АвтоПлюсМади», что все эти положительные явления, безусловно, имеют место. Но, представив себя в роли сомневающегося потребителя, мы попытались ниже количественно оценить его эффективность в более общих параметрах. Заметим, что эффективность подогрева зависит от качества установки и монтажа, характеризуемых общей длиной шлангов, и потому даже на одинаковых автомобилях результаты могут отличаться.
Эффективность хранения тепла в ТА – одна из главных характеристик. Ее оцениваем по конечной температуре жидкости в ТА после хранения. Конечная температура жидкости в ТА, в зависимости от времени хранения приблизительно изменяется по экспоненте с постоянной времени, равной 20 часам для младших моделей и 68 часамв для старшей. Скорость остывания, естественно, еще зависит и от температуры окружающей среды. Испытания УОПД-0,2 на АвтоВАЗе на автомобиле ВАЗ 21053 показали, что после 24-часового хранения при наружной температуре -30 °C температура охлаждающей жидкости в ТА снизилась всего до 60 °C. Это превосходный результат. Прогрев двигателя этой жидкостью повысил температуру в районе карбюратора до +20 °C, а головки блока – до 0 °C. К сожалению, в других проведенных проверках на различных автомашинах наблюдались не столь отличные результаты, видимо, из-за разброса параметров хранения. Так, в другом эксперименте с устройством УОПД-0,2–2 на «девятке» ВАЗ при окружающей температуре -20 °C после хранения в течение 12 часов температура охлаждающей жидкости на выходе ТА составила около +35 °C, что все же достаточно для уверенного запуска двигателя. Другой положительный эффект состоял в том, что время прогрева до 40 °C уже работающего мотора сократилось в 4 раза.
Приведем еще один результат проверки УОПД-0,2, установленного на новом автомобиле ВАЗ-21103 (пробег 3000 км). Двигатель без УОПД не удалось запустить при температуре -3 °C°. При подогреве двигателя с помощью УОПД двигатель запустился при температуре -30 °C после времени хранения 24 часа. Но более показательно другое, если на запуск холодного двигателя без УОПД при -25 °C потребовалось время пуска в 13,3 с, то с УОПД было достаточно всего 4,5–5,7 с. Такое сокращение времени пуска приведет к значительно меньшему пусковому износу двигателя. Наиболее простым методом, хотя и менее точным, является измерение температуры головки блока двигателя. Однако, ее значение не полностью характеризует степень нагрева «внутренностей» цилиндропоршневой группы. Для получения исчерпывающих характеристик эффективности УОПД проводились испытания в термокамере с записью показаний нескольких датчиков. Именно из-за большой трудоемкости их проведено не много. По этой же причине, несмотря на большое число установленных и успешно используемых УОПД, объективные показатели эффективности разрозненны и часто приводятся не в полном объеме.
Проведенный эксперимент показал, что при установке УОПД-0,2–2 на автомобиль ВАЗ 21093i после пребывания автомобиля в течение 12 часов на температуре -20 °C головка блока цилиндров была нагрета до +12 °C. На эффективность хранения тепла влияет расположение ТА, оптимальна вертикальная установка патрубками вниз.
Устройство УОПД-0,8 хранит тепло до той же температуры уже 40 часов, что вполне удовлетворит любого автовладельца. Эффективность подогрева двигателя, как нам представляется, также лучше всего оценивать по параметру температуры охлаждающей жидкости, выходящей из двигателя в конце разряда ТА. Ее значение можно замерить в подводящем шланге ТА. Для модели УОПД-0,2–2, при указанных выше значениях, жидкость в «рубашке» двигателя была около +8 °C, а в самой мощной модели, установленной на «Газели», через 40 часов температура была +22 °C!
А как сам изготовитель аттестует УОПД? В паспорте УОПД-0,8 указано, что время хранения тепла в устройстве при температуре окружающего воздуха -40 °C составляет не менее 40 часов. Для критично настроенного читателя этих неполных данных может быть также недостаточно, так как отсутствует температура жидкости после хранения и температура прогрева самого двигателя. Поэтому дополним их результатами всесторонних испытаний устройства УОПД-0,8 на Горьковском автозаводе. Испытания проводились на автомобиле ГАЗ 3302 «Газель» c двигателем ЗМЗ-410 в термокамере с полностью заряженной и охлажденной до наружной температуры АКБ 6СТ55.
Определение эффективности УОПД-0,8 (табл. 5.2) осуществлялось путем сравнения характеристик пуска холодного двигателя и двигателя, прогретого с помощью УОПД. При испытаниях регистрировались:
• частота вращения коленчатого вала;
• ток в цепи стартера;
• температура тосола в малом контуре двигателя;
• температура головки блока;
• расход топлива на прогрев двигателя до +40 °C.
Таблица 5.2. Результаты испытаний УОПД-0,8 
Пуск двигателя без подогрева
Температура -20 °C. Проведено три последовательных опыта по пуску двигателя. В двух опытах двигатель пускался с третьей попытки при частоте вращения коленчатого вала 52 и 61 об/мин, но через 15 и 20 с останавливался. В третьем опыте пуска не было. То есть запуск двигателя был крайне неустойчивый.
Температура -30 °C. Проведено два последовательных опыта по пуску двигателя с 3–5 попытками пуска. В первом опыте произведено три безуспешные попытки пуска двигателя. Во втором опыте двигатель был запущен на 5-й попытке пуска. В целом запуск двигателя не надежен.
Пуск двигателя с подогревом
Температура -20 °C. Проведено два опыта со временем хранения 16 часов и один опыт со временем 36 часов (см. табл. 5.2). Двигатель пускался уверенно на 1-й и 2-й попытке. Температура тосола после 16 часов хранения на выходе ТА равнялась 50–45 °C, а после 36 часов – 37–35 °C. Горячая охлаждающая жидкость прогревала головку блока двигателя до температуры +35 °C и +25 °C соответственно. В результате подогрева пусковой ток стартера уменьшился на 20–30 А.
Температура -30 °C. Проведено три опыта со временем хранения 36 часов (см. табл. 5.2). Двигатель пускался уверенно на 1-й и 2-й попытке. Температура тосола после 36 часов хранения на выходе ТА равнялась 30 °C. На головке блока температура достигала 21 °C. В результате подогрева пусковой ток стартера уменьшился на 15–40 А.
Выводы по испытаниям УОПД-0,8
Подогрев карбюраторного двигателя ЗМЗ-410 автомобиля «Газель» ГАЗ-3302 с помощью УОПД-0,8:
• обеспечил легкий и надежный пуск холодного двигателя с 1–2 попыток после выдержки его в течение 36 часов при температуре -30 °C;
• осуществил разогрев охлаждающей жидкости в блоке двигателя до 21 °C за 7 минут разрядки ТА;
• привел к снижению пускового тока стартера на 15–40 А;
• повысил частоту вращения коленвала на 20–25 об/мин;
• снизил расход топлива на пуск и прогрев двигателя до температуры +40 °C на 175 г.
Установка тепловых аккумуляторов
В установке ТА на любую автомашину можно выделить следующие группы операций:
• определение места расположения ТА;
• монтаж гидравлической схемы;
• подключение блока управления;
• прокачка системы охлаждения;
• проверка и испытания.
Перед установкой ТА снимите положительную клемму с аккумулятора и слейте охлаждающую жидкость. Эффективная работа УОПД обеспечивается при обязательном наличии на автомобиле исправного термостата системы охлаждения. В качестве охлаждающей жидкости (ОЖ) необходимо применять только паспортные жидкости. Воду применять недопустимо.
Ввиду увеличения общего объема жидкости увеличится перепад уровней ОЖ в расширительном бачке. Поэтому максимальный уровень ОЖ в расширительном бачке необходимо устанавливать только при полностью прогретом моторе и заряженном тепловом аккумуляторе, т. е. при максимальном объеме расширенной ОЖ.
Определение места расположения ТА. Наиболее предпочтительно вертикальное или наклонное расположение ТА, при котором патрубки находятся внизу. Место расположения ТА определяет всю компоновочную схему установки. Для ВАЗ 2110/11/12 тепловой аккумулятор устанавливается на кронштейне, закрепляемом на левой передней стойке (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Установка ТА на автомобили ВАЗ 2110/ 11/12: вид моторного отсека с установленным ТА (от «АвтоПлюсМади»).
В автомобилях ВАЗ 2109/08 установка ТА производится почти вертикально на внутренний брызговик (кожух) колесной ниши правого крыла, находящийся под капотом. В кожухе крыла прорезается отверстие, в котором и располагается ТА, при этом часть его опускается внутрь кожуха.
ТА на автомобилях ВАЗ 2104/05/06/07 устанавливается на передней части левого брызговика с наклоном от левой фары к нижней части основного радиатора. Положение ТА ориентируется так, чтобы между его корпусом и крышкой лампы фары осталось достаточно места для ее снятия.
Если ТА устанавливается на автомобиль, не упомянутый выше, то полезно сделать шаблон ТА из картона и найти с его помощью подходящее место установки.
Монтаж гидравлической схемы. Монтаж состоит из подсоединения элементов ТА к системе охлаждения двигателя в соответствии с гидравлической схемой (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Гидравлическая схема соединений (от «АвтоПлюсМади»).
Монтаж гидравлических соединений составляет наиболее трудоемкую часть всей установки. Все шланги должны быть тщательно затянуты хомутами и не иметь изломов.
Подключение блока управления. Блок управления размещается под панелью приборов, слева от рулевой колонки. Кнопка «ПУСК» устанавливается в любом удобном для водителя месте. Жгуты проводов БУ подключаются согласно схеме соединений. Провод питания для электронасоса пропускается через перегородку моторного отсека и подключается к разъему электронасоса. Вывод «АКБ» подключается к блоку предохранителей (или замка зажигания) на любую клемму, где имеется напряжение при выключенном зажигании.
Прокачка системы охлаждения. При заполнении системы охлаждающей жидкостью (ОЖ) следует обратить особое внимание на удаление воздуха из системы охлаждения мотора и УОПД.
Заполнение системы ведется в следующей последовательности:
• включить питание тумблером на блоке управления;
• залить ОЖ в систему охлаждения, заполнив полностью радиатор и до половины расширительный бачок;
• включить режим «технологический пуск». Для этого необходимо нажать и удерживать в нажатом состоянии кнопку «Пуск» в течение 2–3 с до включения электронасоса. После этого кнопку отпустить. Выключение электронасоса производится повторным нажатием кнопки. Этот режим включается только при непрогретом ДВС или через 20 минут после его остановки. Доливайте ОЖ по мере снижения ее уровня в расширительном бачке. Для контроля заполнения ТА рекомендуется контролировать выход жидкости через верхний конец временно отсоединенного от тройника выходного шланга термоса.
Процесс прокачки контура УОПД заканчивается только после полного заполнения ТА ОЖ (дополнительный объем доливаемой жидкости должен быть не менее объема ТА, приведенного в таблице параметров). Признаком окончания процесса является отсутствие выходящих воздушных пузырей в горловине радиатора и соответствие объема добавленной жидкости.
После стабилизации уровня ОЖ закрыть пробку расширительного бачка. Выключить электронасос.
Запустить мотор, прогреть до рабочей температуры. При этом следить за уровнем ОЖ в расширительном бачке. По необходимости производить доливку.
После 15 минут работы мотора включится режим зарядки ТА. После его окончания заглушить мотор и заполнить расширительный бачок до штатного уровня. Для контроля полного заполнения системы ОЖ вновь запустить мотор и проехать на автомобиле 30–45 минут. После поездки проверить уровень ОЖ, при необходимости долить.
О добавлении охлаждающей жидкости
Если при значительном охлаждении автомобиля (-30 °C) уровень ОЖ в расширительном бачке существенно понизится, то не торопитесь доливать. Включите УОПД, запустите мотор, прогрейте его, зарядите ТА. Если после этого уровень ОЖ будет недостаточен, только тогда доливайте ОЖ.
Проверка и испытания. Итак, установка закончена. Начинается нормальная эксплуатация, а с нею и проверки эффективности. Фиксируйте все результаты пуска: время хранения, значения окружающей температуры, а также длительность и число попыток пуска. Если наблюдается довольно низкая наружная температура, то главный результат – успешный и легкий запуск двигателя будет налицо! Качественно оценка может быть произведена по уменьшению времени пуска и прокрутки стартера. Интересно будет и время прогрева двигателя до температуры
+4 °C°. Оно с УОПД может быть уменьшено в 2–3 раза. Можно измерить температуру головки блока контактным датчиком, которым оснащены многие мультиметры. Не обольщайтесь: головка блока не будет ощутимо теплой. Ведь главный прогрев произошел внутри рубашки цилиндров. Проколов шланг и поместив в место прокола контактный датчик, можно измерить температуру жидкости, входящей или выходящей из ТА, что позволит узнать, как сохраняется тепло в ТА. Впрочем, ваши измерения не могут улучшить эффект подогрева.
Установка УОПД-0,2–2 на автомобиль ВАЗ-21099
В качестве примера опишем установку УОПД-0,2–2 на автомобиль ВАЗ-21099. Установка ТА производится почти вертикально на внутренний брызговик (кожух) колесной ниши левого крыла, находящийся под капотом.
Для освобождения места под ТА снимаем бачок омывателя. Размечаем отверстие на 5–6 мм больше диаметра ТА, делаем его несколько эллиптическим в направлении оси автомобиля, поскольку ТА будет установлен под углом примерно в 30° от вертикали. Примеряем в месте соединения стойки с брызговиком новый 2-литровый бачок омывателя от ВАЗ-2105. Размечаем и сверлим отверстия под саморезы крепления бачка. Если вы не хотите отказываться от своего штатного бачка, попробуйте найти для него новое место крепления.
Вырезаем отверстие небольшой «болгаркой».
Обрабатываем края отверстия напильником. Надеваем на края разрезанный вдоль шланг, который будет служить прокладкой между ТА и краем отверстия. Делаем примерку установки ТА в отверстие и при необходимости увеличиваем отверстие. Прокрашиваем края отверстия краской и накладываем герметик для закрепления разрезанного шланга.
Надев скобу ложемента на ТА и вставив ТА в отверстие, намечаем место установки ложемента на внутренней части крыла. Просверливаем крепежные отверстия и закрепляем ложемент саморезами.
Продеваем скобу в ложемент, устанавливаем ТА и крепим его винтом скобы. Видно, что ТА установлен под небольшим углом и половина его утоплена вниз. Рядом установлен бачок омывателя, закрепленный на боковой кромке передка.
Подготавливаем шланги для подсоединения к ТА. Их длина берется с запасом. Надеваем поочередно шланги на патрубки ТА и протаскиваем их под капот. Отмечаем подводящий шланг, чтобы не перепутать его с выходным.
Соединяем с помощью отрезков шлангов тройник, кран отопителя и гидрораспределитель. Эту конструкцию можно оставить свободно висящей на шлангах.
Снимаем трос от штатного крана. Сам штатный кран фиксируем в открытом состоянии, потому что управление отопителем будет осуществляться от трехходового крана, установленного в предыдущем шаге. Прокладываем новый трос, закрепляем его на рычаге отопителя.
Устанавливаем и закрепляем в вертикальном положении на правом лонжероне электронасос. Его положение произвольно, важно только располагать его как можно ниже в моторном отсеке для того, чтобы в нем постоянно была охлаждающая жидкость.
Блок управления размещаем под панелью приборов на левой стороне центральной консоли. С пусковой кнопкой он соединяется с помощью разъемов. Пусковая кнопка устанавливается в резервное гнездо на приборной панели автомобиля. Пусковая кнопка имеет встроенную индикацию включения насоса. Жгут 1 блока управления выводится к пусковой кнопке, а жгут 2 – под капот к АКБ и электронасосу. Выводим жгут проводов от электронасоса к пусковой кнопке, а его провод питания протаскиваем под капот и подключаем к электронасосу.
Последовательно подключаем все шланги согласно гидравлической схеме устройства. Шланги должны прокладываться без резких перегибов и не контактировать с деталями выхлопной системы. Для избежания провисания и обеспечения аккуратной прокладки шланги удобно подвешивать и закреплять в соответствующих местах с помощью пластмассовых самозатягивающихся хомутов (стяжек). После подключения шлангов к электронасосу закрепляем трос к рычагу трехходового крана отопителя.
Заполняем систему охлаждения жидкостью. Заливаем тосол в радиатор и расширительный бачок. Включаем режим «технологический пуск» и доливаем тосол по мере снижения его уровня в расширительном бачке. Выключаем электронасос. Запускаем двигатель и прогреваем его до рабочей температуры. Следим за уровнем тосола и доливаем его по мере необходимости. Выключаем двигатель, проверяем уровень тосола, устанавливаем его несколько ниже минимального обычного уровня. Совершаем пробную поездку и проверяем вновь уровень тосола и работу устройства во всех режимах.
Источник