Подогрев двигателя электроэнергией

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТУЧКОВСКИЙ АВТОТРАНСПОРТНЫЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

Специальность 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».

 

 

 

 

По предмету: «Техническое обслуживание»

На тему: «Подогрев двигателя электроэнергией».

 

 

 

 

Выполнил: студент группы 4-Т-2                                                

 

Принял: преподаватель                                                                  Овсяников А.Г.

 

 

Оценка:______________

Тучково 2014 г.

При использовании электрической энергии в нагревательных элементах применяют: проводники первого рода — в виде проволоки из чистого металла или сплава и проводники второго рода — жидкости (охлаждающая жидкость — вода или антифриз).

В качестве проводника первого рода используют хромоникелевый сплав — нихром, выдерживающий высокую температуру нагрева (до 1150°С) и почти не увеличивающий свое электрическое сопротивление, а также железо-хромоникелевые сплавы (кантал, фехраль и хромаль).

Электронагревательные приборы с проводниками первого рода по конструкции подразделяются на приборы с открытым нагревательным элементом, погружаемым непосредственно в жидкость, и с закрытым нагревательным элементом, изолированным от жидкости.

Электронагревательный прибор с открытым элементом, рассчитанный на напряжение 65 в, состоит из открытой спирали из нихромовой проволоки диаметром 2 и длиной 2000 мм, помещенной на крестовину из шифера. Электронагревательный элемент монтируют в нижней трубе системы охлаждения двигателя ЯАЗ-204.

Открытый элемент неудобен в эксплуатации, так как покрывается накипью и загрязняется маслянистыми осадками, проникающими в охлаждающую жидкость, в результате чего спираль замыкает на массу.

Прибор с закрытым нагревательным элементом со спиралью из фехралевой проволоки показан на рисунке. Проволочная спираль диаметром 1,2 мм и длиной 19 м помещена внутри металлической трубки, заполненной изолирующим составом — порошком окиси магния. Нагревательный элемент устанавливают вместо горизонтального патрубка радиатора и заключают его в кожух из листового железа, изолированный снаружи асбестом. Потребляемая мощность подогревателя 3 квт. Подогреватель поддерживает температуру в системе охлаждения (двигателя ЯАЗ-204) на уровне 60—70°С при температуре окружающей среды 25°С. По опытным данным срок службы прибора 3 — 4 зимних сезона.

Рис. Электронагревательный прибор с закрытым элементом: 
а — электронагревательный прибор; б — схема установки прибора на двигателе ЯМЗ

Для проводников второго рода используется вода или антифриз в системе охлаждения двигателя. Так как электропроводность жидкости значительно изменяется в зависимости от ее температуры и содержания примесей газа, солей и т. д. (с изменением температуры от 5 до 90°С удельное сопротивление воды уменьшается в 3,5 — 4 раза), то соответственно будет изменяться и мощность электронагревателя. Поэтому данный тип электронагревателя целесообразно использовать при подогреве двигателей, когда температура охлаждающей жидкости постоянна или изменяется в небольших пределах (50 — 70°С), что обусловливает и незначительное изменение расхода электроэнергии.

Рис. Электронагреватель охлаждающей жидкости: 
а — схема включения; б — электронагреватель; 
1 — труба диаметром 1/2″; 2 — труба диаметром 1 1/2″; 3 — резиновые шланги; 4 — провода, подводящие ток

Электродный цилиндрический электронагреватель, применяемый при этом способе нагрева, состоит из двух труб диаметром 1/2″ и 1 1/2″. вставленных одна в другую и изолированных резиновыми втулками. Прибор включают в нижнюю часть рубашки охлаждения двигателя. Охлаждающая жидкость, поступающая во внутреннюю трубку, проходит через имеющиеся в ней прорези в пространство между трубками, нагревается там и выходит через другой конец внутренней трубки. Мощность прибора для двигателей типа ЗИЛ-164 — 3 квт и ГАЗ-51—2 квт.

В электронагревательных приборах большое значение имеет расход электроэнергии. Применение электронагревателей малой мощности (до 1 — 2 кыт) значительно увеличивает время разогрева двигателя до пусковой температуры по сравнению с более мощными приборами. С другой стороны, применение более мощных приборов при длительном подогреве приводит к значительному расходу электроэнергии. Поэтому электронагревательные приборы малой мощности целесообразно применять для длительного подогрева, а электронагреватели большой мощности (3 квт и более) — для разогрева двигателя перед пуском.

Рис. Схема групповой подводки электроэнергии к подогревателям автомобильных двигателей: 
1 — провода: 2 — предохранитель; 3 — розетка для включения; 4 — заземление; 5 — электронагревательный прибор; 6 — понижающий трансформатор; 7 — контакты реле; 8 — красная сигнальная лампа; 9 — реле

Учитывая большой расход электроэнергии в условиях длительного подогрева, целесообразно устанавливать в системе охлаждения термореле, выключающее электронагреватель при достижении температуры охлаждающей жидкости 40 — 50°С.

Схема групповой подводки электроэнергии к подогревателям двигателей показана на рисунке. При включении посредством трехполюсной вилки электронагревательный прибор двумя выводными зажимами соединяется с токонесущими проводами сети напряжением 220 в. Одновременно третьим проводом вилки рама автомобиля соединяется с проводом, присоединенным к земле, обеспечивающем заземление автомобиля во время стоянки.

В электрической схеме предусмотрена сигнализация, позволяющая следить за работой нагревательных приборов. Система сигнализации состоит из красной сигнальной лампы, включенной в сеть напряжением 12 в, и контактного реле. При включении электронагревательного прибора контакты реле замыкаются и автоматически включают сигнальную лампу.

При отключении прибора от сети или его повреждении контакты реле размыкаются и лампа гаснет. Разогрев масла в картере двигателя применяют лишь в сочетании с разогревом двигателя заливкой системы охлаждения горячей водой.

Рис. Монтажная схема установки трубчатого нагревательного элемента в картере двигателя ГАЗ-51: 
1 — трубка; 2 — спираль; 3 — штуцер; 4 — изоляционная втулка; 5 — шпилька; 6 — нагревательный элемент

Существуют различные конструкции электронагревателей масла в картере двигателя. На рисунке показана монтажная схема электронагревательного элемента для разогрева масла в картере двигателя ГАЗ-51. Элемент выполнен из стальной трубки, внутри которой помещена спираль из нихромовой проволоки. Электрическая мощность нагревателя в зависимости от емкости масляного картера и продолжительности прогрева при данной температуре окружающего воздуха составляет от 0,35 до 0,9 вт.

При длительном подогреве двигателя разогрев масла в картере не требуется. Хотя при этом способе и наблюдается снижение температуры масла в картере, но происходит оно довольно медленно и после 7 — 8 ч подогрева при температуре воздуха —20°С температура масла удерживается в пределах 0°С, т. е. масло еще сохраняет вязкость, удовлетворяющую условиям пуска двигателя.

Согласно действующим нормам по технике безопасности допускаемое напряжение электрического тока при электроподогреве не должно превышать 36 в. Учитывая, что снижение напряжения приводит к возрастанию силы тока, вследствие чего электрические устройства получаются громоздкими, на практике используют напряжение 65, 120 и 220 в с обязательным защитным заземлением.