Разогрев и подогрев двигателя электрической энергией

Проводники первого рода

В качестве проволоки для первого рода проводников чаще всего используют сплав хрома и никеля, который называется нихром. Этот сплав выдерживает температуру в 1150 градусов по Цельсию, при этом почти не поднимается электрическое сопротивление. Кроме нихрома еще используют проволоку из таких железо-хромоникелевых сплавов как хромаль, кентал и фенталь.

Виды нагревательных устройств с проводником первого рода

Электрически нагреваемые приборы, в которых используется проводник первого рода, делятся на два типа, в зависимости от конструкции. Первый вид - это приборы, нагревательный элемент которых открыт и непосредственно в открытом виде погружается в жидкость. Второй вид - это закрытые нагревательные приборы, проводник которых закрыт и изолирован от жидкости.

Устройства с открытым нагревательным элементом

Электронагревательное устройство с открытым проводником, который рассчитан на напряжение тока в 65 Вольт, состоит из открытой нихромовой спирали, длиной 2 тысячи миллиметров и диаметром в 2 миллиметра. Эта спираль размещена на крестовине из шифера. На двигателе ЯАЗ-204 такой прибор устанавливают в нижней трубе охлаждающей системы.

Приборы с открытым нагревательным элементом в эксплуатации неудобны, потому что проводник загрязняется осадками масла, которые попадают в охлаждающую жидкость, из-за этого возникает замыкание на массе.

Устройства с закрытым нагревательным элементом

Устройство с закрытым нагревательным элементом из фехралевой спирали устроено таким образом: фихралевая проволока длиной 19 метров и диаметром 1,9 миллиметра, установлена в трубке из метала, в которой находится изолирующий материал, в данном случае это порошкообразная окись магния. Такое нагревательное устройство монтируют на место горизонтального патрубка радиатора. Само устройство закрывается железным кожухом, который снаружи изолируется асбестом. Такой подогреватель потребляет мощность в 3 кВт. В системе охлаждения такой электрический подогреватель поддерживает температуру в 60—70°С, если температура воздуха снаружи равна 25°С. Срок эксплуатации такого прибора примерно четыре зимних сезона.

Устройства со вторым видом проводников

В устройствах со вторым родом проводников используются охлаждающие жидкости, в качестве которых выступают антифриз или вода. Мощность такого электронагревателя изменяется из-за свойств жидкости (температуры, наличия в составе газов и соли). При нагревании жидкости от 5°С до 95°С её электросопротивляемость уменьшается примерно в четыре раза. Именно из-за этого такие электронагреватели используют там, где охлаждающая жидкость не сильно нагревается, в пределах от 50 до 70°С. Это обуславливает небольшие затраты электроэнергии.

Электродный цилиндрический нагреватель охлаждающей жидкости состоит из двух железных трубок разного диаметра (0,5 и 1,5 дюйма), которые вставлены одна в другую. Трубки изолированы при помощи резиновых втулок. Охлаждающая жидкость, которая поступает во внутреннюю трубку, через прорези попадает в пространство между трубками, в котором нагревается до нужной температуры и выходит через другой конец внутренней трубки. Для двигателей типа ЗИЛ-164 мощность такого прибора составляет 3 кВт, для двигателей типа ГАЗ – 51 эта мощность равна 2 кВт.

Расход электроэнергии в нагревательных устройствах

Очень важную роль в электронагревательных устройствах играет расход электрической энергии. Приборы с малой мощностью 1-2 кВт тратят на подогрев двигателя намного больше времени по сравнению с более мощными устройствами. Более мощные устройства (более 3 кВт), в свою очередь тратят намного больше электроэнергии. Исходя из этого, электронагревательные устройства маленькой мощности применяют для длительного разогрева, а высокой мощности для разогрева незадолго до запуска двигателя.

Из-за большого расхода электроэнергии при длительном подогреве охлаждающей жидкости идеально будет установить в систему термореле, которое будет выключать электронагревательное устройство, как только температура жидкости достигнет 40-50 градусов по Цельсию.

В схеме групповой подводки электрической энергии к электронагревательным устройствам двигателей используется трехполюсная вилка. При включении этой вилки электронагревательное устройство через тонкие проводники соединяется с системой напряжения в 220 Вольт. Вместе с этим третий полюс вилки соединяет раму автомобиля с проволокой, присоединенной к земле, благодаря этому автомобиль во время стоянки получает заземление.

Сигнализация

В схеме проводки электрической энергии также предусмотрена сигнализация, которая позволяет следить за работой электронагревательных устройств подключенных к электросети. Такая сигнализация состоит из контрольного реле и сигнальной лампы красного цвета, подсоединенной к электросети с напряжением 12 Вольт. После включения электронагревательного устройства реле замыкается и тем самым автоматически зажигает сигнальную лампу. При отключении от электросети или повреждении прибора, размыкаются контакты реле и лампа перестает работать. В картере двигателя масло разогревают только в том случае, если вместе с этим разогревается двигатель путем заливания горячей воды в систему охлаждения.

Электронагреватели для масла в картере двигателя

Электронагревательные устройства масла в картере двигателя также бывают различных конструкций. Возьмем, например, монтажную систему элемента для электронагревателя масла в картере двигателя автомобиля типа ГАЗ-51. Сам элемент состоит из спирали, изготовленной из нихромовой проволоки, которая помещена в стальную трубку. Мощность такого электронагревателя будет в пределах от 0,35 до 0,9 Вт, зависит она от объема картера с маслом и времени подогрева при средней температуре окружающего воздуха.

Если для подогрева двигателя используется длительный способ подогрева, то подогревать масло, которое находится в картере двигателя не нужно. Но при использовании этого способа подогрева температура масла в картере двигателя снижается. Так, после восьми часов подогрева температура масла в картере удерживается на уровне нуля градусов по Цельсию, что позволяет ему быть достаточно вязким, что необходимо для запуска двигателя.

Техника безопасности

Исходя из правил техники безопасности, напряжение электрического тока при электрическом подогреве двигателя не должно превышать предел в 36 вольт. Но так как из-за снижения электрического напряжения возрастает сила электрического тока, устройства для этого нужны очень громоздкие и неудобные, поэтому чаще всего используют устройства с напряжением в 220, 120 и 65 вольт, в которых для защиты присутствует обязательное заземление.