Нагрев двигателя паром: процесс в деталях

Пар из котла под высоким давлением (0,3—0,5 кГ/см2) поступает в трубопровод. Оттуда через паровой вентиль и резиновую трубку пар поступает в систему охлаждения мотора, через отверстие в специально установленном штуцере и затем конденсируется.

Наиболее уместно подводить пар напрямую к блоку цилиндров посредством специального штуцера, приваренным к крышке люка рубашки системы охлаждения на блоке цилиндров (ЗИЛ 164) либо вкрученный в отверстие на головке цилиндров (ГАЗ 51). На моторах ЗИЛ 130 и ГАЗ 53 — посредством отверстия, которое предусмотрено в рубашке блока с целью установки отдельного подогревателя. В моторах ЯМЗ-236 пар может непосредственно поступать в штуцер подогревателя.

При применении указанных методов и использовании штуцера, через который подается пар, с калиброванным отверстием с 3,5—4 мм в диаметре для моторов ЗИЛ 164 и ГАЗ 51 и 7 мм для мотора ЯМЗ, длительность разогрева будет составлять 25—30 минут.

С целью разогрева холодного мотора, в котором вся жидкость слита из системы охлаждения, откручивают пробку патрубка радиатора, продувают паром подводящую трубку, потом подсоединяют ее к штуцеру и подают пар. Капот и радиатор автомобиля покрывают утепленными чехлами. После небольшого нагрева системы паром в нее равномерно подают воду. Нагрев продолжается до тех пор, пока не станет возможным легкое проворачивание коленчатого вала рукой, что и обеспечивает запуск мотора. Прогревать мотор во время между рабочими сменами можно путем ввода пара напрямую в систему наполненную водой. Излишняя вода, образовавшаяся вследствие конденсации пара, выливается наружу через отводной шланг радиатора.

Используется в основном две технологии разогрева и прогрева моторов автомобилей перед запуском:

• При постоянном прогреве и разогреве моторов, используют систему с однопроводной раздачей пара.
• Для разогрева мотора перед его запуском используют систему, состоящую из двух трубопроводов, через один в двигатель поступает пар, а во второй в систему охлаждения заливается вода. Трубопровод, через который поступает вода, делается циркуляционным. Иногда для уменьшения времени разогрева мотора в трубопровод подается горячая вода.

Пар в первой технологии применяется для нагревания мотора автомобиля перед заливкой воды в систему охлаждения, а во втором для нагревания уже залитой воды в систему. Преимуществом первой технологии является ее простота в применении, эффективность, надежность и меньшие по сравнению со вторым способом капиталовложения. Применение технологии второго способа дает большее преимущество, применение низкого давления и чистота на площадке позволяют соблюсти технику безопасности.

Для того чтобы в трубопроводах не замерзла вода и чтобы избежать потери тепла, их прокладывают в коробах, изготовленных из бетона или дерева. Трубы укутывают теплоизоляционными материалами и засыпают шлаком или землей. Укладку труб производят наземным и подземным (не более 1 м глубиной) способом с использованием скользящих опор для обеспечения свободного линейного расширения. Для лучшего отвода конденсата возникающего при остывании пара, трубопровод укладывают с вертикальным уклоном в 0,005 градусов. В начале и в конце трубопроводов устраивают специальные конденсационные горшки, через которые сливают конденсат в канализацию. На трубопроводах должны быть предусмотрены компенсаторы, которые предохраняют систему охлаждения от деформаций и повреждения при изменении температуры.

Направление потока пара обязательно должно исключать интенсивное и прямое местное нагревание металлических деталей мотора и окружающих предметов, что может привести к их разрушению и деформации.

По длине трубопровода устраивают колодцы для отвода от труб стояков, на концах которых устанавливаются разветвители с вентилями. Это делается для подсоединения сразу нескольких шлангов, которые смогут подавать пар или воду к нескольким двигателям.

Исследования, которые были проведены специалистами НИИАТа, выявили, что в блоке цилиндров происходит наиболее равномерное нагревание в том случае, когда пар поступает в среднюю часть и имеет направление сверху вниз. Также при этом наблюдается хорошее прогревание подшипников.

Когда использовать подобный прогрев?

Нагревание мотора автомобиля паром имеет смысл использовать в районах, в которых средние январские температуры составляют ниже -10° С. В таких районах наиболее чаще применяется предпусковой прогрев двигателей. Также пар одновременно с прогревом двигателя применяют и для нагревания масла, которое находится в картере. Для этого на нем располагают кожух или устанавливают вентиль с отверстием.

В зимний период при прогреве двигателей автомобилей паром возможны случаи внезапной остановки поступления пара. Для того чтобы вода в этом случае не вытекла из системы охлаждения и не замерзла, что может привести к деформациям двигателя, применяют клапанный вентиль, который открывается при возникновении давления и закрывается при его прекращении. Присутствие такого клапана способствует предотвращению вытеканию воды из системы и позволяет среагировать на отсутствие давления без последствий. На прогрев двигателя до рабочей температуры когда ниже минус 15-20 градусов расходуется около 5 кг пара, и занимает это приблизительно 17 минут.

Если автомобили постоянно находятся на улице, то пар, находящийся в трубопроводах под давлением 0,4-0,5 кг/см^2, может обеспечить прогрев двигателей при температурах достигающих до минус 30 градусов. Когда температура достигает более низких значений, давление пара должно составлять 0,6-0,9 кг/см².

Методы прогрева и подогрева между рабочими сменами двигателей паром применяется в основном на территориях крайнего севера, когда круглогодичная температура воздуха держится на отрицательной отметке.