Предельная  температура  для  пуска  бензиновых  двигателей  составляет -30°С,  дизельных -30°С,  турбодизельных -25°С.  Запуск двигателя при более низких температурах автоматически снижает его срок службы.  Густое вязкое масло еще не успело разойтись по масляным каналам, увеличивается износ поршней, цилиндров, шеек коленчатого вала, коренных и шатунных вкладышей, повышенное трение деталей приводит к преждевременному износу и повышенному потреблению топлива для поддержания холостых оборотов.

Одновременно с этим компрессия двигателя падает из-за увеличения зазоров между стенками цилиндров и поршнями, а также  между  клапанами  и  направляющими,  соответственно  требуется больше масла и топлива для обеспечения запуска. Когда же двигатель прогреется до рабочей температуры, данный параметр приходит в норму. Следовательно,  пока  температура  двигателя  не  возрастет  до  определенной температуры, трение происходит в сухую.

 

В  настоящее  время  существуют  технологии  способные  подогревать двигатель автомобиля до рабочей температуры, такие как: топливный подогреватель, электрический предпусковой котел. Топливный предпусковой подогреватель  является  автономным  устройством  и  работает  на  топливе автомобиля. Электрический  предпусковой  котел  не  задействует  ресурсов автомобиля,  а  требует  подключения  к  внешнему  источнику  питания.

Все перечисленные устройства в полном размере справляются с поставленной задачей, но всем устройствам необходим внешний источник питания: топливо, или электричество. В данной работе рассмотрен способ без топливного  предпускового  подогрева,  не  требующий  использования  внешних  ресурсов,  способный  составить  конкуренцию  существующим  устройствам для подогрева двигателя в зимний период.

 

Во  время  работы  в  двигателях  внутреннего  сгорания,  лишь малая часть вырабатываемого тепла  затрачивается непосредственно на движение  автомобиля.

 

На  бензиновых  двигателях,  эта  отметка  в  среднем  колеблется  в  районе 32%,  в  то  время  как  у  дизельного  тот же показательт равен  приблизительно 45%  от  всего  вырабатываемого  тепла.  Следовательно, можно сделать вывод, что большая часть тепла тратится практически в пустую. Незадействованную энергию, вырабатываемую двигателем, можно использовать для выработки электричества. Для этого необходимо  внедрить  в  конструкцию  автомобиля  термоэлектрический  генератор. 

 

Термоэлектрический генератор представляет собой совокупность термопар,  электрически  соединенных,  как  правило,  последовательно.

 

В стандартном термоэлектрическом модуле термопары помещаются между двух плоских керамических пластин на основе оксида или нитрида алюминия.  Для  выработки  электричества  необходимо  обеспечить  разницу температур  между  холодной  и  горячей  стороной  термоэлектрического модуля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предполагается  задействовать  тепловую  энергию  системы охлаждения двигателя  автомобиля  во  время  его движения. Температура охлаждающей  жидкости  в  прогретом  двигателе  составляет  от 90-110°C.  В  результате чего, может достигаться разница температур от 90-150°C на горячей и холодной стороне термомодуля. Подобных показателей будет достаточно для выработки электричества, которое будет накапливаться в дополнительном аккумуляторе для питания системы подогрева.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Непосредственный подогрев двигателя предполагается осуществлять инфракрасным  подогревателем,  с  рабочим  напряжением  в 12  вольт,  что соответствует напряжению бортовой сети автомобиля. Инфракрасный подогреватель  представляет  собой  пленку  с  карбоновым  напылением,  способную  нагреваться  до 45°C. Для  подогрева  будет  использован масляный  поддон  автомобиля,  где  будет  осуществляться,  подогрев  масла  для предотвращения увеличения его вязкости.

 

Помимо подогрева масла необходимо  осуществлять,  подогрев  амортизаторов  автомобиля,  для  предотвращения  их  выхода  из  строя  в  условиях  низких  температур.  Подобная установка поможет снизить повышенное трение деталей, которое приводит к  преждевременному  износу  и  повышенному  потреблению  топлива  для поддержания холостых оборотов автомобиля, а также снизить вредные выбросы в атмосферу, т.к. после запуска двигателя автомобиля время прогрева уменьшится.

 

Волков Н.А., Чайников Д.А.

Технология безтопливного подогрева ДВС для пуска двигателя в условиях низких температур

Термоэлектрический модуль
Технология безтопливного подогрева ДВС для пуска двигателя
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru