Обзор предпусковых подогревателей

На оленях, пусть даже утром и даже ранним, не очень комфортно в тридцатиградусный мороз. То ли дело в теплом салоне автомобиля... Что, что? Уже при —18 не заводится? И отопитель не греет? А как же тогда быть?

Что бы ни писали в пресс-релизах производители автомобилей, обещая запуск и в –25, а очередную суровую русскую зиму водители по-прежнему встречают с опаской. Еще помнится прошлогодняя «ромашка» «Заведу – не заведу», холод промерзшего салона, наледь на стеклах и прочие атрибуты зимней эксплуатации.

Задавшись извечным вопросом «Что делать?», начинаешь понимать, что виноват в принципе сам, есть же выход и из этой коварной ситуации.

Итак, посмотрим, что может помочь автомобилистам справиться с капризами старого Деда, прописанного в Великом Устюге, и вспомним, почему двигатели в мороз так отчаянно не хотят заводиться. Начнем с конца.

В МИРЕ МОРОЖЕНЫХ МОТОРОВ

Почему же сильные холода зачастую приводят к полному «параличу» силового агрегата?

Причин на самом деле может быть несколько, например:

• неисправности в системах зажигания и топливоподачи;

• неисправности системы запуска двигателя;

• некачественные ГСМ.

Если с первыми двумя причинами можно успешно справиться, уделив своему автомобилю немного внимания (по части ремонта), то от третьей напасти уберечься довольно трудно.

В прошлом, когда рынок был насыщен в основном минеральными высоковязкостными маслами, а двигатели в большинстве своем были карбюраторными, проблема холодного пуска стояла острее, чем сегодня.

С началом массового применения на автомобилях систем впрыска топлива (механических, а потом и электронных) и появлением низковязкостных синтетических моторных масел запуск двигателя зимой перестал быть мукой. Поэтому и устройства, обеспечивающие подогрев моторного масла, перестали быть актуальными, хотя в северных районах России это оборудование до сих пор пользуется популярностью, в первую очередь у владельцев грузовиков.

Но, как всегда, есть одно «но», причем довольно существенное.

ДАЕШЬ ЛЕГКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ!

В прошлом году мы уже говорили о температурных свойствах бензинового и дизельного топлива, поэтому сейчас подробно на этом останавливаться не будем, а вспомним лишь основные аспекты.

Бензин отличается от солярки не только «цветом и запахом», но и химическими, а следовательно, и температурными свойствами. Но обо всем по порядку.

Бензины — это смесь углеводородов, они не имеют фиксированной температуры кипения, а испаряются в интервале температур от +35 до +200 градусов Цельсия. Легко воспламеняются и обладают желтоватым цветом (если нет подкрашивающих добавок). Температура вспышки —20...—40 градусов Цельсия, застывания — ниже —60.

Основное влияние на качество топливовоздушной смеси оказывает испаряемость (способность топлива переходить из жидкого состояния в парообразное). Ее оценивают фракционным составом. Испарение может быть статическим, когда нефтепродукт испаряется с неподвижной поверхности в неподвижную среду (воздух), и динамическим – при движении продукта и воздуха. Интенсивность испарения зависит от многих факторов: температура окружающей атмосферы и самого топлива, площадь поверхности, давление насыщенных паров и т.д. Образование горючей смеси в двигателях осуществляется при динамическом испарении, когда основное влияние на процесс смесеобразования оказывают скорость движения сред и степень распыления бензина.

Сегодня мы рассмотрим только легкие фракции (в «ПОТРЕБИТЕЛЬ. АВТОДЕЛА» №24/2002 тема фракционного состава топлива рассмотрена более подробно), наличие которых влияет на запуск и прогрев холодного двигателя.

Легкие фракции характеризуют пусковые свойства бензина, они нужны только в период пуска и прогрева, в дальнейшем из-за интенсивного испарения в бензопроводах и топливном баке приносят только проблемы, такие как образование паровых пробок, вследствие чего могут возникнуть перебои в работе двигателя. Поэтому количество «легкокипящих» углеродов в бензине ограничивают, температура начала кипения для всех сортов бензина должна быть не ниже +35°С.

Большинство автомобилистов знает о существовании «зимних» и «летних» сортов дизельного топлива, но не все слышали о том, что такое разделение присутствует и у бензинов. Это и не удивительно, ни на одной АЗС вы не встретите объявление о сезонном переходе на «зимний» бензин. Поэтому для автолюбителей остается загадкой, что же за сорт попадает в бак автомобиля из колонки АЗС?

Между тем у «зимнего» (за счет более легкого фракционного состава) испаряемость почти в три раза выше «летнего», но производить его дороже, а для транспортировки и хранения требуются емкости повышенной герметичности.

При использовании «зимнего» бензина обеспечивается надежный запуск при —15...—20 градусах, а возможный — при минус тридцати, в то же время при плюс пяти начинается образование паровых пробок. Применение «летнего» бензина полностью исключает образование пробок и связанных с этим неполадок в работе двигателя, но запуск уже при —5 становится затруднительным, а при минус двадцати – невозможным.

При температуре окружающего воздуха ниже

—25...—30 градусов для пуска холодного двигателя требуется предварительный подогрев или использование специальных пусковых жидкостей.

РЕСУРС — ДЕЛО ТОНКОЕ

Но если мотор в мороз все же запустился, то это совершенно не значит, что работать он будет устойчиво и «безболезненно».

При запуске непрогретого двигателя топливо конденсируется на поверхности цилиндра, смывает масляную пленку, тем самым увеличивая трение, что приводит к ускоренному износу деталей цилиндропоршневой группы.

Таким образом, с каждым холодным стартом потеря моторесурса составляет примерно 400—600 километров. Большая часть населения России проживает на территории, расположенной в зоне умеренного климата, где примерно 180 дней в году температура опускается ниже +5 градусов и около 100 дней — ниже 0 градусов Цельсия. Специалисты, занимающиеся этой проблемой в скандинавских странах, рекомендуют применять предпусковой подогрев, когда столбик термометра опускается ниже отметки +5 градусов. Следовательно, в наших условиях, при использовании предпусковых подогревателей, ежегодная экономия моторесурса вашего автомобиля составит около 80 000 километров!

А ТАК ЛИ СТРАШЕН ДИЗЕЛЬ ЗИМОЙ?

Нет, при правильном подходе и должном внимании проблем с дизельными двигателями (заметим — исправными) в холодное время года, как правило, не возникает. Но, согласитесь, бывают «непредвиденные» обстоятельства. И для того, чтобы быть подготовленными к возможным неприятностям, поговорим о свойствах пресловутой солярки.

Дизельное топливо состоит в основном из парафиновых нафтеновых и ароматических углеводородов. Температура вспышки примерно +35...+80 градусов, застывания – ниже минус пяти.

На легкий запуск и устойчивую работу дизеля влияет вязкость, химический и фракционный состав топлива и многие другие факторы.

Вязкость – сопротивление, которое оказывают частицы жидкости их взаимному перемещению под действием внешней силы. Значение вязкости существенно зависит от температуры. При понижении температуры она увеличивается, при повышении — уменьшается. В топливе для высокооборотистых дизелей вязкость нормируют при +20 градусах, для низкооборотистых — при +50 градусах Цельсия.

«Летние» сорта дизельного топлива загустевают уже при —3...—7 градусах Цельсия и становятся трудноподвижными. «Зимние» сохраняют подвижность до —30...—35 градусов.

При значительном повышении вязкости нарушается нормальная работа топливной аппаратуры, иногда подача полностью прекращается, и восстановить ее даже при помощи подручных средств (таких как паяльная лампа, антигель и пр.) довольно непросто и не всегда безопасно.

Помимо вязкости для обеспечения эксплуатации дизелей в холодное время года большое значение имеют низкотемпературные свойства топлива. При постепенном охлаждении оно становится мутным, это происходит по причине выпадения в осадок твердых углеводородов. Температуру, при которой в топливе появляются первые кристаллы, видимые невооруженным взглядом, называют температурой начала кристаллизации. Температура полной потери подвижности носит название температуры застывания.

Для «летних» сортов дизельного топлива температура помутнения должна быть не выше —5, а для «зимних» – не выше —25...—30 градусов. Если в топливе содержится вода (что бывает довольно часто), то оно помутнеет при 0 градусов Цельсия. Температура застывания должна быть на 5...10 градусов ниже температуры помутнения. Чем меньше эта разница, тем лучше качество топлива. Использовать его можно только при температуре окружающего воздуха выше точки помутнения.

Значения температуры помутнения, кристаллизации и застывания зависят от химического состава дизельного топлива. У парафиновых углеводородов эта температура обычно высокая, часто даже положительная. Именно поэтому нефти парафинового основания используют для получения «летних» сортов. Если применять зимой «летнее» или смешанное топливо, то выпадающие кристаллы будут забивать систему питания, подача его в двигатель нарушится или полностью прекратится.

Нефти, пригодной для производства «зимнего» топлива, сравнительно немного,а само производство гораздо сложнее и дороже.

На прилавках магазинов появляется все больше «чудодейственных» средств, предотвращающих кристаллизацию и застывание парафинов (т.е. загустевание топлива), но все они могут помочь лишь в том случае, если залить их в бак до того, как грянет мороз. Когда момент уже упущен и топливо «встало колом» в фильтрах и магистралях, помочь подобные составы уже не смогут. Поэтому, для облегчения запуска дизельных двигателей в холодное время года, разработаны специальные устройства предпускового подогрева и отдельного подогрева топливных систем.

Рассмотрев основные виды топлива, приступим к разговору о системах предпускового подогрева и устройствах, облегчающих запуск холодного двигателя. А также ознакомимся с основными характеристиками и особенностями каждого отдельно взятого типа.

АВТОНОМНЫЕ ЖИДКОСТНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ-ОТОПИТЕЛИ (НА ТОПЛИВЕ)

Особенности работы и конструкции

Упрощенная схема работы подобных устройств у всех моделей в принципе одинакова. Через специальную форсунку топливо автономным насосом подается в камеру сгорания (она для долговечности обычно выполнена из нержавеющей стали). Туда же при помощи небольшого вентилятора забирается и «атмосферный» воздух. Топливовоздушная смесь поджигается свечой или штифтом накаливания (представляет собой вольфрамовую спираль в керамической оболочке) и, сгорая, нагревает стенки теплообменника, контактирующие с охлаждающей жидкостью. Нагретый таким образом антифриз прокачивается через рубашку двигателя встроенным (или выносным) насосом.

За время своей работы (как правило, оно не превышает 60 минут) система доводит температуру охлаждающей жидкости до требуемых 65—80 градусов Цельсия. Это позволяет прогреть салон до комфортной температуры и без проблем запустить двигатель.

Современная аппаратура этого класса полностью автоматизирована и может функционировать самостоятельно, без вмешательства человека. Нужно только запрограммировать время включения, используя таймер, устанавливаемый в салоне автомобиля. Специально для пользователей с гибким графиком поездок разработаны модели с устройствами дистанционного управления, они позволяют начать или прекратить прогрев в любой нужный момент с расстояния до нескольких сотен метров. При оснащении одновременно ДУ и таймером с пульта можно отключить подогреватель, запущенный таймером в автоматическом режиме, или, соответственно, запустить его в любое удобное для владельца время.

Выбирая этот вид подогревателей, вы получаете:

• гарантированный запуск и прогрев двигателя и салона автомобиля (при наличии горючего в баке и определенного минимального заряда аккумулятора система готова к работе в любой момент);

• свободное ото льда и смерзшегося снега ветровое стекло – это не только избавит от утомительного «отскребания» льда, но и гарантирует хороший обзор с самого начала поездки;

• возможность управлять процессом дистанционно или запрограммировать включение на нужное вам время.

Удобство управления, эффективность и полная автономность такого оборудования сказались на его цене — $270—900 без установки, однако и это еще не предел.

НЕАВТОНОМНЫЕ ПРЕДПУСКОВЫЕ ЖИДКОСТНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ

Особенности работы и конструкции

Принцип действия таких систем основан на повышении температуры охлаждающей жидкости двигателя с помощью нагревательных элементов, которые подключаются к бытовой электросети 220 В, 50 Гц. Сами нагревательные элементы, в зависимости от конструкции, могут встраиваться непосредственно в блок цилиндров (модель с открытым подогревательным элементом) или устанавливаться в подкапотном пространстве рядом с двигателем и соединяться шлангами с системой охлаждения (модель с закрытой камерой).

Большинство подобных систем основано на естественном процессе теплообмена (конвекции) без принудительной циркуляции охлаждающей жидкости. Поэтому для прогрева двигателя требуется от одного до трех часов, длительность процесса напрямую зависит от мощности нагревателя и температуры окружающей среды.

Некоторые модели комплектуются таймерами, устройствами дистанционного управления, отдельными отопителями салона (работающими от той же внешней сети 220 В) и малогабаритными зарядными устройствами аккумуляторной батареи.

Стоимость данного оборудования — от $50 до $500 (в полной комплектации).

ТЕПЛОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Устройства облегчения пуска автомобильных двигателей такого типа предназначены для подогрева холодного двигателя при температуре окружающего воздуха до —30 градусов.

Особенности работы и конструкции

Тепловой аккумулятор при работающем двигателе накапливает охлаждающую жидкость высокой температуры и может сохранять ее в течение двух суток. Перед запуском силового агрегата горячий антифриз из резервуара прокачивается электрическим насосом по малому контуру системы охлаждения и подогревает его за одну-две минуты.

А вот с прогревом воздуха в салоне автомобиля могут возникнуть некоторые трудности. Если тепловой аккумулятор будет работать одновременно на двигатель и «печку», то температура в салоне с начальных –20 поднимется примерно до 0 г. При этом, если вовремя не запустить мотор, эффект от предпускового подогрева будет минимальным.

Время «зарядки» теплового аккумулятора составляет от двух до десяти минут.

Данное оборудование может устанавливаться как на легковые, так и на грузовые автомобили.

Цена, в зависимости от модели, — $125—300.

ПОДОГРЕВАТЕЛИ ТОПЛИВА ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Автоматизированные системы подогрева для легковых автомобилей позволяют повышать и поддерживать температуру топлива в предпусковой период и во время движения. Большинство из них состоит из электронного блока управления, проточного и предпускового нагревателей.

Предпусковой монтируется, как правило, на фильтр тонкой очистки топлива (термобандаж). В его задачу входит предотвращение парафинизации солярки в фильтре и восстановление ее подвижности для последующей подачи в магистраль.

Проточный — нагревает поток топлива в магистрали, когда столбик термометра опускается ниже +5°С, а также при работающем двигателе. Управление подобным устройствами может осуществляться как автоматически, так и вручную.

Oборудование не требует технического обслуживания, отличается простотой установки и длительным сроком эксплуатации. Ориентировочные цены — $40—45 за отдельные подогреватели и $80—100 — за систему.