Moottorinlämmitin
Moottorinlämmitin on laite, joka esilämmittää ajoneuvon moottorin. Moottorin lämmittäminen tapahtuu yleensä lämmittämällä moottorin nesteitä, kuten jäähdytinnestettä tai moottoriöljyä. Tyypistä riippuen, lämmitinlaite voi ottaa lämmitysenergiansa esimerkiksi sähköverkosta tai ajoneuvon polttoaineesta.
Moottorilämmittimen käyttö helpottaa kylmäkäynnistystä ja vähentää moottorin kulumista, pakokaasupäästöjä sekä polttoaineenkulutusta.[1]
Moottorin esilämmitysaika valitaan ympäristön lämpötilan mukaan. Moottorin esilämmitykselle on annettu suositusarvot, jotta oikean lämmitysajan valitseminen olisi helppoa. Lämmittimen valmistaja saattaa ilmoittaa laitekohtaiset suositusajat käyttöohjeessa. Motiva on julkaissut yleiset suositusaikataulukot.
Lämmittimen tuottama lämpöenergia saavuttaa termisen tasapainotilan moottorin lämpöhäviöiden kanssa, jolloin moottorin lämpötila ei enää nouse, vaikka esilämmitystä jatkettaisiinkin suositusta pidemmän aikaa. Esimerkiksi -17°C:n lämpötilassa lämpötasapaino saavutetaan noin kolmessa tunnissa. Moottorinlämmitin voi olla kytkettynä pitkiäkin jaksoja, sillä lämmitin ei vaurioidu liiallisen lämmittämisen seurauksena. Suositusaikaa pidemmällä lämmittämisellä ei saavuteta merkittäviä säästöjä polttoainetaloudessa taikka päästöjen laskua. Liiallinen lämmittäminen kuluttaa kuitenkin energiaa, eikä täten ole ekologista.[2][3]
Ajoneuvon ollessa aina kytkettynä tolppaan, voidaan käyttää ajastinta tai pakkasvahtia säätelemään moottorin lämmitystä. Ohjelmoitava ajastinkello säätää moottorin lämmityksen ajan perusteella: jos tiedetään lähtöaika, niin voidaan asettaa kello esim. 1 h aikaisemmalle. Pakkasvahti säätää moottorin lämmitystä katkomalla vastuksen sähkövirtaa pakkasen määrän mukaan, vähentäen ylilämmittämisen riskiä, mutta pitäen ajoneuvon jatkuvasti esilämmityslämpötilassa. Kovalla pakkasella pakkasvahti päästää virtaa koko ajan läpi. Verrattuna jatkuvaan lämmitykseen, pakkasvahdilla voi saavuttaa 40...60 % säästön lämmityskuluissa.[4] Ajastinkelloja ja pakkasvahteja saa niin sähköjohtoon kytkettävinä ulkoisina malleina, kuin myös ajoneuvon moottorinlämmitinjärjestelmään kiinteästi asennettuina laitteina.[5][6] Pulssitetun sähkön käyttö saattaa lyhentää lämmitinvastuksen elinikää.[7]
Esilämmityksen etuja erityisesti pakkaskeleillä ovat muun muassa pienempi polttoaineen kulutus käynnistettäessä, moottorin kulumisen vähentyminen ja kylmäkäynnistyksen helpottuminen. Moottorin tuottamat hiilidioksidipäästöt ovat suorassa suhteessa sen kuluttamaan polttoainemäärän ja katalysaattorin toimintakuntoonsa lämpenemiseen kuluva aika puolestaan häkä-, hiilivety- ja typen oksidipäästöihin. Esilämmitetty moottori alkaa myös tuottaa lämmintä ilmaa ohjaamoon nopeammin - tästä syystä sisätilanlämmittimen käyttöä kannattaa yrittää välttää, koska moottori tuottaa lämmön ohjaamoon melko nopeasti ajoon lähdettäessä. Esilämmitetyn moottorin polttoaineenkulutus kylmäkäynnistyksessä alenee noin 40 %[2], sekä esilämmittimen käyttö voi vähentää kylmän moottorin päästöjä jopa 60-80 %. VTT:n tutkimuksen mukaan yksi kylmäkäynnistys voi kuluttaa moottoria saman verran kuin 100 – 600km ajomatkaa lämpimällä moottorilla, jo pelkästään tästä syystä on moottorin esilämmittämisestä paljon hyötyä.[8][9]
Koska ajoneuvoja myydään paljon sellaisiin maihin joiden ilmastossa lohkolämmitin ei ole tarpeellinen, on lohkolämmitin harvoin tehdasasennettuna uudessa autossa, ja se pitääkin tilata jälkiasennuksena.
Lämmitintyypit voidaan jakaa energianlähteen mukaisesti polttoaineella toimiviin ja sähkökäyttöisiin lämmittimiin.
Polttoainekäyttöinen lisälämmitin on suosittu paikoilla joissa ei ole ulkoista energialähdettä, jolla voisi käyttää lohkolämmitintä. Polttoainekäyttöinen lisälämmitin lämmittää moottorin jäähdytinnestettä ja tavallisesti myös ohjaamon, käyttämällä ajoneuvon omaa polttoainetta. Laite ottaa toimintaan tarvittavan virran auton akulta, joten akun on oltava hyvässä kunnossa lisälämmitintä käytettäessä. Lisälämmittimen esilämmitysaika on lohkolämmitintä lyhyempi; yleensä 20 minuuttia riittää. Polttoainekäyttöiset lisälämmittimet ovat uusissa autoissa korvaamassa sähkökäyttöiset lämmittimet; esimerkiksi vuonna 2017 maahan tuoduista Volkswagen-henkilöautoista 70 prosenttiin asennettiin jo tehtaalla polttoainekäyttöinen lämmitin. [10]
Moottorinlämmittimet ovat yleisesti tehoiltaan 400 – 2240 wattia[11] (riippuen moottorin nestetilavuudesta), mutta henkilöauton lohkolämmittimet ovat teholtaan yleensä alle 1kW.
Letkulämmitin sijaitsee jäähdytinnesteletkussa, joka on yhteydessä sylinterilohkoon.[1] Letkuun sijoitetun lämmittimen asentamisessa tulee huomioida moottorin lämpötila-antureiden sijainti, ettei moottorin ohjausjärjestelmä saisi käynnistyksen yhteydessä virheellisiä arvoja muuta moottoria kuumemmasta nesteletkusta.[12]
Lohkolämmitin on vastuselementti, joka sijaitsee moottorin sylinterilohkon nestetilassa ja lämmittää moottorin jäähdytinnestettä.[1] Jäähdytinnesteen lämpeäminen saa aikaan hitaan nestekierron lohkossa. Lohkolämmitinvastuksen lanka toimii myös sulakkeena, eli lämmitinelementin ylikuumetessa lanka sulaa ja katkaisee virtapiirin. Vastuksen palamisen saattaa aiheuttaa esimerkiksi likainen tai liian vähäinen jäähdytinneste.[3]
Säteilylämmitin on ulkoinen lämmitinelementti, josta lämpöenergia siirtyy moottoriin johtumalla. Säteilylämmitin voi olla asennettuna sylinterilohkon tai öljypohjan kylkeen, jossa se lämmittää moottorin nesteitä.[1] Suomen ankariin oloihin monien automallien vakiona asennettava säteilylämmitin on kuitenkin usein riittämätön. Syynä säteilylämmittimen käyttöön uusissa autoissa on moottorin ohjausjärjestelmään kuuluvien lämpöanturien ilmaantuminen osiksi jäähdytysjärjestelmää. Valmistaja ei salli jäähdytysjärjestelmän muuttamista jälkiasennuksilla, joten maahantuoja ei voi asentaa parempaa lämmitintä.
Öljylämmitin on vastuselementti, joka on sijoitettu moottorin öljypohjan öljytilaan ja se lämmittää moottoriöljyä.[1]