Простой электрический нагреватель для подогрева или разогрева двигателя

Транспорт

тервала суровости погодных условий ГПОТ. Предложенная классификация суровости погодных условий представлена в табл. 2.

Предлагаемая методика может быть использована при определении необходимого суточного количе-

ства рейсов в зависимости от суровости погодных условий. Корректирование рейсов в зимний период функционирования ГПОТ позволит снизить эксплуатационные затраты и таким образом повысить эффективность перевозочного процесса.

Библиографический список

2.

Резник Л.Г. Индекс суровости условий эксплуатации машин // Нефть и газ. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2000 №1. С. 112-116.

Свистунова В.А., Петров А.И. Влияние погодных условий на формирование объемов перевозок городским пассажирским автомобильным транспортом // Научно-технический журнал «Транспорт Урала», 2009. №3 (22). С. 33 - 36.

Свистунова В.А., Петров А.И. Двухфакторная модель влияния погодных условий на удельный показатель

эффективности перевозочного процесса городского пассажирского общественного транспорта: материалы Международ. научн.-техн. конф. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2010. С. 268 - 271.

Свистунова В.А. Влияние суровости погодных условий на эффективность функционирования городского пассажирского общественного: материалы Всеросс. научн.-практ. конф. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2009. С. 255257.

УДК 629.113.001

ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ ПОДОГРЕВА ИЛИ РАЗОГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ

С. К. Томиямо1, В. С. Колчин2

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Рассмотрена возможность использования позистора для подогрева или разогрева автомобильного двигателя. Ил.1. Библиогр. 2 назв.

Ключевые слова: автомобильный двигатель; нагреватель; позистор.

A SIMPLE ELECTRIC HEATER FOR ENGINE HEATING OR WARMING S. K. Tomiyamo, V. S. Kolchin

National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The authors consider the possibility to use a posistor for heating or warming an automobile engine. 1 figure. 2 sources.

Key words: automobile engine; heater; posistor.

Эксплуатация автомобилей в районах с суровым климатом связана с интенсивным охлаждением механизмов, агрегатов, эксплуатационных материалов и поэтому имеет ряд особенностей. Производительность автомобилей в зимний период снижается иногда до 15 - 17%. В среднем время, затрачиваемое водителем на пуск и прогрев автомобиля в условиях низких температур, составляет 40 - 80 мин. В результате этого технически исправные автомобили опаздывают с выходом на линию на 1,0 - 1,5 ч. Затрата времени на подготовку автомобилей к выпуску составляет до 30% рабочего времени.

Низкие температуры воздуха и связанное с ними охлаждение агрегатов и эксплуатационных материалов затрудняют пуск двигателей, уменьшают надежность автомобилей, ухудшают экономичность (увеличивается расход топлива), усложняют обслуживание

автомобилей и их вождение.

Затруднения пуска двигателя возникают из-за сложности создания пусковой частоты вращения коленчатого вала, ухудшения условий смесеобразования и воспламенения смеси. Для надежного пуска двигателя скорость проворачивания или частота вращения его коленчатого вала должна быть равна или превышать минимальную пусковую частоту вращения, обеспечивающую процесс подготовки горючей смеси в карбюраторном двигателе или достаточную температуру конца сжатия в дизеле.

Эксплуатация автомобилей в условиях низких температур сопряжена с увеличением расхода топлива. Это объясняется:

повышением сопротивления в агрегатах трансмиссии из-за загустения смазки;

неполнотой сгорания, связанной с ухудшением

1Томиямо Сун Ки И, старший преподаватель, тел.: (3952) 405136. Tomiyamo Sung Kee Ee, senior lecturer, tel.: (3952) 405136.

2Колчин Василий Савельевич, кандидат технических наук, доцент, тел.: (3952) 405136, e-mail: kolchin@istu.edu Kolchin Vasily Savelievich, Candidate of technical sciences, associate professor, tel.: (3952) 405136, e-mail: kolchin@istu.edu

Транспорт

испарения и распыливания топлива;

необходимостью дополнительных затрат топлива на прогревы двигателя;

более длительной работой двигателя на пониженных и неустановившихся режимах (температурах).

Рассматривая влияние климатических факторов на зимнюю эксплуатацию автомобилей, необходимо учитывать и экологический аспект. Эффективность, надежность и качество работы водителя в значительной степени зависят от условий на рабочем месте. К числу этих условий относятся основные составляющие микроклимата рабочей зоны: температура, влажность и подвижность воздуха. Дискомфортный микроклимат если и не вызывает повреждающего эффекта, обязательно приводит к необходимости соответствующей перестройки функций организма человека. При длительной работе в неблагоприятных условиях скорее наступает утомление, и возникают связанные с ним ошибочные действия, которые могут привести к нарушениям безопасности движения или дорожно-транспортным происшествиям.

При низкой температуре воздуха организм человека (вследствие охлаждения) становится более восприимчивым к инфекционным заболеваниям. Расширение допустимого диапазона температур за счет более теплой одежды не дает желаемого результата. Одежда стесняет человека и ухудшает координацию движений. Температурные условия наиболее неблагоприятны зимой при хранении автомобилей на открытых стоянках и в неотапливаемых боксах. Способ тепловой подготовки должен обеспечить не только выпуск автомобиля на линию, но и соответствующие условия труда.

Работы по исследованию влияния низких температур на интенсивность изнашивания автомобилей, а также их агрегатов, систем и механизмов, ведутся многими авторами и организациями. Некоторые исследователи утверждают, что износ холодных двигателей в процессе пуска составляет 50 - 70% от общих эксплуатационных износов. Другие авторы считают, что пусковые износы составляют около 7% эксплуатационных износов.

Такие расхождения объясняются тем, что исследования велись в разное время, на различных типах двигателей и в различных условиях. Вместе с тем, все без исключения исследователи подтверждают тот факт, что интенсивность изнашивания большинства элементов машин в условиях низких температур выше, чем в некотором диапазоне положительных температур.

Для облегчения пуска двигателя и уменьшения износа деталей и механизмов необходимо производить подогрев и разогрев двигателя. Это можно осуществить различными стационарными (парогенераторами, тепловыми пушками, инфракрасными подогре-

вателями) или автономными устройствами (предпусковыми подогревателями).

В существующих электрических нагревателях имеются следующие недостатки: возможность перегрева масла; необходима регулировка температуры нагревателя;

сложность конструкции; пожароопасность.

Авторы предлагают использовать в качестве на-эевательного элемента полупроводниковый прибор -ерморезистор с положительным коэффициентом теплоотдачи (позистор).

Основное свойство данного полупроводника заключается в том, что при повышении температуры увеличивается сопротивление, что ведет к снижению тока, протекающего через прибор, и соответственно к снижению его мощности. Благодаря этому свойству прибора, в предлагаемом нагревателе нет дополнительных регуляторов температуры, что способствует снижению массы, габаритов прибора, упрощению конструкции и повышению надежности.

В качестве нагревательного элемента выбран позистор РТС-Н 6,8 Ом ±30% 450 В ТУ РБ 07612048.01197. Данный прибор имеет максимальную температуру 173°С и мощность рассеивания 12 Вт на 1 см2.

Мощность, потребляемая электронагревательным прибором,определяется по формуле, Вт:

N

е

нагревателя

где:т- время затрачиваемое для нагревания жидкости, т = 1800с; е - количество теплоты, передаваемой от нагревательного прибора жидкости (Дж), которое определяется по формуле:

е = См • Шм А + с

-ст

Ш„ 'А,

где см - удельная теплоемкость масла,

дж кг  К

Сет - удельная теплоемкость стали,

дж кг  К'

Шл

масса масла, кг; ш - масла поддона, кг; А - разность температур после нагрева и до нагрева.

При нагреве от -25°С до +25°С за 30 мин мощность нагревателя для автомобиля КамАЗ составила 700 Вт.

Учитывая мощность нагревателя (рисунок) и размеры поддона двигателя, принято решение использовать прибор размерами 80х80х2,5 мм.

г

Iral

Транспорт

2 3

1X7

Схема нагревателя: 1 - поддон двигателя; 2 - медная пластина; 3 - позистор; 4 - асбестовое полотно; 5 - корпус нагревателя

Позистор помещен в текстолитовый (либо из термостойкой пластмассы) корпус размерами 102х102х15 мм с выточкой под нагреватель 82х82х2,6 мм. От корпуса устройства позистор отделен асбестовым полотном толщиной 1 мм. Сверху позистор накрывается медной пластиной с размерами 98х98х3 мм, которая крепится к корпусу устройства четырьмя винтами МЗ. Питание нагревателя осуществляется от общей сети через штепсельный разъём ОСИ-115 (предохранитель 5 А) кабелем ПВС 3х1,5. Для обеспечения безопасности работы устройства, медная пластина, которая непосредственно контактирует с автомобилем, заземлена.

Устройство крепится к поддону двигателя снизу при помощи скобы, которая прикручивается болтами крепления поддона. Между медной пластиной и поддоном для обеспечения лучшей теплопередачи целесообразно использовать пасту КПТ-8 или аналогичную TITAN.

При подключении устройства к электрической сети через позистор начинает проходить ток. При низкой температуре его сопротивление мало, в связи с этим сила тока, проходящего через него, велика, и мощность прибора максимальна. При достижении максимальной температуры корпуса прибора в 173оС его сопротивление резко увеличивается, соответственно сила тока уменьшается и мощность снижается. Как только температура достигает 75-80оС - сопротивление уменьшается.

Соответственно, чем больше времени отведено на разогрев, тем до большей температуры можно разогреть масло (но не более 170оС).

Позистор можно использовать в устройствах для подогрева или разогрева других агрегатов и механизмов автомобиля (коробок передач, редукторов мостов, аккумуляторных батарей и т.д).

1

Библиографический список

1. Николаев Л.А., Сташкевич А.Л., Захаров И.А. Система подогрева тракторных двигателей при пуске. М.: Машиностроение, 1977. 191 с.

2. Чистяков М.Н. Справочник молодого рабочего по радиоизмерительным приборам. М.: Высш. шк. 1990. 190 с.