Электрофакельное устройство облегчения холодного пуска

Электрофакельное устройство

Электрофакельное устройство служит для облегчения пуска холод­ного двигателя при температуре до минус 20°С путем подогрева воздуха, поступающего в цилиндры двигателя факелом пламени. Это устройство состоит из двух электрофакельных свечей (рис.60), электромагнитного топливного клапана 16, реле включения свечей 14, термореле 12 с резистором, реле отключения обмотки генератора 9,кнопки включения 13 и контрольной лампы 15. Элементы электрофакельного устройства, соединенные между собой проводами, образуют электрическую схему, включенную в общую схему электрооборудования автомобиля.

Рис. 60. Электрическая схема электрофакельного подогревателя: 1 – выключатель приборов и стартера: 2 – реле включения и блокировки выключателя «массы»; 3 – кнопка выключателя «массы»; 4 – выключатель “массы”; 5 – реле включения стартера; 6 – аккумуляторные батареи; 7 – дублирующий выключатель стартера; 8 – стартер; 9 – реле включения обмотки возбуждения генератора; 10 – регулятор напряжения; 11 – обмотка возбуждения генератора; 12 – термореле; 13 – выключатель электрофакельного подогревателя; 14 – реле включения свечей на максимальное напряжение; 15 – контрольная лампа; 16 -электромагнитный топливный клапан; 17 – электрофакельная свеча.

Электрофакельные свечи установлены во впускных трубопроводах двигателя. К свечам подводится топливо из магистрали низкого давления системы питания двигателя. В свече имеется электрический нагревательный элемент (спираль); при подаче напряжения на этот элемент он нагревается, что приводит к испарению и возгоранию топлива в виде факела у выхода из свечи.

Электромагнитный клапан 16 обеспечивает подачу топлива к свечам при включении устройства, он установлен на двигателе.

Реле включения 12 вместе с резистором обеспечивают предваритель­ный нагрев свечей до начала пуска двигателя и включение электромагнитного клапана перед пуском двигателя. Реле выполнено в виде контактов из биметаллической пластины, которые замыкаются по мере ее нагрева. Резистор (сопротивление) представляет собой открытую нагревательную спираль. Реле 12 и резистор установлены на панели кабины.

Реле 9 отключения обмотки возбуждения генератора отключает его при пользовании электрофакельным устройством для предохранения факельных свечей от напряжения, вырабатываемого генератором. Реле 14 обеспечивает работу свечей при включении стартера.

Перед началом пользования электрофакельным устройством вклю­чают «массу», тем самым напряжение подается на выключатель приборов и стартера 1 и на реле включения и блокировки выключателя «массы» 2. Затем ключ выключателя 1 устанавливают в первое фиксированное положение «Нагрев», что приводит к замыканию верхних контактов реле 2. Нажатием кнопки 13 замыкают цепь факельных свечей, при этом ток к свечам проходит через резистор реле 12, что обеспечивает напряжение на свечах 19В. Проходящий ток разогревает свечи. Одновременно при нажатии кнопки 13 напряжение подается на реле 9, отключающее обмотку генератора.

По истечении 1. 2 минуты в зависимости от температуры окру­жающего воздуха биметаллическая пластина реле 12, нагреваясь, изгибается, замыкает контакты, напряжение подается на электромагнитный клапан 16, который открывается, обеспечивая доступ топлива к свечам. Одновременно загорается контрольная лампа 15, что свидетельствует о готовности устройства к пуску.

При повороте ключа выключателя во второе, нефиксированное поло­жение начинает работать стартер. Одновременно включается обмотка реле 14, которая переключает свои контакты, тем самым шунтирует (закорачивает) реле 12. Это позволяет подавать на свечи полное напряжение аккумуляторных батарей, минуя резистор 12, так как при включении стартера напряжение на батареях падает.

Когда стартер прокручивает коленчатый вал, топливный насос низкого давления подает топливо к разогретым свечам, при этом клапан насоса высокого давления и клапан фильтра тонкой очистки перекрывают сливные трубопроводы и топливо передается только к свечам. Топливо в свечах испаряется, воспламеняется в виде факела и нагревает воздух, поступающий в цилиндры двигателя.

После пуска двигателя выключатель стартера возвращается в фик­сированное положение, реле 14 размыкает цепь, через которую на свечи подавалось полное напряжение. Если есть необходимость и дальше нагревать воздух во впускных трубопроводах до устойчивой работы двигателя, водитель продолжает удерживать кнопку 13 во включенном положении. При отпускании кнопки 13 выключается реле 12, подача топлива к свечам через клапан 16 прекращается, сигнальная лампа гаснет. Одновременно реле 9 выключает обмотку возбуждения генератора.

Электрофакельное устройство КамАЗ

Электрофакельное устройство (ЭФУ) предназначено для облегчения пуска холодного двигателя при температуре окружающего воздуха ниже минус 5 о С. Применение ЭФУ эффективно при температуре окружающего воздуха до минус 22 о С, при более низких температурах следует применять предпусковой подогреватель.

Принцип действия ЭФУ основан на подогреве воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, факелом свечей. Топливо, поступающее к свече, сгорает не полностью. Несгоревшая часть его в виде паров и разогретого газа поступает в цилиндры, способствуя возникновению в камере сгорания дополнительных очагов воспламенения. Факельные свечи подсоединены к магистрали низкого давления системы питания двигателя топливом на участке фильтр тонкой очистки топлива – ТНВД.

При пуске двигателя топливоподкачивающий насос подает топливо через фильтр тонкой очистки 17 (рис. 35) к свечам 13. Перепускной клапан ТНВД и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива закрыты и топливо под давлением поступает на свечи ЭФУ с минимальной задержкой от момента открытия электромагнитного клапана 11. При давлении больше 25…45 кПа (0,25…0,45 кгс/см2) клапан- жиклер открывается, поддерживая оптимальное давление перед жиклером свечи ЭФУ для устойчивого горения факела.

Сила тока, потребляемого ЭФУ, не оказывает отрицательного влияния на последующий стартерный разряд аккумуляторных батарей. При этом в 4-6 раз снижается сила тока, потребляемого стартером, вследствие более ранних вспышек в цилиндрах двигателя.

При включении кнопки ЭФУ напряжение от аккумуляторных батарей через реле включения ЭФУ и термореле подается на факельные свечи. Одновременно с разогревом свечей нагревается и срабатывает термореле, включая электромагнитный клапан и сигнализатор в блоке сигнализаторов. При этом клапан открывается и топливо поступает к свечам, а загорание сигнализатора указывает на готовность устройства к пуску двигателя.

Кроме того, при включении кнопки ЭФУ напряжение подается на реле, которое разрывает цепь обмотки возбуждения генератора, что необходимо для защиты свечей от напряжения, вырабатываемого генератором, когда выход двигателя на устойчивый режим сопровождается работой ЭФУ. Сохранение факела при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя после пуска способствует быстрому выходу его на самостоятельный режим работы и уменьшению дыма, возникающего у непрогретого двигателя.

Сопротивление спирали термореле выбрано таким, чтобы на выводах свечей обеспечивалось напряжение 19 В (номинальное напряжение свечи).

При пуске двигателя выключателем приборов и стартера через дополнительное реле включается стартер. Одновременно срабатывает реле, контакты которого шунтируют термореле, то есть на выводы свечей подается напряжение, минуя спираль термореле, так как при проворачивании коленчатого вала двигателя стартером напряжение батарей снижается.

Во избежание повышения напряжения на свечах после пуска двигателя, при работе ЭФУ так же предусмотрено отключение обмотки возбуждения генератора.

Электрофакельное устройство облегчения холодного пуска

Облегчение пуска холодного двигателя обычно достигается за счет создания в камере сгорания необходимой концентрации паров горючих жидкостей (легковоспламеняющиеся пусковые жидкости «Холод-40» для дизелей и «Арктика» для бензиновых двигателей) или путем повышения температуры воздушного заряда, поступающего в цилиндры.

На автомобилях КамАЗ для обеспечения пуска холодного двигателя в зимний период применено электрофакельное устройство подогрева воздуха, поступающего в цилиндры. Подогрев воздуха осуществляется от факела, образующегося во впускных трубопроводах двигателя при сгорании дизельного топлива в период пуска. Повышение температуры всасываемого воздуха дает возможность увеличить температуру конца сжатия в цилиндрах двигателя и этим облегчить условия самовоспламенения топлива.

Применение электрофакельного устройства обеспечивает пуск холодного двигателя при температуре воздуха до минус 30 °С. Устройство включает в себя две электрофакельные свечи типа «Термостарт», электромагнитный клапан, термореле с добавочным резистором, кнопочный выключатель, реле выключения электрофакельного устройства и контрольную лампу. Включение ЭФУ при пуске двигателя осуществляется выключателем приборов и стартера.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Кнопочный выключатель и контрольная лампа находятся на щитке приборов слева от рулевой колонки.

Электрофакельные свечи обеспечивают воспламенение топлива и создание факела для нагрева воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Свечи устанавливаются на правом и левом впускных трубопроводах. Свеча, по существу, представляет собой испарительную горелку с электрическим нагревательным элементом в виде тонкостенной гильзы, внутри которой размещена спираль накаливания в специальном наполнителе (керамическом порошке), обладающем хорошей теплопроводностью. Наполнитель обеспечивает электрическую изоляцию спирали от металлической гильзы. Такое устройство нагревательного элемента позволяет защитить спираль от окисления при нагреве и увеличивает срок ее действия. В нижней части факельной свечи прикреплена объемная сетка, окруженная экраном с двумя рядами отверстий для прохода воздуха. Сетка позволяет в небольшом объеме получить большую поверхность испарения и сгорания топлива, а экран предотвращает срыв и затухание факела при повышении скорости движения воздуха во впускных трубопроводах двигателя. Такая конструкция за счет создания оптимальных условий для испарения и сгорания поступившего топлива дает возможность получать устойчивый факел.

Топливо к свече подается из ма.-гистрали низкого давления по топливопроводу, который крепится к ней с помощью штуцера. Топливо очищается в фильтре, ввертываемом в штуцер. Количество подаваемого топлива дозируется жиклером.

Рис. 56. Электрофакельная свеча:
1 — нагревательный элемент; 2 —, кожух нагревательного элемента;, 3— корпус; 4 — топливный фильтр; 5 — топливный жиклер; 6 — трубка:’ 7 — сетка; 8 —гайка; 9 — объемная сетка; 10 — экран

Электромагнитный клапан предназначен для включения подачи топлива к факельным свечам в соответствии со схемой управления и представляет собой при-’ бор, в корпусе которого имеется топливный канал с двумя штуцерами для подвода и отвода топлива. В канале имеется запорное устройство (клапан). Подача топлива включается при открытии запорного устройства, приводимого в действие катушкой — соленоидом. Подача топлива отключается закрытием клапана за счет пружины в случае снятия напряжения с катушки.

Термореле представляет собой спираль, закрытую защитным кожухом, и два контакта. Один из контактов выполнен на конце биметаллической пластины, которая проходит внутри спирали. По спирали пропускается электрическйй ток. В результате нагревания пластина деформируется и замыкает контакты термореле. Питание подается на контрольную лампу и катушку электромагнитного клапана.

Принцип работы электрофакельного подогревателя. При установке ключа выключателя стартера в первое рабочее положение (включение приборов ЭО) и нажатии кнопки выключателя ЭФУ электрическое питание подается на нагревательные элементы факельных свечей через резистор. Контакты термореле разомкнуты, поэтому работают лишь факельные свечи. По истечении 50…70 с замыкаются биметаллические контакты термореле, подавая питание на контрольную лампу и катушку электромагнитного клапана. Загорание лампы сигнализирует о том, что свечи достаточно накалились и электромагнитный клапан открылся.

После загорания лампы переключатель переводится во второе рабочее положение (СТАРТ). В этом случае одновременно включается стартер двигателя и подается питание на факельные свечи помимо резистора, реле отключает обмотку возбуждения генератора на время пуска двигателя. Во время пуска к свече из системы питания топливоподкачизающим насосом подается топливо, которое проходит в кольцевую щель вокруг нагревательного элемента, нагревается и начинает испаряться.

Рис. 57. Добавочный резистор с термореле:
1 — термореле; 2 — резистор добавочный

Попадая затем на горячую сетку, парогазовая смесь воспламеняется и образует факел, проникающий внутрь впускного трубопровода. Выделяющаяся при горении топлива теплота вызывает нагрев воздушного заряда и обеспечивает повышение его температуры в конце сжатия на 100…150 °С по сравнению с пуском холодным воздухом. Кроме этого, положительное влияние на пуск оказывает наличие в факеле большого количества продуктов неполного окисления, активизирующих воспламенение основной дозы топлива в цилиндре.

После пуска двигателя и возвращения ключа выключателя стартера в первое рабочее положение водитель имеет возможность некоторое время поддерживать горение факела во впускных трубопроводах, держа включенной кнопку выключателя ЭФУ не более 1 мин.

Как показывают испытания, применение электрофакельного устройства обеспечивает значительное уменьшение минимальных пусковых оборотов и снижает предельную температуру надежного пуска холодного дизеля до минус 30 °С. При этом указанный предел определяется не трудностями воспламенения топлива, а энергетическими возможностями электропусковой системы. Само же электрофакельное устройство может обеспечить воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя при температурах до минус 40 °С.

СИСТЕМА ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ХОЛОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ЭЛЕКТРОФАКЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Электрофакельное устройство (ЭФУ) предназначено для подогрева во впускных коллекторах всасываемого двигателем воздуха при его запуске и до начала устойчивой работы. ЭФУ рекомендуется применять в диапазоне температур окружающего воздуха от минус 15 до минус 5 о С. Предельная температура окружающего воздуха, при которой ЭФУ обеспечивает надежный пуск холодного двигателя, составляет минус 22 о С. При более низких температурах окружающего воздуха следует применять предпусковой подогреватель.

Применение ЭФУ в условиях низких температур позволяет продлить срок службы моторного масла, уменьшить дымление холодного двигателя, увеличить ресурс стартера и аккумуляторных батарей за счет более раннего появления вспышек топлива в цилиндрах.

Сила тока, потребляемого ЭФУ, не превышает 24А. Такое значение потребляемого тока не оказывает отрицательного влияния на последующий стартерный разряд аккумуляторных батарей.

Электрическая схема ЭФУ является составной частью общей схемы электрооборудования автомобиля и обеспечивает работу и управление устройством.

ЭФУ состоит из свечей факельных штифтовых, термореле, реле включения электрофакельных свечей, реле выключения обмотки возбуждения генератора, электромагнитного топливного клапана, контрольной лампы-сигнализатора и кнопки включения.

Свечи факельные штифтовые обеспечивают образование факелов во впускных коллекторах. Стартерная прокрутка коленчатого вала двигателя приводит к значительному падению напряжения в бортовой сети автомобиля и для стабильной работы на этих режимах свечи имеют номинальное напряжение 19 В. Для предохранения свечей от номинального напряжения сети автомобиля, в схеме предусмотрены термореле, реле ЭФУ и реле отключения обмотки генератора.

Терморелепредставляет собой добавочный резистор с электротермическим реле. Термореле снижает подводимое к штифтовым факельным свечам напряжение до 19 В, определяет время нагрева факельных свечей, включает электромагнитный топливный клапан и контрольную лампу-сигнализатор.

Реле ЭФУ шунтирует сопротивление термореле при стартерной прокрутке коленчатого вала двигателя, что позволяет поддерживать рабочее напряжение на свечах.

Реле отключения обмотки генератора защищает свечи ЭФУ от высокого напряжения, вырабатываемого генератором при пуске двигателя.

Электромагнитный топливный клапан управляет поступлением топлива к штифтовым факельным свечам из системы питания двигателя топливом.

Работа ЭФУ возможна после включения «массы» и поворота ключа зажигания в положение 1. Включение ЭФУ осуществляется кнопкой ЭФУ и контролируется лампой – сигнализатором. При нажатии и удержании кнопки во включенном состоянии начинается разогрев нагревательных элементов штифтовых факельных свечей. После разогрева свечей, термореле включает лампу-сигнализатор, электромагнитный топливный клапан, и топливо из системы питания начинает поступать к свечам. Не отпуская кнопку ЭФУ, включают стартер поворотом ключа во второе (нефиксируемое) положение. Во впускных коллекторах возникают факелы, которые, перемешиваясь с холодным воздухом, разогревают его и создают благоприятные условия для пуска. Дальнейшим удержанием кнопки ЭФУ проводится сопровождение до начала устойчивой и самостоятельной работы двигателя.