Каталог статей
Главная Генератор и система подогрева водяной рубашки: быстрый старт и долгая жизнь

Запуск двигателя внутреннего сгорания (ДВС) возможен в определенном температурном диапазоне. Кроме необходимых условий старта, существуют и так называемые предпочтительные. Их значение связано с увеличением ресурса машины, а также экономией расходных материалов и ряда комплектующих.

Для дизельных двигателей оптимальный режим пуска находится в границах +27...+32 °С.
Температурные диапазоны, предпочтительные для начала работы бензиновых и газовых генерирующих устройств не обобщены по причине значительного разброса данных. В каждой конкретной ситуации рекомендуется ориентироваться на характеристики используемых смазочных материалов. Щадящими условиями пуска ДВС любого типа считается равенство температур блоков цилиндров, топлива и моторного масла при условии, что вязкость последнего превышает минимальное (рабочее) значение не более, чем в 2 - 3 раза. Как правило, рекомендуемые пределы выдерживаются при температурах +10...+50 °С.

Техническое решение устройств предстартовой подготовки, устанавливаемых на генератор, конструктивно зависит от типа системы охлаждения и объема двигателя. Два основных принципа нагрева жидкости – это статический и конвекционный. В приборах, работающих с ДВС, используются оба способа по отдельности, либо их комбинация.

Для ДВС с воздушным охлаждением | Для ДВС с жидкостным охлаждением | Бренды | Резюме

Устройства для генераторов с воздушным охлаждением

Отсутствие водяной рубашки делает невозможным нагрев путем конвекции (кинематического смешивания) жидких сред. Для агрегатов этого типа предлагается использовать так называемые «свечи нагрева» или «предпусковые нагреватели масла». Они представляют собой ТЭНы с резьбовыми креплениями, предусмотренными для использования с двигателями конкретных моделей. Устанавливаются эти устройства в топливные и масляные баки вместо клапанов избыточного давления. Эффективно также использование специальных ТЭНов, монтируемых непосредственно в картерах двигателей. Все приспособления для предстартового нагрева могут содержать в своих конструкциях термостаты, поддерживающие фиксированный или регулируемый диапазон температур.

Альтернативой использованию устройств форм-фактора «свеча» является применение гибких нагревательных пластин. Они приклеиваются или крепятся хомутами к блокам цилиндров и емкостям с рабочими жидкостями. Кабели от нескольких нагревателей коммутируются в специальном переходнике, который имеет гнездо для подключения к линии обратной связи с термостатом. Удобство применения нагревательных пластин заключается в их универсальности: нет проблемы унификации соединительных элементов, возможно использование любого количества элементов для построения систем быстрого старта, совместимых с генераторами различных конструкций и мощностей.

Предпусковый подогрев генераторов с жидкостным охлаждением

В большинстве ДВС с водяной рубашкой используются одноконтурные замкнутые системы, в которых циркулируют гликолевые смеси (антифризы) различной концентрации. Если конструкция машины предусматривает турбонаддув, применяются двухконтурные системы охлаждения. Основной (горячий) контур монтируется на двигателе, а дополнительный (холодный) охлаждает наддувный воздух и масло.

В практике эксплуатации генерирующих устройств промышленного назначения мощностью до нескольких сотен кВт используется так называемый «стандарт 10-секундного пуска». Он предполагает, что в режиме ожидания должны поддерживаться максимальные заряды аккумуляторов установки и такие температуры механизмов и рабочих жидкостей, которые обеспечивали бы выход генератора в рабочий режим не более, чем через 10 секунд после включения. При этом считается, что температура воздуха вентиляционной системы должна быть не ниже +21 °С, а жидкости системы охлаждения – +32 °С.

Значение данного стандарта выходит за рамки обеспечения пуска при низких температурах.

Главным дополнительным бонусом использования систем предстартовой подготовки ДВС является продление сроков их службы. Так, по данным проектного отдела Caterpillar обеспечение предварительного прогрева дизельных двигателей до +27...+32 °С в течение всего срока эксплуатации увеличивает ресурс генерирующих устройств на 30% сверх гарантийного.



Для агрегатов, работающих в системах бесперебойного резервного энергообеспечения существует еще один довод в пользу стандарта 10-секундного пуска.  «Горячий» режим ожидания существенно уменьшает паузу между падением центральной электросети и переключением нагрузки на генератор. Разницу выхода в рабочий режим, исчисляемую несколькими десятками секунд, можно конвертировать в уменьшение требуемой емкости аккумуляторов ИБП, составляющих значительную долю стоимости всего комплекса резервного оборудования.

Прогрев горячей и холодной водяных рубашек в установках с турбонаддувом требует использования двух систем быстрого старта с независимым управлением по температуре. Производители ТЭНов и конвекционных устройств указывают в технических характеристиках своих изделий диапазоны объемов двигателей, с которыми рекомендуется использовать конкретную модель нагревателя. Подбор модели для работы с холодным контуром осуществляется с учетом объема антифриза.

Бренды и комплектации

Статическая система подогрева водяной рубашки , использующаяся на двигателях объемом 3 - 30 л, состоит из цилиндра, в котором смонтирован ТЭН и дополнительной надстройки с термостатом. Электрические разъемы соединяют устройство с электросетью, другими нагревателями и, при необходимости, с прибором автозапуска генератора (АВР). Гидравлические фитинги обеспечивают подключение к охлаждающим контурам ДВС.  Мощность ТЭНов этих устройств может достигать 10 кВт и более.

Конвекционные устройства, кроме нагревательного элемента и термодатчика, содержат в своем составе циркуляционные насосы. По всем параметрам (кроме цены) они предпочтительней статических приборов. Во-первых, нагрев осуществляется равномернее и быстрее. Во-вторых, используются ТЭНы сравнительно небольшой мощности, что позволяет снизить температуру исходящего потока. Это способствует продлению срока службы фитингов, шлангов и антифриза. Конвекционные нагреватели водяных рубашек выпускаются для ДВС объемом 0 - 100 л. Их фитинги и разъемы стандартны и ничем не отличаются от таковых у статических устройств.

Большинство ведущих производителей генераторов комплектуют свои машины системами предстартового нагрева производства североамериканской компании HOTSTART. В их числе такие лидеры рынка как John Deer, Caterpillar, Cammins, FG Wilson, Mitsubishi, Generac и Kohler. Словосочетание «Hot Start» за 73 года существования этого бренда стало нарицательным и является синонимом понятий «быстрый старт» и «предстартовый нагрев».

Соизмеримыми по качеству и цене являются нагреватели от Briggs&Stratton. Но спектр устройств, выпускаемых под этой маркой, значительно уступаем модельной линейке HOTSTART.

Заключение

Системы подогрева водяной рубашки , а также устройства типа «свеча» и «нагревательная пластина» призваны не только обеспечивать запуск агрегатов в условиях низких температур, но и выполнять ряд других задач. Самой главной их них является увеличение ресурса двигателя. При построении системы резервного энергообеспечения генератор, оснащенный устройством «горячего запуска», способен выступать фактором минимизации капитальных расходов за счет снижения требуемой емкости аккумуляторов источника бесперебойного питания. Разница в ценах на ИБП различной комплектации может с лихвой перекрывать стоимость системы быстрого старта и текущие затраты на ее электропитание.

Многообразие моделей и широкая унификация присоединительных размеров позволяют доукомплектовывать генерирующие устройства подогревателями без привлечения работников узкой специализации.

Автор: Андрей Луспенков | Google
Комментарии
Оставить свой комментарий
Ваши имя и фамилия:
Ваш комментарий:
Введите цифры с изображения:
Загружаю...