Подогрев топливной системы, необходимый при зимней эксплуатации на севере, часто выручает водителей и в центральных регионах России. Об оснащении системы питания устройствами, способными повысить текучесть дизельного топлива на морозе, можно позаботиться еще в стадии заказа нового автомобиля, а можно сделать соответствующие доработки в процессе эксплуатации. Водителям, эксплуатирующим грузовые автомобили в условиях пониженных температур, хорошо известно такое свойство дизельного топлива, как загеливание или парафинизация. Данное явление происходит из-за кристаллизации молекулярных цепочек твердых углеводородов, в большом количестве присутствующих в летнем дизельном топливе и в значительно меньших количествах — в зимнем. Эффект может наблюдаться не только в условиях Крайнего Севера, но и в районах средней полосы России.Борьба с образованием геля в топливе производится несколькими методами: химическим — в дизельное топливо добавляются специальные жидкости, физическим — подогревом критических мест топливной системы и народными — добавлением бензина, разогревом топливного бака паяльной лампой. Кстати, последнее, во избежание трагических последствий, применять категорически не рекомендуется.
Различные жидкости-антигели имеют высокую стоимость, требуют определенных правил при смешивании, а главное — в нужный момент их может просто не оказаться под рукой. Более радикальным средством является подогрев топливной системы — предпусковой и эксплуатационный. Первый осуществляется при помощи электронагревательных элементов, установленных в топливозаборниках, в фильтрах, на топливопроводах, а для второго может использоваться еще и тепло охлаждающей жидкости двигателя. Штатные помощники
Если говорить об оригинальном оснащении, то, прежде всего, подогревом оборудуются фильтры грубой и тонкой очистки, поскольку именно эти узлы являются самыми уязвимыми местами с точки зрения потери пропускной способности. Известные мировые бренды коммерческой техники используют для конвейерной комплектации подогреваемые фильтры-сепараторы таких компаний, как Cummins Filtration (бренд Fleetguard), Mann+Hummel (марка Mann-Filter), Willibrоrd Losing (бренд Separ). Тенденцию все более широкого внедрения топливных подогревателей подтверждает и то, что подобные решения взял на вооружение отечественный автопром. Например, фильтры Mann-Filter Preline и Separ 2000 можно встретить на новых автомобилях семейства KAMAЗ.
В зависимости от конкретного исполнения сепаратора электронагревательный элемент либо встраивается в верхнюю крышку на входе топливной магистрали, либо размещается в нижнем водосборном стакане (там он еще и предотвращает обледенение). Автоматическая система управления начинает работать в момент пуска двигателя, постоянно контролирует температуру топлива и включает обогрев при показателе ниже +5 °С. Регулировка теплового режима построена таким образом, чтобы исключить повышенный нагрев топлива, чреватый потерей смазывающих свойств, необходимых для нормальной работы дизельной аппаратуры. С точки зрения конструктивных особенностей любопытно устройство сепараторов Fleetguard (FuelPro и DieselPro), которые часто встречаются на американских грузовиках. Эти системы могут иметь три варианта подогрева: жидкостный, электрический и смешанный. В первом варианте задействуется теплообменник, расположенный в корпусе фильтра. Степень нагрева топлива регулируется за счет управления циркуляцией теплоносителя (в контур встроен термостат). Для смешанного подогрева сепаратор может комплектоваться электронагревательным элементом мощностью до 250 Вт. Теперь о решениях, которые штатно применяются для отопления фильтров тонкой очистки. Обычно здесь встречаются кольцевые нагреватели в виде проставок между сменным элементом и головкой фильтра: сначала топливо проходит горячее кольцо, а затем попадает непосредственно в фильтр. Второе решение — применение подогревателя в виде накладной обоймы (бандажа), охватывающей корпус сменного элемента. В обоих случаях управление нагревом осуществляется специальной клавишей на приборной панели. В холодную погоду такие подогреватели обычно включают за несколько минут до запуска двигателя. Кстати, то же самое относится и к подогреваемым топливозаборникам.
Раньше было принято считать, что для нормальной работы топливозаборника достаточно потока разогретой обратки. Сегодня целый ряд производителей тяжелой коммерческой техники предлагают в виде опции установку подогреваемых топливозаборников. Устроены они так, что максимальная мощность нагрева сосредоточена в нижней части — на срезе топливоприемной трубки. Иногда в одном узле применяются два варианта подогрева: электрический и жидкостный. Последний при температуре охлаждающей жидкости более +60 °С обеспечивает подогрев забираемого дизтоплива не менее чем на 30 градусов.Системная модернизация
Для доработки топливных систем автомобилей, находящихся в эксплуатации, также предлагается немало современных решений. Среди продукции зарубежных производителей прежде всего следует назвать подогреватели, выпускаемые немецкой компанией ATG под маркой Diesel-Therm. На российском рынке представлены два варианта электроподогревателей Diesel-Therm: универсальный — для установки перед фильтром в топливопровод (диаметр штуцеров 8, 10 или 13 мм) и резьбовой — для вкручивания непосредственно в корпус топливного фильтра (резьба М14х1,5 или М16х1,5). Управление работой термоэлемента производится дистанционным выключателем, который можно разместить, к примеру, на приборной панели автомобиля. Процесс нагрева отображается световым индикатором и автоматически регулируется термореле, отслеживающим температуру корпуса (порог отключения — +40 °С). Система Diesel-Therm, рассчитанная на установку в легкие коммерческие автомобили, выдает 200 Вт тепловой мощности. В свою очередь модификации, предназначенные для грузового транспорта, имеют мощность до 240 Вт при питающем напряжении 24 В. Важно, что металлические штуцера одинаково приспособлены для соединения как с резиновыми, так и с полиамидными шлангами, что значительно расширяет возможности применения устройства для современной грузовой и специальной техники. Кстати, данная система не только производится для вторичного рынка, но и используется в качестве штатного оснащения такими компаниями, как Deutz, Faun, Iveco Magirus, MAN, Liebherr. Немалый опыт работы на рынке топливных подогревателей имеет и белорусская компания «Номакон». Минское предприятие выпускает не только нагревательные устройства для модернизации топливных фильтров, топливопроводов и топливных заборников, но и гибкие ленточные подогреватели, предназначенные, в числе прочего, для наружной теплоизоляции узлов и деталей, подверженных замерзанию. Особый интерес представляют проточные подогреватели новой серии ПП-200, которые можно использовать для непрерывного маршевого подогрева дизтоплива в магистрали перед фильтрами тонкой очистки. Отличительной чертой двухсотой серии является наличие встроенного блока управления, который позволяет автоматически подстраивать температурный режим работы подогревателя в зависимости от расхода топлива и его температуры (порог включения — +5 °С), что не только исключает перегрев топлива, но и способствует оптимизации расхода электроэнергии бортовой сети. В серию входят две модели: 12-вольтовый подогреватель ПП-201, предназначенный для легковых и малотоннажных автомобилей, имеющих расход дизельного топлива по магистрали (с учетом «обратки») до 150 л/ч, а также 24-вольтовая модель ПП-202, которая может использоваться в грузовых автомобилях, автобусах и тракторной технике с расходом по магистрали до 420 л/ч. Предлагаются исполнения с 9- и 12-миллиметровыми диаметрами штуцеров для забора и отвода дизтоплива. Есть у компании «Номакон» и решения для модернизации штатных топливозаборников. Насадки НТП-102 и НТП-202 приспособлены к установке на топливозаборные трубки диаметром 10 и 12 мм. Комплект включает в себя щелевой фильтр грубой очистки топлива, виброустойчивый электронагреватель мощностью 100 или 150 Вт и устройство крепления насадки.
Время разогрева щелевого фильтра и топлива в топливозаборной трубке до достижения температуры плавления парафинов составляет порядка 3–5 минут. В условиях низких температур возможен непрерывный подогрев топлива во время работы двигателя. Еще одна разработка минских конструкторов — стержневые нагреватели серий ПС-100 и ПС-200, которые предназначены для работы в составе фильтров сепараторов. Эти изделия имеют электронный блок управления подогревом с цифровым датчиком температуры и по конструктивному исполнению являются аналогами подогревателей для сепараторов Fleetguard FuelPro, Fleetguard DieselPro и Mann-Hummel PreLine. В топливных системах данные подогреватели обеспечивают как предпусковой подогрев, так и поддержание тепла при работающем двигателе. Узел установки нагревателя (на фланце, на резьбовом корпусе) адаптируется изготовителем к любому корпусу по требованию потребителя.
В заключение несколько практических рекомендаций от разработчиков нагревательных устройств. При комплектовании системы подогрева следует руководствоваться двумя ключевыми критериями: во-первых, выбрать граничную температуру устойчивой эксплуатации в зимний период, во-вторых — определить допускаемые нормы энергопотребления от бортовой сети автомобиля для предварительного и эксплуатационного подогрева топлива.
Например, при граничной температуре до -5 °С возможно использовать только бандажный подогреватель фильтра тонкой очистки для предпускового и, если необходимо, маршевого подогрева. Если же необходимо обеспечить эксплуатацию автомобиля при температуре до -40 градусов, более предпочтительным является совместное применение подогревателя фильтра тонкой очистки, подогревателя в сепараторе и подогреваемого топливозаборника с повышенной мощностью жидкостного обогрева (до 1000 Вт).
Ввиду ограниченной энергоемкости аккумулятора и генератора автомобиля существуют выработанные практикой допускаемые нормы энергопотребления для предпускового и маршевого подогрева.
Считается, что предварительный подогрев в течение 5–10 минут ограничивается суммарной потребляемой электрической мощностью до 250 Вт для легковых и 350 Вт для грузовых автомобилей. В случае маршевого подогрева аналогичные показатели не должны превышать 200–250 Вт для автомобилей с напряжением бортовой сети 12 В и 350–400 Вт для автомобилей с 24-вольтовым электрооборудованием.
В отдельных случаях для силовых агрегатов мощностью более 300–450 л.с. при маршевом подогреве возможно энергопотребление из бортовой сети до 500 Вт.
