Владимир Найман - Все о предпусковых обогревателях и отопителях

Даже в автомобилях 90-х гг. с катализаторами по Евро I, которых сегодня насчитывается в России всего лишь примерно 22 %, она остается в период прогрева двигателя практически неизменно большой. Что объясняется принципом работы катализатора. Выхлопы двигателя нагревают катализатор, для нормальной работы которого требуется высокая температура. При холодном катализаторе эффективность очистки выхлопных газов невелика. В зависимости от температуры окружающей среды автомобиль должен проехать несколько километров, прежде чем катализатор разогреется и начнет эффективно очищать выхлопы. Кроме этого, для пуска двигателя в холодное время года используется более обогащенная топливная смесь. Это, в свою очередь, увеличивает выброс монооксида углерода СО и углеводорода СН. Но эти вредные выбросы могут быть значительно уменьшены, если двигатель предварительно прогрет (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Выбросы в выхлопе автомобиля: а) уровень СО при пуске холодного и прогретого двигателя подогревателем DEFA; б) относительное уменьшение выбросов прогретого двигателя при температуре -20 °C (от компании DEFA).

В зависимости от числа холодных пусков в течение года каждый отдельно взятый автомобилист, применив подогрев, может уменьшить свою долю вредных выбросов на 60–80 %. Последние исследования показали, что зимой после запуска холодного двигателя 90 % всех вредных выбросов СО и СН происходит именно во время первых километров движения. При запуске предварительно прогретого двигателя содержание вредных газов в выхлопе значительно уменьшается (в 5 раз), поэтому использование подогревателя мотора в холодное время года имеет огромный экологический эффект.

Нормы выбросов. Каковы же абсолютные величины выбросов? До введения Евро I выбросы автомобиля, согласно Правилу R83, не должны были превышать 25 г/км (без учета пуска). Если принять, что среднестатистический автомобиль в год пробегает 10 000 км, то за год их величина не должна превысить 250 кг. Выбросы автомобиля, по Евро I, уже не должны превышать 3,7 г/км (без учета выбросов при пуске). При пробеге в 10 000 км их объем составит 37 кг на один автомобиль. Норвежская автомобильная ассоциация считает, что для автомашин, по Евро I и Евро II, обьем выбросов при одиночном пуске эквивалентен 100 км пробега, т. е. составляет 100–300 г. Если же допустить, что в течение года производится 500 холодных пусков (по 2 в день), то годовой средний выброс одного автомобиля с учетом пусковой эмиссии составит 69 кг. При этом суммарный годовой выброс всеми автомобилями, например, Петербурга достигнет огромной величины в 90 000 тонн!

Перспективы снижения выбросов. Да, они имеются. С 1998 г. начали действовать в Европе нормы Евро II с дополнениями. Автомобили, выпущенные согласно Евро II, должны иметь выброс, меньший 2,7 г/км, а Евро III – 2,5 г/км (см. таблицу 1.1).

* Для пускового режима при -7 °C.

Казалось бы, величина уменьшилась незначительно. Но главное изменение в том, что Евро III уже частично регламентирует величину выбросов при пуске двигателя. Правда, величина выбросов регламентирована для пуска двигателя при температуре -7 °C, что, конечно, не соответствует средней зимней температуре в России. Ну а по сравнению с суммарной нормой в прогретом двигателе в 2,5 г/км норма на пусковые выбросы больше их в 6 раз и составляет 15 г/км.

На основании этих данных можно подсчитать средний годовой объем выбросов при условии пробега в 10 000 км и 500 холодных пусков c эквивалентным пробегом 4 км. Как видно из таблиц 1.2 и 1.3, применяя предпусковой подогрев для автомашин с катализатором, можно добиться снижения годовых выбросов до величины 13,7 кг, т. е. в пять раз. Но таких «хороших» машин в сегодняшней России всего 22 %, поэтому для среднестатистического российского автомобиля уменьшение суммарного выброса будет всего в 1,7 раза, что тоже существенно. Применение предпускового подогрева позволяет среднестатистическому автомобилю иметь выбросы намного меньшие, чем это допускают нормы Eвро III.

Европа готовится к новым нормам Евро IV, но, судя по всему, нам до них еще далеко.

* Данные Норвежской автомобильной ассоциации, для автомобиля с катализатором по нормам Евро I и II.

** Выбросы для среднего российского автомобиля.

Главные устройства, которые рассматриваются в этом справочнике, относятся к системам предпускового подогрева двигателей и обогрева салона. Отдельную категорию устройств, которые мы также представили ниже, составляют воздушные отопители кабин, салона и грузовых отсеков. К комплексу средств, предназначенных для обеспечения надежной работы дизельных двигателей, относятся подогреватели дизельного топлива.

В системах предпускового подогрева и обогрева по своей распространенности выделяются жидкостные отопители-подогреватели, которые одновременно выполняют функции и подогрева двигателя, и обогрева салона. Они относятся к категории автономных (независимых) систем. Автономные системы для подогрева двигателя и салона используют тепловую энергию, образующуюся от сжигания топлива, на котором работает двигатель автомобиля. Соответственно они подразделяются на бензиновые и дизельные. В качестве теплоносителя в автономных системах используется жидкость автомобильной системы охлаждения двигателя. Поэтому часто автономные системы называют жидкостными отопителями. Подогрев двигателя в неавтономных системах производится с помощью электрических подогревателей, работающих от бытовой электросети. Теплоносителем большинства неавтономных систем также является охлаждающая жидкость. Менее распространены неавтономные системы, осуществляющие подогрев непосредственным контактом подогревателя с рубашкой или поддоном двигателя (см. главу 3).

В специальную группу систем подогрева мы включили автосигнализации с дистанционным запуском двигателя и тепловые аккумуляторы. Используя периодически дистанционный запуск двигателя, предусмотренный в автосигнализациях, удается поддерживать температуру двигателя таким образом, чтобы следующий его запуск был «легким» и безотказным (глава 4). В тепловых аккумуляторах, представляющих своеобразный термос, сохраняется нагретая охлаждающая жидкость, которая при очередном запуске двигателя циркулирует в его системе охлаждения. В результате ее циркуляции двигатель подогревается (глава 5).