|
Уже разработал.
На базе современной электроники разработан микропроцессорный блок управления электровентилятором системы охлаждения ДВС.Я назвал его микропроцессорный термостат (далее термостат).
Основная идея следующая – за счет применения современной технологии значительно улучшить следующие параметры:
• стабилизировать температуру ДВС в пределах 2-3 градусов используя только штатный электровентилятор и штатный нестабилизированный датчик температуры. Применяемые серийно релейные схемы управления обеспечивают 7-10 градусов. Стабильность температуры несколько увеличивает ресурс ДВС. Возможность увеличения рабочей температуры за счет более узкого диапазона регулирования приводит к небольшому увеличению к.п.д. ДВС.
• повысить надежность управления электровентилятором, ведь ресурс механического реле на срабатывание (20-50тыс.включений) расходуется в неблагоприятных условиях за один год. Снижает надежность и резкое включение электровентилятора через реле, электрооборудование, как известно, сгорает в момент включения из-за того, что стартовый ток значительно больше рабочего (очень наглядный пример – эффектное сгорание электролампочек при включении). Термостат практически не ограничен в количестве срабатываний, т.к. не имеет механических контактов; плавно управляет вентилятором, исключая перегорание в момент пуска; при замыкании в нагрузке – ограничивает токи и не допускает выхода из строя электропроводки.
• понизить энергопотребление и расход бензина. Если штатная система стабилизирует температуру в пределах 10градусов, а термостат - в пределах 3градусов, это значит, что обоими устройствами выполняется работа пропорциональная размеру отклонения температуры от номинала. И эта работа оплачивается расходом бензина, поскольку он является единственным источником энергии в автомобиле. При этих значениях термостат на свою работу расходует втрое меньше бензина, чем релейная система. Эффект в общем расходе бензина можно оценить по доле мощности электровентилятора (300-700Вт с учетом к.п.д. генератора) и текущей мощности двигателя в условиях пробки – 30% от максимальной паспортной.
• снизить шум, электровентилятор включается плавно, очень редко на полную мощность (только в пробках, когда нет встречного потока воздуха), встроенный микропроцессор прогнозирует необходимую частоту вращения и не допускает необоснованного шума, при плавном включении нет больших пусковых токов, которые создают помехи работе аудиоборудованию, вплоть до его выключения.
А для чего все это нужно? Разве штатные схемы принудительного охлаждения не справляются со своей задачей?
Оказалось, что в многих ситуациях - нет. Поэтому контроль за температурой двигателя оставили на водителе в виде указателя температуры. Человеку свойственно ошибаться. Сколько перегретых и вскипевших двигателей приходят в ремонт? Одна только эта статья расходов в десятки раз окупит затраты на установку термостата.
Рассмотрим достоинства и недостатки существующих систем принудительного охлаждения:
1. Вентилятор с постоянным механическим приводом от коленвала.
Достоинство – простота и надежность привода, дешевизна.
Недостатки: холодный двигатель долго прогревается до рабочей температуры из-за постоянного принудительного охлаждения. Скорость вращения вентилятора и интенсивность охлаждения напрямую связана со скоростью вращения двигателя. На средних скоростях и оборотах двигателя происходит переохлаждение двигателя, а на холостых наоборот. Тратится много бензина на прогрев. Зимой долго прогревается салон. Приходится закрывать радиатор на зиму Некоторые «умники» даже на зиму снимают крыльчатку радиатора, а забуксовав - вскипают. Даже в журнале №3 2006 была задана задача в разделе «Конкурс». Летом, в жару, в пробках на холостом ходу, эффективность охлаждения невелика. Часто приходится подгазовывать, иначе закипишь. Постоянно тратится бензин на вращение вентилятора.
Применяется только для продольно расположенных двигателях на очень дешевых моделях.
2. Вентилятор с постоянным механическим приводом от коленвала через вязкостную муфту.
Достоинство – простота и надежность привода. Скорость вращения вентилятора зависит от температуры под капотом. Чем выше температура – тем больше сопротивление вязкостной муфты и соответственно скорости вращения крыльчатки вентилятора. Намного более стабильна рабочая температура двигателя, чем в предыдущем варианте.
Недостатки: холодный двигатель не очень быстро прогревается до рабочей температуры из-за постоянного небольшого принудительного охлаждения. Вентилятор на вискомуфте всегда вращается. Особенно плохо прогреваются дизеля на грузовиках. Скорость вращения вентилятора и интенсивность охлаждения напрямую связана со скоростью вращения двигателя. Тратится много бензина на прогрев. Зимой долго прогревается салон. Приходится закрывать радиатор на зиму Летом, в жару, в пробках на холостом ходу, эффективность охлаждения невелика, т.е. оборотов вентилятора не хватает. Часто приходится подгазовывать, иначе закипишь. Постоянно тратится топливо на вращение вентилятора.
Применяется только для продольно расположенных двигателях на недешевых моделях.
Значительная стоимость, сильно превышающая цену термостата с электровентилятором.
3. Электовентилятор с релейной схемой включения с разницей между температурами включения и выключения порядка 5-7 градусов..
Достоинство – простота, невысокая стоимость. Интенсивность охлаждения не зависит от оборотов двигателя. Быстро прогревается двигатель и салон. Возможно применение при любом расположении двигателя на бюджетных машинах. Меньший расход топлива на принудительное охлаждение, чем в первых двух случаях.
Недостатки: ненадежность простой релейной схемы включения электровентилятора. Очень хорошо все разъяснено в статье «Кипеть или не кипеть», ЗР №2 2006. Чем чаще срабатывает электровентилятор, тем ниже становится надежность элементов схемы включения из-за больших пусковых токов и большой индуктивности электровентилятора. Невозможно продиагностировать, когда откажет один из элементов. Водителю надо постоянно следить за температурой двигателя.
Мощность электровентилятора рассчитывается из интенсивности охлаждения двигателя на критических режимах движения. В повседневной эксплуатации редко требуется использовать всю мощность системы охлаждения. Из-за включения электровентилятора на полную мощность:
- часто выгорают колодки предохранителей или расплавляются сами предохранители.
- резко возрастает нагрузка на генератор уменьшаются обороты холостого хода на 50-150об.мин. (маломощные двигатели, как на Оке, могут даже заглохнуть или сильно завибрировать). Для компенсации приходиться устанавливать повышенные обороты холостого хода. Больше тратится топлива.
- уменьшается скачкообразно напряжение в бортовой сети на 0.5 - 2В.
- температура двигателя резко уменьшается на 7-10гр., что отрицательно сказывается на ресурсе деталей двигателя,так называемый эффект термокачки.
- повышенный шум от работы электровентилятора
Разброс в изготовлении датчика в составе отечественных инжекторных машин в пересчете на градусы составляет 10. Два одинаковых датчика могут отличаться на 10 гр. Теперь понятно, почему часть машин плохо заводятся зимой. На улице -20 а датчик показывает -30 и заливает свечи бензином.
Обратная ситуация еще хуже. Датчик показывает 105гр, а в двигателе 115гр при которых реально блок управления двигателем включит электровентилятор радиатора. Вот тосол и кипит. Рвутся расширительные бачки.
2. Точность оцифровки АЦП 2гр. на 1 отсчет. Гистерезис регулировки 3-4 отсчета, то есть 6-8гр. На инжекторном двигателе меньше 6-8 гр. диапазон регулировки вкл. и выкл. электовентилятора не может быть.
Вывод напрашивается сам собой. На сегодня нет идеальной штатной системы принудительного охлаждения охлаждения ДВС. Идеально было бы соединить достоинства вискомуфты и электровентилятора, и убрать их недостатки при небольшой стоимости. Должно быть надежное автоматическое устройство, чтобы водитель практически редко контролировал температуру ДВС, а получил больше комфорта от машины по шумам вибрациям, необходимости более редкого посещения сервиса, меньшим расходом топлива.
Эму задачу с помощью современной технологии я и решил.
Основная задача микропроцессора – умно управлять скоростью вращения вентилятора точно поддерживать температуру ДВС с минимальным расходом энергии.
Блок измеряет температуру, используя штатный датчик температуры, показания которого выведены на панель приборов, стоящий на головке блока или термостате. Очень много схем с включением вентилятора с датчика установленного на радиаторе, что неправильно. Может заклинить термостат и вентилятор не включится. При использовании блока в этом случае он облегчит тепловой режим двигателя и позволит доехать до сервиса без больших последствий для ДВС.
При остановке двигателя помпа перестает вращаться и может при определенных условиях произойти локальный перегрев двигателя. После выключении зажигания, если вентилятор вращался, то он включается плавно вентилятор на 16 сек. 85% мощности. Этим еще контролируется работоспособность системы т.к. работу вентилятора с этой системой не слышно. За счет разницы плотностей (хотя и слабее, чем с работающей помпой) охлаждающая жидкость продолжает циркулировать, что уменьшает вероятность «теплового удара».
|
