Самодельный подогрев антифриза выхлопными газами: комплектующие и технология монтажа
Шильдик Hybrid или Diesel греет исключительно душу. Зимой в салоне теплеет только под нагрузкой, но откуда ее взять в пробке. Задача ясна – как повысить температуру охлаждающей жидкости и ускорить прогрев кабины. Очевидно, что согреть антифриз под силу какому-либо нагревательному элементу. Первое, что приходит на ум – использовать электричество. Еще один вариант – взять готовое тепло из выпускного тракта.
Идея подогрева холодного антифриза выхлопными газами: общие аспекты
Предыстория
Конкурентное решение разработано компанией Тойота, которая серийно внедрила подогрев антифриза глушителем на свои гибридные автомобили Toyota Prius. Технология EHR (Exhaust Heat Recovery) использует выхлопные газы для нагрева теплообменника, расположенного в выпускном тракте. Через радиатор непрерывно циркулирует «охлаждайка», снимая тепло с его стенок.
Общие показатели после технического нововведения улучшились:
- Ускорен прогрев ДВС.
- Повышен КПД гибридной установки.
- Снижен расход топлива.
Обогреваемые Приусы японцы делали исключительно для себя, и уж точно не из микроклиматических соображений – для удовлетворения этих целей ставят керамические нагреватели РТС поверх радиатора печки. Верх взяла экологическая ветвь: дополнительный подогрев позволяет раньше переходить в режим «гибрид», а значит, вредные выбросы сократятся.
Конструкция
Интегрировать радиатор внутрь выхлопной трубы – дело плевое. Отключить теплообменник по достижении тосолом определенного температурного состояния – вот основная задача. Если этого не сделать, все плюсы сойдут на нет – мотор будет перегреваться.
Итого технология такова: для радиатора в выхлопном патрубке создан дополнительный контур, на входе в который стоит заслонка. Ее положение регулирует термостат, установленный вне корпуса трубы. Обогревательный комплекс смонтирован за катализатором.
Как оформить подогрев антифриза в системе охлаждения глушителем: соображения и идеи
Конкуренция между газовым и электрическим подогревателями уместна только при рассмотрении серийно оснащенных такими устройствами автомобилей. Гаражный досуг удобнее связать с электрическим устройством. Трудность переделки выхлопной системы состоит в реализации алгоритма отключения теплообменника от дополнительного обогрева горячими газами.
Донор
Технически проще найти глушитель с готовой управляющей системой и подключенными патрубками для состыковки со штатным охлаждением, и переделать его под конкретный автомобиль. Поскольку подогрев антифриза выхлопными газами устанавливается исключительно на тойотовскую гибридную линейку, в сферу интереса попадают системы выпуска Prius.
Никаких датчиков, связывающих подогрев с ЭБУ, на Приусах нет. Узел автономен, а потому может быть интегрирован в любой автомобиль – лишь бы место позволяло. Начиная с третьего поколения Toyota Prius, обогреватель пошел в серию. Выписывать деталь из Японии накладно, проще подыскать контрактную. На авторазборках встречаются экземпляры:
- Для третьей генерации XW30 – 12 000 рублей.
- Для четвертого поколения XW50 – 30 000 рублей.
Технологические аспекты
Керамический нагреватель не столь эффективен в крепкие морозы – владельцы российских модификаций Prius это отчетливо понимают. У них при -20°C температура «охлаждайки» на холостом ходу не превышает 50°C, где уж тут согреешься. К слову, универсалы Альфа (XW40) тоже лишены такой опции.
Минимум неудобств содержит в себе инсталляция сборочной единицы в Тойота Приус соответствующей модели:
- Слить антифриз.
- Заменить глушитель.
- Связать патрубки системы охлаждения с подогревателем.
- Залить охлаждающую жидкость. Слитого объема не хватит. Покупать лучше заводской состав. Если нет в продаже, анализируйте какой антифриз и с чем можно мешать , и вперед за покупкой продукта рядовых фирм.
Под Alpha необходимо модифицировать хвостовую часть, а при монтаже на далекую от философии концерна машину придется переделывать еще и переднюю. Без сварочных работ вряд ли обойдетесь, поэтому не забывайте отключать колодку питания ЭБУ и сам аккумулятор от бортовой сети.
Внимание! Если возникнет необходимость пользоваться сваркой на гибридных автомобилях – перестрахуйтесь: используйте газовый аппарат.
Суть опасения в том, что при задействовании полуавтоматического сварочного инвертора есть риск выхода из строя высоковольтной батареи. Хотя некоторые автолюбители утверждают, что источник питания гальванически экранирован – реле автоматически отключает ВВБ от бортовой сети после «стопа». Отсоединять аккумулятор, питающий электродвигатели – не лучшая идея: перед пуском мотора система потребует прописать батарею через сканер.
Коротко о главном
Схема подогрева антифриза расположенным в глушителе радиатором сложна в реализации. Трудности вызывает процесс конструирования регулируемого ограничителя обдува теплообменника выхлопными газами. Рационально позаимствовать узел в сборе у автомобиля, штатно оснащаемого системой рекуперации теплоты отработавших газов.
Доноров не так много – это «гибриды» Toyota Prius XW30 и XW50. Механизм функционирует автономно без каких-либо датчиков, сообщающих информацию ЭБУ. Адаптация под машину другой марки предусматривает минимум доработок. Требование одно – наличие свободного пространства в тоннеле под выпуск.
Зачем греть космос?
Доброго времени суток, коллеги-форумчане 🙂
В очередной раз прогревая свой автомобиль утром, счищая снег с багажника не мог не заметить, что не смотря на ещё холодный двигатель выхлопные газы достаточно горячие. Все это видели и все это знают, спору нет. Но что-то меня в этот раз «кольнуло» в мозгу и задумался, зачем мне греть космос, если в салоне ещё холодно и если двигатель ещё не прогрелся. Не посчитайте меня жадным, но как бы там ни было, всё-таки тепло мне жалко 🙂
Вернувшись домой засел за интернет в поисках какой либо информации о том, что можно сделать, что бы это тепло из выхлопной трубы пустить в полезное русло. Первое, что сразу же вспомнилось — на многих грузовиках выхлопные газы пропускаются через кузов, тем самым предотвращая примерзание чего либо собственно к самому кузову. Как никак уже какая-то польза. Причём, позволю себе заметить, бесплатная! Также вспомнилось, что в старом добром детстве встречал кулибиных, которые на стареньких запорожцах каким либо образом систему тепло от выхлопа пускали для обогрева двигателя. Тоже польза, как ни крути. Увы, больше ничего подходящего по этой теме не нашёл.
Итак, решил посоветоваться.
Как вы думаете, каким образом можно задействовать бесплатное тепло, что бы сделать себе и машине лучше.
У меня пока два варианта в голове.
Первый — до основного глушителя каким-то образом приспособить передачу тепла от трубы к антифризу. Простейший вариант — обмотать часть выхлопной трубы медной трубкой (может добавить что-то для лучшей теплопередачи), по которой будет циркулировать антифриз. За циркуляцию будет отвечать дополнительная помпа, это не проблема. «Отвод» антифриза взять с малого круга, скажем от печки. Что в итоге получим — стандартная практически система. Сразу после запуска двигателя прогрев должен быть существенно быстрее, так как выхлопная труба нагревается весьма активно. Антифриз будет циркулировать по системе, что позволит помимо ускоренного прогрева двигателя также и быстрее подать тепло в салон.
Второй — от трубы глушителя передать тепло не антифризу, а воздуху, который пустить на прогрев салона. Пока не совсем представляю как это сделать (а советы вывести выхлопные газы в салон мы о пустим, не смешно).
Я понимаю некую вероятную абсурдность вопроса, но для того мы и есть, что бы подискутировать 🙂
У кого какие идеи будут? Ну или успокойте меня, что бы не заморачивался 🙂
Сообщение отредактировал Inspar: 24.11.2011 — 11:50
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 417
- Пчток
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 2 954
Казява (24.11.2011 — 16:18) писал:
Кто сказал что эта «система» должна всегда работать? Ту же самую доп.помпу можно через выключатель пустить, чтоб использовать только тогда — когда нужно, а не постоянно =)
Сообщение отредактировал _NismO_: 24.11.2011 — 16:57
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 693
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 175
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 387
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 663
- Итишкина копалка
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 1 947
мне понравилось про шланг на трубу чтоб окна оттаивать.
по теме. тоже задумывался об этом пока машину прогревал. вот чё думаю. надо в выхлопную трубу заслонку ставить и пока двигатель не прогреется держать её чуть приоткрытой потом открывать полностью. на ночь закрывать как в бане. ну как идею. может прогрев будет интенсивнее.
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 417
- Пачимушта Жрухоть!
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 4 679
Inspar (24.11.2011 — 11:48) писал:
Так делалось на каких-то старых микролитражках, чуть ли не на довоенных.
А насчёт теплообменника тосол/выхлоп. первая проблема — (если эффективность окажется хорошей) замерзание конденсата в выхлопной трубе. Замечали наверно: если машина в мороз долго работает на ХХ (у таксистов к примеру)- то у неё выхлопная труба обмерзает. А теперь представьте — такая фигня не на выходе оконечной банки а где-нибудь внутри.
Вторая проблема — летом надо будет сливать из теплообменника тосол или увеличивать эффективность системы охлаждения (а иначе просто всё закипит).
Я тоже об этом думал, прикинул трудозатраты и отдачу. и поставил Вебасто .
Сообщение отредактировал Zerg: 25.11.2011 — 12:35
- RTFM
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 2 849
Признаться информацию об обмерзании выхлопной трубы вообще слышу в первый раз. Ни на одной из своих машин такого не замечал.
Вариант с «обматыванием трубкой трубы» я предложил как самый простейший, что бы был смысл понятен самого действия, так сказать.
Недавно разговорился с одним «кулибиным», схему решили немного изменить. Как раз таки по причине того, что после набора рабочей температуры смысл дополнительного прогрева пропадает, так как перегревы никому не нужны. Посему нужна какая-то система, которая будет отключать данную фичу. Схематично как-то так получается: 
Суть заключается в разделении потока выхлопных газов с помощью заслонки. Пока температура не набрана — газы идут через теплообменник, а когда набрана — напрямую. Это решает проблему перегрева.
Техническую сложность пока что составляет сама заслонка, так как сделать разветвление вообще плёвое дело. У «кулибина» имеется весь необходимый набор инструментов и приспособлений, начал так сказать реализацию проекта. О заслонке думаем ещё.
Обращаю внимание на то, что картинка исключительно схематична. Само собой потоки газов не будут иметь крутые повороты и т.д.
P.S. Эксперимент проводится на автомобиле, на котором имеется цепочка штаны — кат — первый глушитель — второй глушитель.
Установка планируется между катом и первым глушителем, посему вопрос с нагревом ката сам собой отпадает.
P.P.S. Шутников прошу не беспокоить. Жарьте сосиски в другом месте
Сообщение отредактировал Inspar: 25.11.2011 — 15:18
- Пачимушта Жрухоть!
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 4 679
Сообщение отредактировал Zerg: 25.11.2011 — 16:22
- недавно на форуме
- RTFM
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 2 849
Андрюха33 (25.11.2011 — 18:12) писал:
А как с перегревом вопрос решали?
Zerg, Весьма интересный вариант, кстати. Спасибо!
- рядовой пользователь
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 349
Сообщение отредактировал Motoriks: 25.11.2011 — 18:47
- RTFM
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 2 849
Motoriks (25.11.2011 — 18:40) писал:
Хороший вопрос.
К сожалению мне не удалось найти какую-либо стОящую информацию по этому поводу. Разве что кроме одного сообщения о том, что одна какая-то малоизвестная фирма решила на разнице температур сделать некий генератор тока, который бы в итоге позволил вообще отказаться от обычного генератора. Но идея в массовом воплощении затихла, так как КПД такой установки мал и получить более киловатта не вышло. Сама идея конечно интересна, но затраты на реализацию и получаемый эффект неравнозначны. Хотя до сих пор, насколько мне известно, такие вещи экспериментально ставят.
У меня же идея несколько иная — понятное дело, что получать электричество я не смогу — у меня не те технологии под рукой. Но теплообмен давным давно известен.
С коллегой несколько раз просчитывали возможные варианты и «подводные камни». Последних некий список получился:
1. Недостаточная производительность штатной помпы для прокачки теплоносителя по такому кругу.
— И на моей машине, и на машине коллеги установлены дополнительные помпы Bosch, мощности которых предостаточно. Как в первом сообщении я указал, планируется подключение через радиатор печки. Этим мы практически никак не нарушаем работу штатной системы, кроме того именно на выходе из печки у нас помпы и установлены. Ничто не мешает патрубок от помпы пустить не напрямую к термостату, а к термостату через теплообменник у выхлопной трубы. Повторюсь, мощности достаточно.
2. Недостаточная теплопередача от выхлопных газов теплоносителю.
— Этот вопрос решается путём более детальной проработки конструкции теплообменника. На текущем этапе мы приняли решение теплообменник сделать в виде трубы сечения, аналогичному сечению штатной трубы в данном месте. В середине (внутри), вероятно, будут приварены несколько поребриков, повышающих площадь соприкосновения газов с трубой и соответственно повышающих теплообмен. Сверху данной трубы будет плотно намотана медная трубка «штатного» диаметра (20мм). Возможно будем использовать какой-то материал на подобии термопасты, для лучшей отдачи тепла от трубы к трубке. Сверху намотанной трубки планируем установить какой-либо экран, например, асбестовый. Конструкцию с трубками внутри теплообменника не рассматриваем, так как там «среда обитания» слишком капризная и в случае каких либо протечек ремонт будет слишком затруднён.
3. Перегрев
— Самая большая проблема на текущий момент. Изначально рассматривался вариант с одной трубой и намоткой сверху. Пришлось от него отказаться, так как на данном участке труба может прогреваться до 200-300 градусов, что в любом случае вызовет перегрев. Отключение помпы в данный момент ситуацию не спасёт, так как теплоноситель банально будет кипеть в трубке, а это огромный риск в виде накипи и т.д. Кроме того мы посчитали, что нагрев трубки до таких температур критически опасен. Посему изменили конструкцию до двухтрубной. По одной, с теплообменником будут идти газы ДО наступления рабочей температуры теплоносителя, после чего она будет перекрываться и газы пойдут по второй, обычной, полностью аналогичной штатной трубе. При этом каких либо проблем с перегревом не видим. Несомненно, труба с теплообменником будет нагреваться от второй трубы, но это мизерный нагрев, который с лёгкостью поглотит теплоноситель.
4. Создание дополнительного сопротивления отработавшим газам.
— Такой риск тоже учитываем. Но как известно, система выпуска рассчитана на ВСЕ обороты двигателя, включая постоянную работу на максимальных оборотах. То есть если автомобиль прекрасно работает при 6000/мин, то дополнительное сопротивление разве что несколько ухудшит ситуацию на таких оборотах, но если они пониже, то ситуация нивелируется и риск пропадает сам собой. Мы не любители крутить двигатель на максимальных оборотах, так что данный риск считаем самым минимальным в принципе.
Это основные проблемы, как видно, они решаемы. По крайней мере мы так считаем.
Всё равно вопрос с заслонкой пока ещё не решен, но спасибо человеку свыше, идея уже подброшена. Будем думать дальше.
Сообщение отредактировал Inspar: 25.11.2011 — 19:20