Дизельное топливо имеет тенденцию парафиниться при низких температурах. В этом состоянии топливо негодно для использования. Насос высокого давления способен прокачать его через форсунки и впрыснуть в цилиндры, но для воспламенения нужна струя горящего топлива с воздухом. Поэтому один из методов пуска дизельных двигателей – установка свечи подогрева смеси — термостартера — во впускном воздушном коллекторе. В отечественных системах на свечу также подводится топливо от насоса. При кручение стартера срабатывает клапан свечи, свеча нагревает и поджигает топливо и смесь втягивается в двигатель. Факел, созданный термостартером, состоящий из горящего топлива впрыснутого в цилиндры, обеспечивает запуск дизельного двигателя даже при очень низких температурах. В зарубежных системах используется просто нагрев при помощи свечей накаливания. Также поступают и автолюбители зимой: когда дизель застывает — вставляют во всасывающий коллектор фен и прогревают так двигатель.

Часто производитель устанавливает кнопку для принудительного включения свечи. Но так как человечество постоянно двигается в сторону автоматики, уже многие переходят на автоматическую систему включения подогрева свечи.

Однажды зимой в моей машине лампочка индикации подогрева свечи просто не засветилась. Соответственно не сработала и свеча, а двигатель не запустился. Пришлось искать электронный блок, который оказался около левого крыла. В некоторых машинах блок управления свечой объединен с основными «мозгами». После визуального изучения платы обнаружилось перегорание «микрухи», на которой все сплавилось. Что за она, понять было невозможно, а вместе с ней полностью вылетела дорожка на печатной плате. Чинить ее было невозможно, по крайней мере для меня.

Встал вопрос о том, как быть дальше. Самый простой вариант — подключить катушку реле включения свечи от замка зажигания. Заводишь машину — и параллельно подается напряжение на катушку свечи, которая срабатывает, пока крутишь стартер. Минус в том, что так крутить можно достаточно долго, а аккумуляторы зимой быстро разряжаются, да и предварительный прогрев свечей также необходим. Вторым вариантом было принудительное включение катушки свечи через кнопку. Способ хороший, только можно забыть выключить свечи и они подсадит аккумулятор, т.к. тянут 40 ампер. Третьим способом стала разработка простой платы, выполняющей все функции родного реле времени. В пользу последнего способа стало еще и то, что заводская плата для современной машины стоит примерно 500 $.

В дебрях инета я нашел примерную схему блока реле времени для свечи нагрева машины toyota. Скорее всего примерные схемы и у остальных авто производителей. Питание подается на 4 и 10 контакты схемы. 4 контакт – «+», 10 – «-». Датчик температуры подключается на 7 контакт. Датчик температуры установлен рядом с датчиком температуры двигателя и имеет два контакта. Один на плату, а второй — на массу. В зависимости от температуры двигателя, реле времени регулирует время включения реле. Примерно от 20 секунд для -20°С до 0 секунд для +20°С. При этом чтобы разгрузить аккумулятор при срабатывании стартера, стоит блокировка отключения реле, если срабатывает генератор, т.е. машина заводится. 6 контакт шел на «+» перед свечой, но для чего – непонятно. В итоге все стало работать и без него. Как говорится, если остались детали – работать будет.

В итоге блочная схема имеет вид

Следующим шагом стало определение параметров датчика температуры. То, что эта штучка изменяет свое сопротивление при изменении температуры – понятно, но в какую сторону и в каких пределах — предстояло выяснить. Измерять сопротивление можно обычным омметром. Для измерения сопротивления в промежутке от -20°С до +20°С подойдет морозильная камера обычного холодильника. К датчику температуры крепятся провода от омметра (если мультиметр может измерять температуру — отлично), термометр с выносным датчиком температуры. Затем все перематывается изолентой для прочности конструкции и точности измерений. Температура датчика опустится до –20°С минут за 10. На протяжении этого времени нужно на каждом градусе термометра делать измерения сопротивления датчика. Если же наоборот охладить датчик, а затем вынуть и измерять сопротивление, то точность будет ниже, т.к. нагрев будет идти с большой скоростью, а термометр меняет свои показания достаточно редко.

В результате по измеренным величинам можно построить график зависимости сопротивления от температуры. Если требуется измерить сопротивление при высоких температурах, то можно воспользоваться чайником, в который нужно опустить датчик, термометр и провода.

В результате график будет иметь вид.

Далее вопрос в самой схеме необходимого реле времени. На просторах сети распространена схема на таймере NE555. Обвязка микрухи также простая. Если к микрухе добавить пару реле, то вполне можно реализовать реле времени для свечи подогрева. Однако схемы инета не позволяют ввести в схему датчик температуры, который будет влиять на изменение времени срабатывания. Пришлось экспериментально разрабатывать нужную схему.

Итак, при подаче питания от замка зажигания на клемму 4” через конденсатор С1 подается отрицательный импульс для срабатывания таймера. С выхода таймера, нога микрухи 3, подается положительное напряжение на ключ – транзистор VT1, на коллекторе которого появляется отрицательный потенциал. Таймер управляет транзистором, а транзистор обеспечивает нагрузку в цепи катушки реле К1. Лампа HL – лампа индикации на приборной панели. Катушка реле К2 отключит реле свечи нагрева, подключенную на клемму 5” в том случае, если на контакте 11” появится положительное напряжение. Напряжение обязательно появится при включении генератора и это защита свечей — принудительного отключения свечи нагрева. Диод VD2 нужен для того, чтобы напряжение от катушки реле К2 не долбало стартер.

Времязадающие элементы – резистор R1 и конденсатор C2. Для настройки схемы проще менять только конденсатор С2, хотя можно крутить и резистор R1. С увеличением емкости время срабатывания увеличивается. Также времязадающим элементом являются резистор R3 и датчик температуры R4, подключенные между массой и пятой ногой микросхемы. Резистор R3 служит для адаптации датчика.

Промежуточные реле нужно использовать с катушками на 12 В, обычные для машины.

Схема реле подогрева свечей для наших и зарубежных генераторов представлена ниже. На самом деле реле — дополнительные проблемы на машине — лучше без всяких реле.

где 3” – вход «-» через лампочку индикации

4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А

5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева

7” – выход на датчик температуры

9” – вход «-» от генератора

Примерно такая схема получилась. Цена вопроса составила 3 $. Получилась куча деталей, правда с тройным запасом, чтобы несколько раз не катать на рынок. Травить плату на тестовом варианте было лень, да и впоследствии тоже, так что ограничился сборкой на макете.

В роли макета выступила картонка и иголка. Времени было много – электричка везла меня на дачу, поэтому, выверив все места, я проколол отверстия и вставил в них детали. Минусы такого монтажа очевидны – ненадежная подложка: возможные замыкания при перегибании, разрушение при транспортировке, но при этом быстрота и новизна способа монтажа. Возможно, восточные ученые так будут строить в будущем радиооборудование.

Деталей относительно получилось немного. Светодиод я вставил для индикации срабатывания. Светодиод необходимо включать через дополнительное сопротивление. Сопротивление легко найти по формуле

Iсв.д. = 20 мА
Uсв.д. = 3 В
n – количество светодиодов, включенных последовательно
R=(Uпит-n*Uсв.д.)/Iсв.д.

R=(12-1*3)/0,02=450 Ом
Если к примеру нужно подключить группу светодиодов к сети 220 В из 5 штук, то ограничивающее сопротивление будет равным
R=(220-5*3)/0,02=10250 Ом

На обратной стороне картонки можно нарисовать монтажную схему. Из ножек можно собрать часть дорожек схемы. Главное нигде не ошибиться и не закоротить ножки между собой.

После распайки схемы необходимо подвести все провода. Для теста можно воспользоваться машинным или аккумулятором от шуруповерта, подкинуть датчик и засечь время. Следует учитывать температуру там, где находится датчик. Если время не устраивает, то нужно изменять емкость электролитического конденсатора. Окончательный тест необходимо производить на машине, иначе можно наколоться с временными интервалами включения.

Когда все отлажено, можно перенести схему на стеклотекстолитовую основу. В итоге получилось, что при температуре +20°С реле работает 3 секунды, а при -20°С – 20 секунд. Все проверки времени срабатывания можно производить, если вместо датчика установить переменный резистор на 20 кОм.

Схему можно делать навесным монтажом. В принципе, будет лучше если всю плату залить эпоксидной смолой, чтобы обеспечить водонепроницаемость схемы, а в доступное место установить коммутационные реле.

В итоге схема примерно выполняет все функции родного реле. Непонятно, почему такая разница в стоимости, но скорее всего эту обусловлено большей точностью времени срабатывания, а также большим желанием заработать.

Схема работает следующим образом: R1 и C2 — времязадающие — чем больше емкость или сопротивление, тем больше времени требуется для прекращения работы. С1 нужен для автоматического включения таймера при подачи питания. R3 — сопротивление датчика температуры, его, возможно, придется корректировать — запаивать параллельно дополнительные сопротивления. R4 — отграничивает ток через базу транзистора VT1 от микросхемы NE555. VD3 — не пропускает ток на выход микросхемы NE555 3 при поступлении сигнала от стартера через VD2 и R6. VD1 останавливает таймер при подачи сигнала от генератора. HL1 — лампа индикации на панели прибора. K1 — силовое реле включения свечей. Это реле обычно идет отдельно от таймера и устанавливается вместе со всеми реле. Итак, включаем зажигание в машине. Если на улице прохладно, то лампочка включения свечей начинает светиться. Это означает, что таймер начал отсчет и на выходе микросхемы NE555 есть положительный потенциал. Проходит до 20 секунд, лампочка тухнет, реле отключается — значит таймер отработал и на выходе микросхемы нет потенциала. Начинаем стартовать — включается лампочка включения свечей от сигнала со стартера — все правильно, раскаленные свечи облегчают пуск. После запуска лапочка тухнет — таймер заблокирован потенциалом от генератора. Если не дождаться отработки таймера, а сразу пробовать завестись — ничего страшного, при успешном пуске работа таймера прервется по сигналу от генератора, а если не получилось — таймер доотработает процедуру прогрева свечей. Если одного раза не хватило — прогреть свечи можно еще раз.

где 3” – вход «-» через лампочку индикации

4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А

5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева

Как сделать подогрев антифриза свечами накала самостоятельно: конструирование и подключение

Зима дизелям в тягость. Чего только стоят хлопоты с топливной системой, заправленной топливом не по сезону. Высокий КПД бензиновой оппозиции зимой так же, никак некстати: кому приятно сидеть в холодном автомобиле. Благо современные дизельные модификации помимо радиатора печки комплектуются электронагревателями, но что делать владельцам с одноконтурной системой отопления? Советы по обмену на бензин-вариант оставим гурманам и займемся доработкой.

Идея подогрева антифриза для авто на дизеле: основные положения и нюансы

Суть решения

Современные дизели отличаются тем, что в них реализован подогрев антифриза свечами накала в определенном температурном диапазоне. Основная цель – продлить ресурс сажевого фильтра. На холодную топливо не полностью сгорает и образуется сажа, оседающая на сотах фильтрующего элемента. По мере прогрева ее концентрация в выхлопных газах уменьшается.

Конструктивно идея представлена в виде металлического блока, в который ввинчиваются специальные свечи накала. Корпус является составляющей системы охлаждения – через его внутреннюю полость циркулирует «охлаждайка». Чаще всего сборочная единица интегрируется в ГБЦ.

Свечки активны не всегда: в ЭБУ прописана предельная температура ОЖ, ниже которой подогреватель вступает в работу. Система функционирует в полностью автоматическом режиме – при достижении верхнего термопредела (60-75°C) нагреватель деактивируется.

Требования

Сразу же оговорим – не стоит расценивать установку как предпусковой подогрев охлаждающей жидкости. Это не Webasto или Eberspächer! Приспособление функционирует исключительно на запущенном двигателе – жидкость должна циркулировать через внутренний канал.

Исходя из особенностей работы заводского догревателя ОЖ, можно сформировать список требований, которые должны быть выполнены при сборке и установке самодельного изделия:

• Включение должно происходить после пуска мотора.
• Автоматическое управление осуществляется термодатчиком, который размыкает цепь питания по достижении 60-75°C и подает ток на свечки при температуре менее 60-75°C.
• Дублирующий ручной канал выбора режима работы.

Самодельный подогрев антифриза в системе охлаждения свечами накала: основы конструирования

Основные конструктивные элементы подогревателя – блок и свечки. Электрическую часть представляют провода крупного сечения, термореле (термодатчик), предохранитель и электрореле, рассчитанные на большой ток. Основные сложности сопряжены с изготовлением корпуса для размещения нагревателей.

Компоненты

Конструируя подогрев антифриза для дизеля своими руками, особое внимание стоит обратить на количество свечей: два-три нагревателя вполне достаточно. Излишнее увеличение числа генерирующих тепло компонентов чревато – каждая свечка обладает мощностью порядка 200-250 Вт и потребляет немалый ток.

Фирменные корпуса подогревателей есть как на разборках, так и в розничной продаже. Один из вариантов – VAG 028 121 145B на три свечи. Цена – порядка 2 000 рублей. В дополнение к данному изделию рекомендуется приобретать уплотнительную резинку VAG 037 121 687. Альтернатива – поискать на разборках:

• JP GROUP 114505200.
• TRICLO 463201.
• Vaico V10-0962.
• MALO 116092.
• Renault 8200012119.
• Hyundai/Kia 97341-26100.

Фитинги

ВАГовский блок ориентирован на одностороннее подведение коммуникаций. Исправить этот момент поможет установка пластикового ответного фланца. Его каталожный номер – VAG 026 121 144E. Стоимость – около 500 рублей. Альтернативные детали:

• VIKA 14253 (металлический – 250 рублей).
• DELLO 301210144026E (пластиковый – 50 рублей).
• VAICO V100270 (пластик – 80 рублей).
• JP GROUP 1114500600 (пластиковый – 50 рублей).
• VAG 0261211452 (металлический – 750 рублей).

Для систем с автоматическим контролем можно было бы рассмотреть разветвитель под термодатчик VAG 028 121 144N. Но использовать не рекомендуется – сенсор быстро нагревается от корпуса свечей накала и отключает аппаратуру раньше времени. Лучше встроить автономный тройник VAG 4A0 819 497.

Электрические комплектующие

Оптимальное реле температуры для проектируемой системы VAG 251 919 369В. Точка разрывания цепи – 60°C. Ленточная конструкция проводника, рассчитанная на 100А, вполне сойдет на роль предохранителя силовой цепи: VAG N10 525 506 либо N10 424 905.

При выборе свечей накала для самодельного подогрева антифриза необходимо руководствоваться параметрами оригинала N10 302 102:

1. Резьба – М12х1,25 мм.
2. Монтажная глубина – 21 мм.
3. Напряжение – 11,5 В.

Недостаток оригинальной свечки в том, что присоединение «плюса» возможно только с помощью колпачка. Последний – в наличии в официальных автомаркетах запчастей по коду 028 971 782А. В качестве альтернативы доступны решения c креплением клеммы под гайку:

• SWAG 30915956.
• FEBI 19223.
• Bosch 0 250 201 032.

Сечение силовой проводки – не менее 4 мм2. Для формирования цепи питания понадобятся четырехконтактное реле стартера с расчетным током около 70А, кнопка, диод, информирующий о включении системы подогрева, управляющее реле на 30А (четыре контакта). Страхующая часть состоит из двух предохранителей номиналом 100А и 30А.

Монтаж

По ходу дооснащения дизельного двигателя догревателем антифриза важно не отступать от основной идеи – улучшения теплоотдачи штатной печки. Исходя из этого, логичным будет установить собранный с фланцем корпус неподалеку от радиатора печи. Встроить в патрубок, идущий к теплообменнику – оптимальное решение. Датчик температуры лучше интегрировать в шланг, выходящий из салонного радиатора.

Подключение

Электрическая схема представлена на рисунке. Все требования техники подключения выполнены:

• Управляющий сигнал на второе реле подает генератор (вывод D+). Передача осуществляется при включенном тумблере – лампа загорается только на работающем двигателе.
• Цепи защищены предохранителями.
• Контакты исполняющего реле рассчитаны на большой ток.

При подключении схемы важно вычислить суммарную нагрузку на генератор. Полученный ток не должен превышать номинальное значение, выдаваемое «геной» на холостых. В случае несоблюдения условия генератор подлежит замене на более мощную модель, иначе в питании будет участвовать батарея. При нормальном положении дел просадка напряжения после включения подогревателя не превышает 0,6-0,7 В.

Итого

Самодельный подогрев антифриза для автомобиля на дизеле преследует целью ускорить прогрев двигателя и салона. Суть его работы – свечи накаливания греют ОЖ при включенном моторе в определенном температурном диапазоне. Установку легко собрать самостоятельно на базе комплектующих от VAG.

Подогреватель врезается на вход в салонный радиатор, термодатчик – на выход отопителя. По монтажу исполняющего оборудования особых замечаний нет. По части подключения электропроводки единственное предупреждение – не перепутать местами реле на 30А и 70А.