Научно практическая конференция

Всероссийский форум научной молодежи «Шаг в будущее»

Россия, Забайкальский край, Дульдургинский район, село Чиндалей

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Чиндалейская средняя общеобразовательная школа»

им. Ж.Балданжабона

Транспортные машины, системы и оборудования

Портативное шиномонтажное устройство

для автотранспортных средств

Автор работы:

Ахметзянов Радмир Радикович, 11 класс

Руководитель:

Доржиев Дамдинжаб Цыбенович,

учитель технологии

МБОУ «Чиндалейская средняя школа»

им.Ж. Балданжабона

Москва, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

I.	Введение…………………………………………………………………….	2
II.	Аннотация ………………………………………………………………….	3
III.	План исследования…………………………………………………………	4
IV.	Научная статья………………………………………………………………	5-10
V.	Заключение …………………………………………………………............	11
VI.	Приложение…………………………………………………………………	14-18
VII.	Список литературы…………………………………………………………	19

 

 

Аннотация

Практически каждый водитель, в зимний период времени, сталкивается с проблемой затрудненного запуска двигателя автомобиля в условиях сильных морозов. Одной из причин этого, является повышенная вязкость моторного масла в картере, затрудняющая вращение коленчатого вала и препятствующая запуску двигателя. Кроме того, в подобных условиях смазка двигателя, в первые минуты после его запуска, является неэффективной, что приводит к повышенному износу поршневой группы, а также кривошипно-шатунного механизма. Частично решить данную проблему можно, обеспечив предварительный подогрев картера, с целью устранения излишней вязкости моторного масла.

Облегчения запуска двигателя в морозную погоду и уменьшения его износа, возможно, достичь путем подогрева системы смазки в частности, масла в картере. Решив, наконец, сделать подогреватель, конечно же встанет вопрос как выбрать подогреватель, чтобы он отвечал всем необходимым параметрам. Используя знания, полученные в ходе исследования мне достаточно точно определиться с выбором. Теперь давайте разберем, какие бывают подогреватели и чем они отличаются друг от друга. Существуют различные способы достижения эффекта. Но все они могут быть условно разделены на 2 группы:

• механические (или внешние);

• агрегатный (или внутренние);

Механические (или внешние) способы подогрева масла в картере включают в себя цикл работ, не связанных с вмешательством в конструкцию транспортного средства, путем установки дополнительного оборудования.

В последнее время, все большее распространение получает агрегатный способ, который заключается в установке дополнительного оборудования, позволяющего осуществить прогрев двигателя в стандартных условиях. Иными словами, для достижения поставленной цели не возникает необходимости прибегать к каким-то существенным дополнительным манипуляциям.

Современные производители предлагают самые разнообразные устройства для того, чтобы осуществить подогрев масла. Однако, несмотря на независимые технические решения, все они имеют один общий принцип работы и единое устройство, заключающиеся в использовании электрической энергии и специального нагревательного оборудования

При использовании любого способа подогрева двигателя, важно помнить о технике безопасности. Дело в том, что конструкция автомобиля изначально не предполагает систему предварительного подогрева масла в картере (если такое не предусмотрено техническими характеристиками). Поэтому необходимо учитывать требования элементарной безопасности.

Главное из них – это осуществление постоянного контроля за процессом. Даже если обозначен автоматический режим работы агрегата, то это не должно быть основанием для бесконтрольного применения системы обогрева. Меры безопасности никогда не будут излишни: они позволят и продлить работу двигателя автомобиля, и обеспечить максимально безопасный прогрев масла в аномально морозные русские зимы. Подогреватель зимой для картера двигателя – это незаменимый элемент каждого автомобиля. Осуществляя сборку своими руками можно сэкономить приличный объем денежных средств, а садиться в теплый автомобиль зимой – достойная награда. Особо следует заметить, что предпусковой подогрев существенно продлит срок службы самого двигателя и картера.

План исследования

Тема исследования: «Предпусковой подогреватель двигателя автотранспортных средств».

Цель исследования: изучить особенности подогревателей для подогрева масла в картере двигателя.

Объект исследования: предпусковой подогреватель масла в картере двигателя автотранспортных средств.

Предмет исследования - подогреватель.

Гипотеза исследования: Если в сочетании с приспособлениями и оборудованием сделать подогреватель, обеспечивая постоянную подачу топлива в камеру горения подогревателя через жиклер и питательную трубку сообщающего наддиафрагменное пространство с атмосферой , тем самым ускоряется процесс подогрева масла в картере..

Задачи исследования:

-изучить литературу по теме исследования;

-изучить свойства подогревателя;

- применить газовый подогреватель, работающий на дизельном и бензиновом топливе , на основе практических наблюдений  и теоретических знаний сделать выводы.

Перспективы работы: изучение и изготовление подогревателя

Практическая работа:  сбор материала и изготовление.

Этапы исследования:

 

Содержание этапа.	Временной промежуток.
1. Изучение литературы.	сентябрь, 2015 г.
3. Собирание материала.	октябрь, 2015 г.
4. Отбор материала.	ноябрь, 2015 г.
5. Написание  работы, подведение итогов	ноябрь, 2015 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Научная статья

Содержание 1. Устройство подогревательной установки 2. Подогреватель 3. Питание подогревателя 4. Бензоотстойник 5. Регулятор подачи бензина 6. Электромагнитный бензонасос 7. Система электрооборудования 8. Ручной переключатель 9. Дополнительное сопротивление свечи 10. Свеча накаливания 11. Катушка электромагнитного клапана 12. Температурный переключатель Уникальный предпусковой подогреватель двигателя своими руками, нужен практически каждому авто. В особенности, если машина припарковано на улице, или если срок эксплуатации авто уже около 10 лет и больше. Наиболее выгодным устройством такого плана является автономный подогрев.

Устройство подогревательной установки

Система подогревателя состоит из подогревателя, системы питания, газоотвода с каналом для подачи воздуха на горение, распределителя подачи нагретого воздуха и системы электрооборудования.

Подогреватель является агрегатом для нагрева воздуха за счет тепла, выделяющегося

при сгорании бензина. Подогреватель состоит из цилиндрического теплообменника совместно с жаровой трубкой, образующего камеру горения и камеру догорания. Нагрев воздуха в подогревателе производится раскаленными стенками теплообменника, образующими кольцевые каналы для прохода нагреваемого воздуха.

К теплообменнику приварены футорка для крепления температурного переключателя и бонка свечи накаливания совместно с трубкой для крепления питающего бензопровода. В камеру сгорания теплообменника вварена трубка для слива топлива в случае неисправности электромагнитного клапана регулятора. В холодной части жаровой трубы закреплен корпус узла нагнетателя воздуха в сборе с диффузором нагнетателя и электродвигателем. На корпусе крепления электродвигателя имеется труба для забора воздуха на горение всасывающий патрубок. К теплообменнику приварен выхлопной патрубок с фланцем для крепления к газоотводу. На концах вала электродвигателя посажены две крыльчатки: пластмассовая осевого вентилятора и крыльчатка центробежного нагнетателя. Теплообменник вмонтирован в кожух. По краям кожуха закреплены крышки. Всасывающий патрубок подогревателя соединен с каналом забора воздуха резиновым патрубком. Подогреватель может работать только в условиях полной герметичности соединений каналов выхода выхлопных газов.

Питание подогревателя бензином осуществляется электробензонасосом.

Электробензонасос засасывает бензин из общей магистрали питания двигателя. Бензопровод присоединен гибким шлангом к всасывающему штуцеру электробензонасоса. К нагнетающему штуцеру насоса присоединен гибкий шланг и стальной бензопровод, подающие бензин к регулятору подогревателя через бензоотстойник.

Бензоотстойник предназначен для подачи к регулятору подогревателя чистого отстоявшегося профильтрованного бензина, чтобы не засорять дозировочный жиклер регулятора.

Регулятор подачи бензина обеспечивает постоянную подачу топлива ( около 0,354 – 0,4 л/ч) в камеру горения подогревателя через жиклер и питательную трубку. Он состоит из корпуса с поплавком и запорной иглой, топливного фильтра и топливного жиклера. Для запирания канала подачи бензина к жиклеру имеется электромагнитный клапан. В крышку регулятора ввинчены на резьбе штуцер для подвода бензина к регулятору и штуцер для шланга, служащего для слива излишнего бензина из поплавковой камеры в случае неисправности запорной иглы или поплавка. Во избежание переливания бензина при вибрации регулятора на игле поплавка установлена демпферная пружина. Положение поплавка регулируется подгибом упорного язычка. Уровень топлива в поплавковой камере регулятора должен быть на 8,5- 11,5 мм ниже плоскости разьема. Недопустимо увеличивать проходное сечение жиклера, так как это приведет к обильному сажеобразованию и выходу подогревателя из строя.

Электромагнитный бензонасос состоит из чугунного корпуса внутри которого размещены катушка электромагнита, пружина и шток. На корпусе сверху закреплена система прерывателя электрической цепи катушки электромагнита.

К нижней части корпуса бензонасоса прикреплена головка насоса с рабочей камерой и клапанами: всасывающим и нагнетательным. Клапаны закрыты крышкой со штуцерами и для присоединения к магистралям. Между торцами головки и корпуса насоса зажата диафрагма из прорезиненной ткани. Диафрагма закреплена на одном конце штока совместно с подвижным якорем электромагнита. Когда по катушке электромагнита проходит электрический ток, якорь под действием электромагнитных сил притягивается к торцу катушки и одновременно сжимает пружину, увлекая за собой диафрагму и шток. Между проточкой на якоре и диафрагмой установлены латунные кольца, которые центрируют якорь электромагнита относительно корпуса и тем самым предотвращают заклинивание якоря и штока. Электромагнитный бензонасос гарантированно обеспечивает работу по нагнетанию бензина в регулятор отопителя при условии чистоты всасывающего и нагнетательного трубопроводов, правильной регулировки контактов и их чистоте, нормальном напряжении на клеммах электромагнитной катушки, чистоте отверстия в корпусе, сообщающего наддиафрагменное пространство с атмосферой.

Техническая характеристика бензонасоса

Производительность (не менее 5 л/ч) при всасывании бензина с уровня минус 0,3 м. и подаче его на высоту полюс 0,5 м.

Напряжение тока - 12 В

Максимальный ток потребления – 2,5 А

Система электрооборудования подогревательной установки однопроводная. Питание потребителей рассчитано от аккумуляторной батареи автомобиля. Корпус подогревателя соединен с «массой». Дополнительное массирование элементов электрооборудования подогревателя произведено отдельными проводниками.

Ручной переключатель служит для включения и выключения отопительной

установки. Он имеет три положения кнопки включения:

- выключено (кнопка утоплена полностью);

- запуск (включены электродвигатель, свеча накаливания подогревателя и дополнительное сопротивление);

- включение в работу ( дополнительно включены электромагнитный клапан и электромагнитный насос)

Дополнительное сопротивление свечи накаливания установлено во впускном патрубке подогревателя и выполнено из нихромовой проволоки диаметром 0,9 мм с сопротивлением 0,35 Ома. Оно включено в цепь свечи, рассчитанной на напряжение 4В. Недопустимо, чтобы витки касались друг друга и корпуса.

Свеча накаливания закреплена накидной гайкой в бонке теплообменника подогревателя. Ее нить накала размещается в камере горения подогревателя розжига подогревателя. Свеча состоит из металлического корпуса, имеющего в нижней части кожух с прорезями, уплотнительного медного кольца и спирали внутри кожуха. Положение свечи относительно бонки теплообменника безразлично. Минимальные зазоры между витками, а также зазор между витками и экраном должны быть 0,8 мм. Свеча должна быть плотно прижата накидной гайкой.

Катушка электромагнитного клапана размещена на регуляторе расхода бензина. Ее обмотка выполнена из медной проволоки типа ПЭЛ диаметром 0,29 мм, имеет 2100 витков и сопротивление 35Ом. Катушка посажена на направляющую втулку, внутри которой размещается сердечник клапана, запирающей канал к жиклеру.

Температурный переключатель включен в цепь электродвигателя и свечи накаливания подогревателя с помощью проводов, уложенных в пучке на кожухе подогревателя. Чувствительная часть ( трубка) температурного переключателя размещается в зоне действия температуры горячих газов, образующихся при работе подогревателя. Он предназначен для автоматического включения и выключения свечи накаливания и электродвигателя в зависимости от температуры в камере догорания подогревателя и состоит из следующих элементов: конечного микропереключателя типа МП2101, трубки из жароупорной стали, заглушенной с одного конца, а другим приваренной к корпусу переключателя, кварцевого стержня, вставленного в отверстие трубы и прижатого к заглушенному концу трубки пружиной через шток.

Техническая характеристика подогревательной установки

Теплопроизводительность (номинальная) – 1800 ккал/ч

Количество подогреваемого воздуха (номинальное) - 75 м³/ч.

Перепад между температурой нагреваемого и нагретого воздуха - 80˚С

Расход топлива - 0,4 л/ч не более

Род электрического тока питания - постоянная

Напряжение источника питания – 12 В

Потребляемая мощность электродвигателя - 36Вт

Время непрерывной работы – 15 ч. не более

Практическая конструкция

Я обнаружил множество вопросов, касающихся самодельного предпускового подогревателя на базе автомобильных обогревателей.  Хочу предложить практическую конструкцию подогревателя на базе запасных агрегатов от автомобиля ЗАЗ-968М-005.

Данная конструкция зарекомендует себя с лучшей стороны.  В зависимости от производительности и мощности подогревателя данную конструкцию можно использовать для подогрева бытовых складов и гаражей. Изготовить подобную конструкцию не вызовет сложностей, поэтому хочу обобщить лишь общие черты построения. Обогреватель автомобиля ЗАЗ-968М-005 можно использовать с минимальными переделками.

Обогреватель показан на рисунке.

Прежде, чем приступить к сборке агрегата мне понадобился корпус от электростанции. В нижней части корпуса приварена стальная пластина для установки обогревателя. Затем с минимальными переделками установил обогреватель.

В верхней части корпуса установил топливный бак от электростанции. Топливный бачок заполняют топливом, соответствующим типу двигателя – бензиновым.

К этому баку прикручено бензоотстойник. Бензопровод присоединен гибким шлангом к всасывающему штуцеру электробензонасоса.

На корпусе сверху закреплена система прерывателя электрической цепи катушки электромагнита.

К нижней части корпуса бензонасоса прикреплена головка насоса с рабочей камерой и клапанами: всасывающим и нагнетательным

Установлен ручной переключатель для включения и выключения отопительной

установки. Он имеет три положения кнопки включения.

Котел подогревателя состоит из четырех концентрично расположенных цилиндров. Они образуют центральную жаровую трубу, газоход и две жидкостные полости. Горячие газы из жаровой трубы после поворота на 180 градусов проходят по газоотходу к выпускному патрубку. Такой котел дает возможность при сравнительно небольших габаритах получить значительные поверхности нагрева, увеличить КПД подогревателя, а также устранить выбрасывание открытого пламени. Он обеспечивает интенсивную циркуляцию нагреваемой жидкости не только благодаря гравитационному напору, но также благодаря пародинамическому эффекту, при котором пузырьки воздуха и пара, имея свободный выход, усиливают циркуляцию. Воздух в камеру горения подогревателя нагнетается центробежным вентилятором, имеющим привод от электродвигателя постоянного тока ПЭ-210 напряжением 12 В, в результате чего обеспечивается хорошее перемешивание бензина с воздухом. Смесь воспламеняется свечой накаливания, которая отключается после того, как установится устойчивое горение. Благодаря вихревому характеру движения пламени, а также наличию диффузора обеспечивается полное сгорание и высокий коэффициент теплопередачи. Процесс сгорания при этом подобран так, что подогреватель, работая с относительно высоким КПД по нагреву жидкости (68%), имеет одновременно высокую температуру уходящих газов, достаточную для эффективного нагрева масла в поддоне картера двигателя.

В целях соблюдения техники безопасности от нагрева установлена сетка.

С учетом, с низким расположением картера двигателя и отдаленности картера от передней части автомобиля изготовлено специальное приспособление.

На этом приспособлении сверху сделан пропил для того, чтобы горячим потоком воздуха подогревать с нижней части картера.

В зависимости от высоты картера двигателя автомобиля это приспособление регулируется.

Окончательная сборка предпускового подогревателя своими руками показана на рисунке.

Заключение

Гипотеза моей исследовательской работы подтвердилась. Предпусковой подогреватель двигателя автотранспортных средств - это необходимое оборудование для дома. Но, чтобы  кто ниговорил, а позволить себе купить более - менее путёвый подогреватель не каждый имеет такую возможность. Говоря про себя, я не стал копить на этот чудо-агрегат, а имея конструктивные части, стал рассматривать другие варианты. Так как времени у меня было достаточно, я выбрал самую доступную возможность - это самостоятельная сборка подогревателя. За основу был взят отопительная установка и электродвигатель от автомобиля ЗАЗ-968М - 005 . Так как автомобиль ЗАЗ-968М-005 сейчас музейная редкость, то запасные части мне достались со списанного автомобиля - помог мне папа. Хочу добавить, что запасные части от автомобиля ЗАЗ-968М-005 наиболее подходит для самодельного подогревателя, он требует меньших переделок. Итак, что понадобилось для осуществления плана по изготовлению самодельного подогревателя:

• Отопительная установка автомобиля ЗАЗ-968М-005.

• Электродвигатель от ЗАЗ-968М-005

• Корпус рамы электростанции

• Слесарные работы.

• Сварочные работы.

• Труба, шланги, хомутики и пр. мелочь.

Испытания подогревателя в различных режимах показали его высокие эксплуатационные параметры.

Таким образом, проведя наблюдения и исследование подогревателя, я  сделал  вывод, что подогревателем можно быстро подогреть любые автотранспортные средства, а особенно облегчил труд своего отца.  

 

 

Приложение 1

Заливка бензина в топливный бачок.

Приложение 2

Открываем краник бензоотстойника.

Приложение 3

Подсоединить подогреватель к аккумулятору АКБ

Приложение 4

Ручным переключателем включить подогреватель.

Приложение 5

При включении подогревателя загорается контрольная лампочка.

Приложение 6

При запуске подогревателя лампочка угасает.

Приложение 7

Предпусковой подогреватель в рабочем режиме.

Приложение 8

Предпусковой подогреватель устанавливается для подогрева автомобиля ВАЗ-2106.

Приложение 9

С использованием приспособления устанавливается подогреватель под картер двигателя.

Приложение 10

Испытание проходит успешно, двигатель автомобиля подогревается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Суранов Г.И. Предпусковая подготовка двигателя зимой. 1987. №3 – стр. 28-31.

2. Владимир Найман издательство АСТ, Астрель, Хранитель Москва 2007 г. «Все о предпусковых обогревателях и отопителях» - стр. 84-96.

3. Корчуганов М.А. и Сырбаков А.П. / Электронный ресурс/ // Современные проблемы науки и образования – 2014 -№1 //

«Исследование эффективности применения бензиновых горелок для предпусковой тепловой подготовки двигателя»

1. Курносов А.Ф. «Подогрев автотранспортных средств»

/ Сельский механизатор – 2013 г. №2.

1. Барановский В. «Автомобиль. 1001 совет»

22