4.4. Инфракрасный и газовый обогрев

Способ обогрева двигателей и других агрегатов автомобилей с помощью горелок инфракрасного излучения применяется давно. Он основан на том, что инфракрасные лучи, по природе своей являющиеся электромагнитными колебаниями с длиной волны от 1 мкм (конец видимого спектра) до 1 мм (наиболее короткие радиоволны), практически не поглощаются чистым воздухом, а металл обогреваемых агрегатов поглощает излучение и нагревается.

Для получения инфракрасного излучения в НИИ Главмосавтотранса и НИИАТе разработаны специальные горелки. К их числу относятся горелки, предназначенные для работы в стационарных условиях и передвижные (например, ГИИВ-6203, ГИИВ-6204, завода «Газоавтоматика», «Радиант» и др.). Горелки могут работать как на природном, так и на искусственном газе, например на пропане. Поступающий в горелку газ смешивается в необходимой пропорции с воздухом и эта смесь заполняет большое количество каналов малого диаметра, имеющихся в керамической или металлической сетке горелки. С помощью электрозапального устройства смесь воспламеняется. В результате горения поверхность сетки нагревается до температуры 700—950 ° С и выделяет лучистую энергию.

Применяемые в стационарных установках горелки монтируются на площадке стоянки на расстоянии 300—500 мм от обогреваемого агрегата.

Площадка оборудуется специальными упорами для колес и направляющими, исключающими неточность установки автомобиля над горелкой и возможность ее повреждения (рис. 4.28). Принципиальная схема газовой горелки инфракрасного излучения представлена на (рис. 4.29).

Рис. 4.28. Схема установки горелки инфракрасного излучения:

1 — колодец; 2 — газопровод; 3 — вентиль; 4 — шланги; 5 — газовая горелка; 6 — направляющая реборда; 7 — упор

Рис. 4.29. Принципиальная схема газовой горелки инфракрасного излучения:

1 — штуцер подачи газа; 2— корпус горелки; 3 — корпус излучателя;4 — излучатель; 5 — смесительная камера

Горелки объединяются в группы, к каждой из которых газ подводится с помощью резиновых шлангов. Электрическое запальное устройство включается в группах горелок последовательно. В случае перегорания одной из спиралей предусмотрено, автоматическое включение световой и звуковой сигнализации.

Характеристики горелок инфракрасного излучения указаны в табл. 4.9.

Передвижные установки с подобными горелками (рис. 4.30) состоят из газовых баллонов и групп горелок, установленных на полозьях или колесах. Такие устройства могут быть использованы не только для обогрева двигателей, но и для обогрева задних мостов, коробок передач и т. д.

Подготовка машин к выходу осуществляется последовательно: после окончания подогрева одного двигателя переходят к другому и т. д.

Существенным недостатком описанных горелок является возможность срыва пламени при скорости ветра 5,0—5,5 м/с. В связи с этим в ЖСВ Главмосавтотранса и НИИАТе разработаны подогреватели «Малютка» с горелкой «Звездочка» (авторы Н. В. Семенов, С Н. Правоверов, С. Г. Барон), свободные от указанного недостатка.

Подогреватель (рис. 4.31) состоит из теплообменника с плоским днищем, который устанавливается взамен нижнего патрубка системы охлаждения, из направляющего кожуха для защиты от ветра и горелки, установленной под днищем теплообменника. При, работе горелки жидкость в теплообменнике нагревается и в системе охлаждения возникает термосифонная циркуляция. Для ускорения процесса передачи тепла радиатор может быть оборудован,

заслонкой отключающей его от двигателя на время обогрева (рис. 4.32). Заслонка устанавливается в нижнем патрубке системы охлаждения двигателя. Продукты сгорания нагревают воздух вокруг двигателя, что облегчает его запуск. Так как горелка «Звездочка» защищена от ветра, опасность срыва пламени при больших скоростях воздуха существенно уменьшается.

Таблица 4.9

Характеристики горелок инфракрасного излучения

Параметр	Топливо	Звездочка-6204	ГИИВ-6203	ГИИВ-6206	«Радиант»
1	2	3	4	5	6
Тепло-производи- тельность, Вт	Сжиженный газ	1740—2000	2430—3010	3350—4100	4400—6980
	Природный газ	1740—2000	1740—2000	3150—3800	4420—6980

Продолжение таблицы 4.9.

1	2	3	4	5	6
Расход газа, Н-м3/ч	Сжиженный газ	0,06—0,11	0,08—0,115	0,23—0,53	0,13—0,27
	Природный' газ	0,15—0,32	0,24—0,35	0,34—0,37	0,44—0,70
Давление газа, Па	Сжиженный газ	1200—1400	3000	2100—3600	—
	Природный газ	1500—1600	1300	100—1800	—
Температура поверхно­сти керамики, °С	Сжиженный газ	700—900 .	720—950	750—880	700—900
	Природный газ	720—920	750—1000	780—880	750—900
Площадь поверхности нагрева, м2	—	0,04	0,02	0,05	0,05
Диаметр сопла форсунки, мм	Сжиженный газ	0,8 ±0,02	0,9	1,2	1,15±0,02
	Природный газ	1,3 ±0,03	1,6	2,3	1,7 ±0,02
Масса, кг	—	1,0	4,00	2,3	3,0

Рис. 4.30. Передвижная установка газового обогрева с баллонами

Рис. 4.31. Подогреватель «Малютка» и горелка «Звездочка»:

а — теплообменник: 1 — полость для установки горелки; 2 — подводящий патрубок; 3 — отводящий патрубок; 4 — трубка; б — горелка: 5 — корпус; 6 — защитная сетка; 7 — керамика; 8 — форсунка

Рис. 4.32. Схема установки на двигатель ЗИЛ-130 подогревателя «Ма­лютка-130П» с устройством для отключения радиатора:

1 — теплообменник; 2 — инфракрасный излучатель; 3 — штуцер подвода газа; 4 — ветрозащитное устройство; 5 —- устройство для отключения радиатора

В случаях, когда горелки должны быть переведены с искусственного газа на природный, необходимо правильно подобрать диаметр форсунок горелок.

Теплопроизводительность инфракрасных излучателей (горелок) может быть определена при работе на различных давлениях газа и при различных диаметрах форсунки из формулы

Q = G·q_н , (4.9.)

где G — расход газа, м3/ч;

q_н — низшая теплотворная способность га­за, кДж/м3.