Использование электрических нагревателей в виде различных калильных решеток или фланцевых нагревателей исключает необходимость их установки на каждый цилиндр, так как они обычно монтируются во впускном воздушном трубопроводе двигателя. Но при этом создается дополнительное сопротивление на впуске двигателя, что отрицательно сказывается на его энергетических и экономических показателях. Более эффективны факельные подогреватели, применение которых по сравнению с электрическими не требует значительного изменения конструкции двигателя, а также новых видов топлива или жидкостей. Кроме того, на разных частотах вращения коленчатого вала исключается неуправляемый режим работы двигателя, обеспечиваются его функционирование с небольшим давлением сгорания топлива в цилиндрах и возможность длительного сопровождения при прогреве после пуска.

Электрофакельные устройства (ЭФУ) включают в себя элементы калильных свечей и работают по принципу факельных подогревателей. Их нагревательный элемент обеспечивает нагрев, испарение и воспламенение подаваемого топлива. Образовавшийся факел при провертывании коленчатого вала стартером подогревает впускной воздух и способствует образованию паров топлива, засасываемых в цилиндры двигателя. Наибольшее распространение за рубежом получило ЭФУ фирмы 'Bosh” (Германия). Оно состоит из факельной свечи, электромагнитного топливного клапана, термореле, переключателя и сигнальных лампочек. Основным элементом ЭФУ является свеча (рис. 8а). Она устанавливается на впускном трубопроводе двигателя так, чтобы подогретый воздух и пары топлива равномерно поступали во все цилиндры. Нагревательный элемент выполнен в виде штифтовой свечи и представляет собой металлический кожух, внутри которого запрессована спираль из проволоки высокого сопротивления диаметром 0,7 мм, в специальном наполнителе. Наполнитель (переклаз электрический) имеет высокий коэффициент теплопроводности и, являясь хорошим диэлектриком, достаточно надежно электроизолирует спираль от кожуха. Нагревательный элемент, установленный в корпусе факельной свечи, обеспечивает нагрев, испарение и воспламенение топлива. Топливо, подаваемое к свече, очищается от посторонних примесей с помощью фильтра и дозируется жиклером. Для увеличения поверхности испарения служат две установленные последовательно сетки. Экран защищает очаг факела от срыва потока воздуха, поступающего в двигатель, а сетки являются катализатором, газифицирующим топливо.

Английской фирмой 'Lukas' разработан термостат типа CAV, имеющий ряд отличительных особенностей. Его нагревательный элемент (рис. 8б) изготовлен в виде открытой спирали, одна часть которой выполняет роль нагревателя и испарителя топлива, а другая воспламеняет его. В топливной системе отсутствует электромагнитный клапан. Роль запорного устройства выполняет шарик. При нагреве спираль нагревательного элемента термостата расширяется и воздействует на шарик, который открывает топливу доступ к факельной свече. При остывании спирали происходит обратный процесс. Наличие, открытой спирали с относительно развитой поверхностью нагрева повышает надежность воспламенения и значительно сокращает время на предварительный накал свечи. Однако она достаточно быстро окисляется при высоких температурах, что снижает долговечность таких устройств.

Конструктивные схемы факельной штифтовой свечи фирмы 'Bosh' (а) и термостата CAV фирмы 'Lukas'' (б): а) 1 — нагревательный элемент; 2 — топливный фильтр; 3 — жиклер; 4 — сетки; 6 — экран; б) 1 — корпус клапана; 2- шарик; 3 — стержень клапана; 4 — нагревающая часть спирали; 5 — воспламеняющая часть спирали.

Пусковая характеристика двигателя 'Deitz' F8L413 с маслом SAE10W и ЭФУ фирмы 'Bosh”.

Схема системы подогрева впускного воздуха фирмы 'Bendix': 1 — топливный фильтр; 2 — форсунка; 3- экран; 4 — электроискровая свеча; 5 — впускной коллектор; 6 — катушка зажигания; 7 — электроклапан; 8 — стабилизатор давления; 9 — топливный насос; 10 — топливный фильтр.

Термостат типа CAV не позволяет сопровождать факелом работу двигателя в режиме прогрева после пуска, так как в результате интенсивного обдува спираль нагревательного элемента охлаждается, воздействует на шарик, вследствие чего прекращается доступ топлива, и факел во впускном трубопроводе пропадает… Это является недостатком конструкции, так как снижаются эффективность и надежность пуска дизеля при отрицательных температурах окружающего воздуха. Испытания шестицилиндрового двигателя с рабочим объемом цилиндров 5,67 л, проведенные фирмой 'Bosh”, показали, что благодаря применению ЭФУ предельная температура холодного пуска понижается с 266 К (-17 °C) до 235 К (-20 °C), а минимальные пусковые частоты вращения коленчатого вала двигателя с 113 мин^-1 (без ЭФУ) до 71 мин^-1. Этот факт был также подтвержден в ходе испытаний двигателя 'Deitz” F8L413. На рис. 9 приведена зависимость величины минимальных пусковых частот вращения двигателя 'Deitz” F8L413 от температуры окружающего воздуха. В момент пуска двигателя с ЭФУ при температуре 253 К (-20 °C) потребная частота вращения коленчатого вала двигателя снизилась со 115 до 55 мин^-1. Минимальная температура холодного пуска двигателя уменьшилась с 253 К (-20 °C) до 245 К (-28 °C). Для пуска танкового дизеля AVDS-1790-2C фирмой 'Teledain Continental Motors” (танк М60А1, США) применяется система подогрева впускного воздуха ”Bendix” (рис. 10). Принцип ее действия основан на распылении топлива центробежной форсункой и воспламенении топливовоздушной смеси от искровой свечи. Используя данную систему, можно успешно пускать двигатель на масле DN-вОО при температуре до 241 К (-32 °C). Аналогичными системами оснащены двигатели БМП М-2, БТР М-113, самоходных орудий М-107А, М-109.

Полковник В.СОЛОМАЙ, кандидат технических наук; подполковник А.ШУРАЕВ; майор О.БЫСТРОВ