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:

1. Для третьей генерации XW30 – 12 000 рублей.
2. 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.

Как использовать тепло выхлопной трубы для отопления салона

• Регистрация
• Вход

• В начало форума
• Правила форума
• Старый дизайн
• FAQ
• Поиск
• Пользователи

В морозяки весьма удручает то, что машина фигово и долго прогревается (особенно, корованы) Однако, очень большое количество тепла отдается в атмосферу уже с первых минут работы двигателя. Я говорю про нагревание выпускного коллектора выхлопными газами. Ведь если каким-то эффективным способом собрать это тепло и направить в салон, то зимой можно кататься в трусах и не надо ждать, когда же прогреется ОЖ и начнет помаленьку подавать тепло в салон.
Давайте порассуждаем, с помощью какого устройства или материала можно эффективно снять тепло, передать через firewall и раздать в салоне?

Использовать систему радиаторов и антифризов в кач-ве теплоповодной жидкости скорее всего не получится, т.к. у выпуска высокие температуры и теплопроводник будет закипать.

Можно, конечно, кинуть чугунную батарею в салон, сварганить байпас из глушака из пустить выхлоп по батарее но при малейшей дырке в системе, машина моментально превратится в газенваген ))

Сломал башку. Но интересно до жути )

Наткнулся тут в архивах на вариант обогрева салона.

Мои бурные овации — такого точно еще не было :-)))

Нравится выхлоп нюхать? Это главная причина, почему так давно уже не делают. О КПД говорить смысла мало, поскольку тепло халявное. Но вот вонять жженым металлом и паленой пылью (в дополнение к выхлопу) будет наверняка — стенки-то теплообменника будут не горячие, а просто раскаленные.

А если серьезно, проблема не в том, как сделать и как это будет работать, а в том, «что произойдет, если». Самолет может отлично летать, будучи втрое проще и впятеро дешевле, чем принято. Но достаточно быстро он упадет (ну, не сразу. ). Если бы при этом возникало проблем не больше, чем у автомобилей — самолеты и были бы не сложнее автомобилей. Так и тут — по правилам возможность попадания выхлопа в салон должна быть исключена в принципе. Даже если выпускная система прогорела и готова вывалиться на дорогу (все одно выяснится, что условий для замены нет и надо так еще чуть поездить. ). Но при желании немного полетать можно и на этажерках, конечно. Что все мы и делаем, по мнению некоторых.

Пыль, пыльца и т.д. есть в воздухе всегда, так что запах от такой печки должен быть «специфический». В принципе штатная бензиновая керосинка грешит тем же (особенно при первом пуске после летнего перерыва), так что я не пугаю — просто советую не удивляться, когда комфорта «нормальной» печки достигнуто не будет.

Рециркуляция воздуха в салоне ускоряет прогрев, но увеличивает обмерзание и запотевание стекол (в чем нетрудно убедиться — штатная-то печка у 969-го работает именно в таком режиме). Стоит ли столько возиться, чтобы наступить на те же грабли.

Забор воздуха — все же лучше из под лобового стекла. В зоне решетки радиатора воздух намного грязнее во всех отношениях. Никогда не толкался в пробках на УАЗе-«головастике» с работающей печкой? У него забор воздуха в салон как раз — «из зоны выхлопной трубы впереди стоящего автомобиля» :)).

Отопительное устройство утилизационного типа для салона транспортного средства

Полезная модель относится к системам отопления транспортных средств, использующим принцип утилизации тепла выхлопных газов двигателя.

Задача предлагаемого технического решения направлена на повышение эффективности работы устройства и культуры эксплуатации путем изменения конструкции отопительного устройства.

Поставленная задача решается тем, что в отопительном устройстве утилизационного типа для салона транспортного средства, использующем в качестве источника тепловой энергии утилизируемое тепло выхлопных газовдвигателя автомобиля, состоящем из газового теплообменника, вентилятора в салоне и соединительных трубопроводов, для нагрева воздуха используем газовый теплообменник без промежуточного теплоносителя, установленный на выхлопной трубе двигателя автомобиля и состоящий из центральной трубы и коробчатого воздухопровода, навитого на трубу по винтовой линии с зазором между соседними витками и присоединенного к воздухопроводам и вентилятору своими фланцами.

При отключении вентилятора отведение избыточного тепла от теплообменника происходит за счет охлаждения наружной поверхности витков спирального трубопровода скоростным напором воздуха при движении автомобиля.

Таким образом, за счет установки теплообменника на выпускном трубопроводе, воздух, продуваемый через кожух теплообменника вентилятором, при контакте с раскаленными ребрами теплообменника нагревается и по системе трубопроводов подается в салон. При этом для отопления используется утилизация тепла, бесполезно рассеиваемого в атмосферу нагретыми деталями выпускной системы двигателя.

Полезная модель относится к системам отопления транспортных средств, использующим принцип утилизации тепла выхлопных газов двигателя.

Для отопления салона автомобиля существует несколько разновидностей отопительных устройств, подающих в салон автомобиля подогретый воздух.

Наиболее широко современный уровень техники в этой области представлен отопительными устройствами салона автомобиля, работа которых основана на использовании избыточного тепла, образующегося при работе двигателя внутреннего сгорания. При этом в качестве теплоносителя используется, как правило, жидкость из системы охлаждения двигателя, циркулирующая по трубопроводам от двигателя через специальный теплообменник-радиатор. Воздух, продуваемый через радиатор, подается вентилятором по системе трубопроводов в салон автомобиля.

Типичными представителями таких отопителей являются конструкции, устанавливаемые на большинстве современных легковых и грузовых автомобилей.

Основной недостаток такого типа системы отопления состоит в следующем: для каждого двигателя внутреннего сгорания существует предельное значение количества тепла, которое необходимо отвести от двигателя через систему охлаждения. При низкой температуре окружающего воздуха поддержание комфортной температуры в салоне приводит к нарушению теплового баланса двигателя, снижению рабочей температуры двигателя и, в конечном итоге, к снижению его мощности.

Компенсировать это явление можно только за счет повышения расхода топлива.

Существуют также автономные отопительные устройства, независимые от системы охлаждения двигателя автомобиля, и использующие в качестве источника тепла жидкое или газообразное топливо, сжигаемое в специальной камере.

Известна конструкция независимого воздушного отопителя (RU, 2233220 С1), работающего на газообразном топливе. При сгорании топлива происходит нагрев теплообменника, в котором, в свою очередь, подогревается воздух, подаваемый в салон автомобиля.

Основным недостатком таких конструкций является дополнительный выброс продуктов сгорания, загрязняющих атмосферу.

В то же время в автомобиле имеется альтернативный источник тепла, который может быть использован для отопления салона. Это система выпуска отработанных газов, представляющая собой систему трубопроводов, соединяющих приемную трубу, резонатор и глушитель. Причем, температура на поверхности деталей системы выпуска при работе двигателя достигает 250-300°С, а выделяющаяся тепловая энергия бесполезно рассеивается в окружающее пространство.

Известны конструкции отопителей, работа которых основана на утилизации избыточного тепла от выпускной системы двигателя автомобиля.

Так, в патенте РФ на полезную модель 14893 описано отопительное устройство транспортного средства с теплообменником, который размещен на глушителе выхлопной трубы автомобиля, а в качестве теплоносителя используется жидкость, поступающая по системе трубопроводов во вторичный теплообменник, размещенный в обогреваемом салоне автомобиля.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является система отопления транспортного средства по патенту RU 2187435. Система отопления транспортного средства работает на промежуточном теплоносителе и содержит расширительный бачок, насос прокачки промежуточного теплоносителя, газожидкостный теплообменник, отопитель с вентилятором в салоне транспортного средства и соединительные трубопроводы.

К недостаткам такого типа устройств относятся:

— во-первых, возможность перегрева жидкого теплоносителя при отключении вторичного теплообменника,

— во-вторых, увеличение габаритов и массы глушителя, а также необходимость постоянного контроля уровня жидкого теплоносителя в первичном теплообменнике.

— кроме того, наличие двух теплообменников существенно снижает к.п.д. отопительного устройства.

Анализ рассмотренных конструкций отопительных устройств позволяет сформулировать принципы предлагаемого технического решения следующим образом:

1.Отопительное устройство должно размещаться на выпускном тракте двигателя автомобиля и использовать в качестве источника тепла продукты сгорания топлива, выбрасываемые в атмосферу.

2. Для снижения массы, габаритов и повышения надежности работы отопительное устройство должно работать без промежуточного теплоносителя с подачей подогретого в газовом теплообменнике воздуха в салон автомобиля.

3. Конструкция газового теплообменника должна исключать возможность попадания выхлопных газов в подогреваемый воздух.

4. При отключении подачи подогретого воздуха в салон автомобиля должен обеспечиваться активный отвод тепла от газового теплообменника.

Задача предлагаемого технического решения направлена на повышение эффективности работы устройства и культуры эксплуатации путем изменения конструкции отопительного устройства.

Поставленная задача решается тем, что в отопительном устройстве утилизационного типа для салона транспортного средства, использующем в качестве источника тепловой энергии утилизируемое тепло выхлопных газов двигателя автомобиля, состоящем из газового теплообменника, вентилятора в салоне и соединительных трубопроводов, для нагрева воздуха используем газовый теплообменник без промежуточного теплоносителя, установленный на выхлопной трубе двигателя автомобиля и состоящий из центральной трубы и коробчатого воздухопровода, навитого на трубу по винтовой линии с зазором между соседними витками и присоединенного к воздухопроводам и вентилятору своими фланцами.

При отключении вентилятора отведение избыточного тепла от теплообменника происходит за счет охлаждения наружной поверхности витков спирального трубопровода скоростным напором воздуха при движении автомобиля.

Таким образом, предлагается использовать нагретые детали системы выпуска отработанных газов в качестве источника тепла для системы отопления салона автомобиля.

Полезная модель поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 — Схема отопительного устройства утилизационного типа для салона транспортного средства;

Фиг.2 — Теплообменник-утилизатор отопительного устройства утилизационного типа для салона транспортного средства.

Предлагаемое отопительное устройство утилизационного типа для салона транспортного средства состоит из следующих основных частей: газового теплообменника (2), установленного путем врезки на выхлопную трубу (1) двигателя автомобиля и включающего центральную трубу (3), вокруг которой по винтовой линии приварен сплошными швами (для обеспечения полного разобщения газовых полостей теплообменника) двухзаходный шнек, закрытый с наружной винтовой поверхности и образующий винтовую коробчатую полость (4).

При прохождении выхлопных газов по центральной трубе (3) теплообменника (2) происходит нагрев боковых шнековых поверхностей винтовой коробчатой полости (4) с радиальным градиентом температур. Воздух, нагнетаемый по трубопроводу (5) вентилятором (6), проходит по винтовой коробчатой полости (4), нагревается и подается по трубопроводу (7) в салон автомобиля. Для обеспечения теплоотведения от теплообменника (2) при выключенном вентиляторе (6) между витками винтовой коробчатой полости (4) предусмотрены зазоры «А» в осевом направлении, и наружные поверхности витков спирального трубопровода охлаждаются скоростным напором воздуха при движении автомобиля.

Таким образом, за счет установки теплообменника на выпускном трубопроводе, воздух, продуваемый через кожух теплообменника вентилятором, при контакте с раскаленными ребрами теплообменника нагревается и по системе трубопроводов подается в салон. При этом для отопления используется утилизация тепла, бесполезно рассеиваемого в атмосферу нагретыми деталями выпускной системы двигателя.

Отопительное устройство утилизационного типа для салона транспортного средства, использующее в качестве источника тепловой энергии утилизируемое тепло выхлопных газов двигателя автомобиля, состоящее из газового теплообменника, вентилятора в салоне и соединительных трубопроводов, отличающееся тем, что для нагрева воздуха используется газовый теплообменник без промежуточного теплоносителя, установленный на выхлопной трубе двигателя автомобиля и состоящий из центральной трубы и коробчатого воздухопровода, навитого на трубу по винтовой линии с зазором между соседними витками и присоединенного к воздухопроводам и вентилятору.