Системы УОПД представлены в трех модификациях (табл. 5.1): две младшие модели УОПД 02-2 и УОПД 02-3 и одна более мощная система УОПД-0,8. Младшие модели предназначены для автомобилей с объемом подогреваемого двигателя 2 и 1,5 литра соответственно. Модель УОПД-08 может обеспечить подогрев двигателя объемом до 4 литров. Все системы используют электропитание от бортовой сети автомобиля 12 В.

Таблица 5.1. Характеристики систем подогрева УОПД

      Модель УОПД-0,8 принципиально отличается от младших моделей своей конструкцией. Ее ТА представляет пакет герметично заваренных капсул, наполненных плавящимся веществом (соли натрия). Этот пакет помещен в сосуд из нержавеющей стали с высокоэффективной вакуумно-порошковой термоизоляцией. ТА также включается в систему охлаждения автомобиля, и горячая охлаждающая жидкость омывает капсулы, передает им тепло, расплавляя вещество, и тем самым аккумулирует тепло. Благодаря термоизоляции тепло в ТА может храниться до 2 и более суток. Перед запуском холодного двигателя электронасос прокачивает через ТА жидкость, вещество капсул отдает жидкости накопленное тепло и само кристаллизуется. Поскольку переход вещества из жидкого состояния в твердое происходит при высокой и постоянной температуре в +64 °C, данный принцип аккумулирования тепла обладает высокой эффективностью и характеризуется большой теплоемкостью. Как следует из приведенного описания принципа, процесс аккумулирования тепла и его отдачи является несколько инерционным. Поэтому в устройстве увеличены время заряда и время разряда ТА.

      В устройстве можно выделить четыре режима работы:
      • заряд ТА;
      • режим хранения;
      • разряд ТА – подогрев двигателя;
      • обогрев салона.
 
       Заряд ТА. Очевидно, что перед использованием устройства для подогрева двигателя его ТА должен быть заполнен горячей охлаждающей жидкостью, то есть заряжен. Первый заряд ТА происходит автоматически через 15 минут после запуска двигателя и его прогрева. Жидкость нагнетается в ТА электронасосом: в младших моделях в течение 1 минуты, в старшей (УОПД-0,8) – 6-15 минут. Вытесненная из ТА холодная жидкость поступает в систему охлаждения двигателя, несколько снижая его температуру. Блок управления в дальнейшем периодически повторяет заряд ТА каждые 15 минут. По необходимости, чтобы повторить заряд, нужно нажать кнопку пуска. Для повышения эффективности работы устройства желательно проводить заряд при максимально высокой температуре охлаждающей жидкости. Иногда может потребоваться 2–3 последовательных цикла заряда.
       Хранение.Режим наступает с момента остановки двигателя. ТА заполнен горячей жидкостью, температура которой из-за утечек тепла снижается. Однако в любой момент времени тепловая энергия ТА может быть использована для подогрева двигателя или салона. Охлаждение жидкости происходит по экспоненте с постоянной времени: для моделей УОПД-0,2–2; УОПД-0,2–3 она примерно равна 20 часам; УОПД-0,8 – 68 часам. Напомним, что при интервале, равном постоянной времени, ТА сохранит всего 37 % первоначально накопленной тепловой энергии. А при интервале 60 часов для младших моделей и 200 часов для УОПД-0,8 температура жидкости в ТА сравняется с окружающей, т. е. он полностью остывает, и подогрев двигателя становится невозможен.
       Разряд ТА, подогрев двигателя. Разряд ТА производится перед пуском двигателя с целью его подогрева. Нажатие кнопки пуска вызовет включение электронасоса. Горячая жидкость из ТА поступает в малый контур системы охлаждения двигателя. Для более эффективного подогрева отопитель салона надо выключить. Процесс подогрева в младших моделях отличается от старшей. В младших моделях время работы электронасоса ограничено 30–40 секундами. Этого интервала достаточно для перекачки горячей жидкости из ТА в двигатель. Причем процесс перекачки идет путем замещения холодной жидкости горячей без их перемешивания, что способствует более интенсивному подогреву двигателя. В модели УОПД-0,8 прокачка жидкости занимает 5–8 минут, для того чтобы капсулы с солями отдали все тепло. За это время происходит несколько полных циркуляций жидкости. Поступая в двигатель, горячая жидкость естественно охлаждается. Степень охлаждения зависит от массы двигателя, объема находящейся в нем жидкости и, конечно, от температуры окружающей среды. Значения температуры охлаждающей жидкости в двигателе могут служить показателем эффективности подогрева.
       Обогрев салона.Данный режим позволяет использовать тепло жидкости в ТА для обогрева салона при неработающем двигателе. Предварительно надо открыть кран отопителя и включить вентилятор, затем нажать пусковую кнопку и держать ее 2–3 секунды. Электронасос включится на 15 минут и будет непрерывно прокачивать через отопитель теплую жидкость из ТА. Режим можно выключить вручную, повторно нажав пусковую кнопку.

      Насколько поможет рассматриваемое устройство при запуске двигателя зимой? Ответ не столь прост, как казалось бы, и вот почему. Его эффект зависит от наружной температуры, времени хранения и массы двигателя, а также от модели самого устройства. Написав эту фразу, мы хотели подчеркнуть лишь то, что нужно изначально знать для определения самого эффекта. Ну а сам эффект в чем выразить? Двигатель запустился или нет в таких-то условиях? Уменьшился ток стартера? Сократился расход бензина на запуск? Ускорился прогрев двигателя? Время прокрутки стартера сократилось? Да, утверждаем мы вместе с изготовителем «АвтоПлюсМади», что все эти положительные явления, безусловно, имеют место. Но, представив себя в роли сомневающегося потребителя, мы попытались ниже количественно оценить его эффективность в более общих параметрах. Заметим, что эффективность подогрева зависит от качества установки и монтажа, характеризуемых общей длиной шлангов, и потому даже на одинаковых автомобилях результаты могут отличаться.
      Эффективность хранения тепла в ТА – одна из главных характеристик. Ее оцениваем по конечной температуре жидкости в ТА после хранения. Конечная температура жидкости в ТА, в зависимости от времени хранения приблизительно изменяется по экспоненте с постоянной времени, равной 20 часам для младших моделей и 68 часамв для старшей. Скорость остывания, естественно, еще зависит и от температуры окружающей среды. Испытания УОПД-0,2 на АвтоВАЗе на автомобиле ВАЗ 21053 показали, что после 24-часового хранения при наружной температуре -30 °C температура охлаждающей жидкости в ТА снизилась всего до 60 °C. Это превосходный результат. Прогрев двигателя этой жидкостью повысил температуру в районе карбюратора до +20 °C, а головки блока – до 0 °C. К сожалению, в других проведенных проверках на различных автомашинах наблюдались не столь отличные результаты, видимо, из-за разброса параметров хранения. Так, в другом эксперименте с устройством УОПД-0,2–2 на «девятке» ВАЗ при окружающей температуре -20 °C после хранения в течение 12 часов температура охлаждающей жидкости на выходе ТА составила около +35 °C, что все же достаточно для уверенного запуска двигателя. Другой положительный эффект состоял в том, что время прогрева до 40 °C уже работающего мотора сократилось в 4 раза.
      Приведем еще один результат проверки УОПД-0,2, установленного на новом автомобиле ВАЗ-21103 (пробег 3000 км). Двигатель без УОПД не удалось запустить при температуре -3 °C°. При подогреве двигателя с помощью УОПД двигатель запустился при температуре -30 °C после времени хранения 24 часа. Но более показательно другое, если на запуск холодного двигателя без УОПД при -25 °C потребовалось время пуска в 13,3 с, то с УОПД было достаточно всего 4,5–5,7 с. Такое сокращение времени пуска приведет к значительно меньшему пусковому износу двигателя. Наиболее простым методом, хотя и менее точным, является измерение температуры головки блока двигателя. Однако, ее значение не полностью характеризует степень нагрева «внутренностей» цилиндропоршневой группы. Для получения исчерпывающих характеристик эффективности УОПД проводились испытания в термокамере с записью показаний нескольких датчиков. Именно из-за большой трудоемкости их проведено не много. По этой же причине, несмотря на большое число установленных и успешно используемых УОПД, объективные показатели эффективности разрозненны и часто приводятся не в полном объеме.
      Проведенный эксперимент показал, что при установке УОПД-0,2–2 на автомобиль ВАЗ 21093i после пребывания автомобиля в течение 12 часов на температуре -20 °C головка блока цилиндров была нагрета до +12 °C. На эффективность хранения тепла влияет расположение ТА, оптимальна вертикальная установка патрубками вниз.
      Устройство УОПД-0,8 хранит тепло до той же температуры уже 40 часов, что вполне удовлетворит любого автовладельца. Эффективность подогрева двигателя, как нам представляется, также лучше всего оценивать по параметру температуры охлаждающей жидкости, выходящей из двигателя в конце разряда ТА. Ее значение можно замерить в подводящем шланге ТА. Для модели УОПД-0,2–2, при указанных выше значениях, жидкость в «рубашке» двигателя была около +8 °C, а в самой мощной модели, установленной на «Газели», через 40 часов температура была +22 °C!
      А как сам изготовитель аттестует УОПД? В паспорте УОПД-0,8 указано, что время хранения тепла в устройстве при температуре окружающего воздуха -40 °C составляет не менее 40 часов. Для критично настроенного читателя этих неполных данных может быть также недостаточно, так как отсутствует температура жидкости после хранения и температура прогрева самого двигателя. Поэтому дополним их результатами всесторонних испытаний устройства УОПД-0,8 на Горьковском автозаводе. Испытания проводились на автомобиле ГАЗ 3302 «Газель» c двигателем ЗМЗ-410 в термокамере с полностью заряженной и охлажденной до наружной температуры АКБ 6СТ55.
      Определение эффективности УОПД-0,8 (табл. 5.2) осуществлялось путем сравнения характеристик пуска холодного двигателя и двигателя, прогретого с помощью УОПД. При испытаниях регистрировались:
      • частота вращения коленчатого вала;
      • ток в цепи стартера;
      • температура тосола в малом контуре двигателя;
      • температура головки блока;
      • расход топлива на прогрев двигателя до +40 °C.

Таблица 5.2. Результаты испытаний УОПД-0,8

       Температура -20 °C.Проведено три последовательных опыта по пуску двигателя. В двух опытах двигатель пускался с третьей попытки при частоте вращения коленчатого вала 52 и 61 об/мин, но через 15 и 20 с останавливался. В третьем опыте пуска не было. То есть запуск двигателя был крайне неустойчивый.
       Температура -30 °C.Проведено два последовательных опыта по пуску двигателя с 3–5 попытками пуска. В первом опыте произведено три безуспешные попытки пуска двигателя. Во втором опыте двигатель был запущен на 5-й попытке пуска. В целом запуск двигателя не надежен.

       Температура -20 °C.Проведено два опыта со временем хранения 16 часов и один опыт со временем 36 часов (см. табл. 5.2). Двигатель пускался уверенно на 1-й и 2-й попытке. Температура тосола после 16 часов хранения на выходе ТА равнялась 50–45 °C, а после 36 часов – 37–35 °C. Горячая охлаждающая жидкость прогревала головку блока двигателя до температуры +35 °C и +25 °C соответственно. В результате подогрева пусковой ток стартера уменьшился на 20–30 А.
       Температура -30 °C.Проведено три опыта со временем хранения 36 часов (см. табл. 5.2). Двигатель пускался уверенно на 1-й и 2-й попытке. Температура тосола после 36 часов хранения на выходе ТА равнялась 30 °C. На головке блока температура достигала 21 °C. В результате подогрева пусковой ток стартера уменьшился на 15–40 А.

Выводы по испытаниям УОПД-0,8

      Подогрев карбюраторного двигателя ЗМЗ-410 автомобиля «Газель» ГАЗ-3302 с помощью УОПД-0,8:
      • обеспечил легкий и надежный пуск холодного двигателя с 1–2 попыток после выдержки его в течение 36 часов при температуре -30 °C;
      • осуществил разогрев охлаждающей жидкости в блоке двигателя до 21 °C за 7 минут разрядки ТА;
      • привел к снижению пускового тока стартера на 15–40 А;
      • повысил частоту вращения коленвала на 20–25 об/мин;
      • снизил расход топлива на пуск и прогрев двигателя до температуры +40 °C на 175 г.

      В установке ТА на любую автомашину можно выделить следующие группы операций:
      • определение места расположения ТА;
      • монтаж гидравлической схемы;
      • подключение блока управления;
      • прокачка системы охлаждения;
      • проверка и испытания.
      Перед установкой ТА снимите положительную клемму с аккумулятора и слейте охлаждающую жидкость. Эффективная работа УОПД обеспечивается при обязательном наличии на автомобиле исправного термостата системы охлаждения. В качестве охлаждающей жидкости (ОЖ) необходимо применять только паспортные жидкости. Воду применять недопустимо.
      Ввиду увеличения общего объема жидкости увеличится перепад уровней ОЖ в расширительном бачке. Поэтому максимальный уровень ОЖ в расширительном бачке необходимо устанавливать только при полностью прогретом моторе и заряженном тепловом аккумуляторе, т. е. при максимальном объеме расширенной ОЖ.
       Определение места расположения ТА.Наиболее предпочтительно вертикальное или наклонное расположение ТА, при котором патрубки находятся внизу. Место расположения ТА определяет всю компоновочную схему установки. Для ВАЗ 2110/11/12 тепловой аккумулятор устанавливается на кронштейне, закрепляемом на левой передней стойке (рис. 5.3).
      Рис. 5.3. Установка ТА на автомобили ВАЗ 2110/ 11/12: вид моторного отсека с установленным ТА (от «АвтоПлюсМади»).
 
      В автомобилях ВАЗ 2109/08 установка ТА производится почти вертикально на внутренний брызговик (кожух) колесной ниши правого крыла, находящийся под капотом. В кожухе крыла прорезается отверстие, в котором и располагается ТА, при этом часть его опускается внутрь кожуха.
      ТА на автомобилях ВАЗ 2104/05/06/07 устанавливается на передней части левого брызговика с наклоном от левой фары к нижней части основного радиатора. Положение ТА ориентируется так, чтобы между его корпусом и крышкой лампы фары осталось достаточно места для ее снятия.
      Если ТА устанавливается на автомобиль, не упомянутый выше, то полезно сделать шаблон ТА из картона и найти с его помощью подходящее место установки.
       Монтаж гидравлической схемы. Монтаж состоит из подсоединения элементов ТА к системе охлаждения двигателя в соответствии с гидравлической схемой (рис. 5.4).
      Рис. 5.4. Гидравлическая схема соединений (от «АвтоПлюсМади»).
 
      Монтаж гидравлических соединений составляет наиболее трудоемкую часть всей установки. Все шланги должны быть тщательно затянуты хомутами и не иметь изломов.
       Подключение блока управления.Блок управления размещается под панелью приборов, слева от рулевой колонки. Кнопка «ПУСК» устанавливается в любом удобном для водителя месте. Жгуты проводов БУ подключаются согласно схеме соединений. Провод питания для электронасоса пропускается через перегородку моторного отсека и подключается к разъему электронасоса. Вывод «АКБ» подключается к блоку предохранителей (или замка зажигания) на любую клемму, где имеется напряжение при выключенном зажигании.
       Прокачка системы охлаждения. При заполнении системы охлаждающей жидкостью (ОЖ) следует обратить особое внимание на удаление воздуха из системы охлаждения мотора и УОПД.
      Заполнение системы ведется в следующей последовательности:
      • включить питание тумблером на блоке управления;
      • залить ОЖ в систему охлаждения, заполнив полностью радиатор и до половины расширительный бачок;
      • включить режим «технологический пуск». Для этого необходимо нажать и удерживать в нажатом состоянии кнопку «Пуск» в течение 2–3 с до включения электронасоса. После этого кнопку отпустить. Выключение электронасоса производится повторным нажатием кнопки. Этот режим включается только при непрогретом ДВС или через 20 минут после его остановки. Доливайте ОЖ по мере снижения ее уровня в расширительном бачке. Для контроля заполнения ТА рекомендуется контролировать выход жидкости через верхний конец временно отсоединенного от тройника выходного шланга термоса.
 
       ВНИМАНИЕ!
      Процесс прокачки контура УОПД заканчивается только после полного заполнения ТА ОЖ (дополнительный объем доливаемой жидкости должен быть не менее объема ТА, приведенного в таблице параметров). Признаком окончания процесса является отсутствие выходящих воздушных пузырей в горловине радиатора и соответствие объема добавленной жидкости.
      После стабилизации уровня ОЖ закрыть пробку расширительного бачка. Выключить электронасос.
      Запустить мотор, прогреть до рабочей температуры. При этом следить за уровнем ОЖ в расширительном бачке. По необходимости производить доливку.
      После 15 минут работы мотора включится режим зарядки ТА. После его окончания заглушить мотор и заполнить расширительный бачок до штатного уровня. Для контроля полного заполнения системы ОЖ вновь запустить мотор и проехать на автомобиле 30–45 минут. После поездки проверить уровень ОЖ, при необходимости долить.

      Если при значительном охлаждении автомобиля (-30 °C) уровень ОЖ в расширительном бачке существенно понизится, то не торопитесь доливать. Включите УОПД, запустите мотор, прогрейте его, зарядите ТА. Если после этого уровень ОЖ будет недостаточен, только тогда доливайте ОЖ.
 
       Проверка и испытания. Итак, установка закончена. Начинается нормальная эксплуатация, а с нею и проверки эффективности. Фиксируйте все результаты пуска: время хранения, значения окружающей температуры, а также длительность и число попыток пуска. Если наблюдается довольно низкая наружная температура, то главный результат – успешный и легкий запуск двигателя будет налицо! Качественно оценка может быть произведена по уменьшению времени пуска и прокрутки стартера. Интересно будет и время прогрева двигателя до температуры
      +4 °C°. Оно с УОПД может быть уменьшено в 2–3 раза. Можно измерить температуру головки блока контактным датчиком, которым оснащены многие мультиметры. Не обольщайтесь: головка блока не будет ощутимо теплой. Ведь главный прогрев произошел внутри рубашки цилиндров. Проколов шланг и поместив в место прокола контактный датчик, можно измерить температуру жидкости, входящей или выходящей из ТА, что позволит узнать, как сохраняется тепло в ТА. Впрочем, ваши измерения не могут улучшить эффект подогрева.

      В качестве примера опишем установку УОПД-0,2–2 на автомобиль ВАЗ-21099. Установка ТА производится почти вертикально на внутренний брызговик (кожух) колесной ниши левого крыла, находящийся под капотом.
       ШАГ 1.
      Для освобождения места под ТА снимаем бачок омывателя. Размечаем отверстие на 5–6 мм больше диаметра ТА, делаем его несколько эллиптическим в направлении оси автомобиля, поскольку ТА будет установлен под углом примерно в 30° от вертикали. Примеряем в месте соединения стойки с брызговиком новый 2-литровый бачок омывателя от ВАЗ-2105. Размечаем и сверлим отверстия под саморезы крепления бачка. Если вы не хотите отказываться от своего штатного бачка, попробуйте найти для него новое место крепления.
       ШАГ 2.
      Вырезаем отверстие небольшой «болгаркой».
       ШАГ 3.
      Обрабатываем края отверстия напильником. Надеваем на края разрезанный вдоль шланг, который будет служить прокладкой между ТА и краем отверстия. Делаем примерку установки ТА в отверстие и при необходимости увеличиваем отверстие. Прокрашиваем края отверстия краской и накладываем герметик для закрепления разрезанного шланга.
       ШАГ 4.
      Надев скобу ложемента на ТА и вставив ТА в отверстие, намечаем место установки ложемента на внутренней части крыла. Просверливаем крепежные отверстия и закрепляем ложемент саморезами.
       ШАГ 5.
      Продеваем скобу в ложемент, устанавливаем ТА и крепим его винтом скобы. Видно, что ТА установлен под небольшим углом и половина его утоплена вниз. Рядом установлен бачок омывателя, закрепленный на боковой кромке передка.
       ШАГ 6.
      Подготавливаем шланги для подсоединения к ТА. Их длина берется с запасом. Надеваем поочередно шланги на патрубки ТА и протаскиваем их под капот. Отмечаем подводящий шланг, чтобы не перепутать его с выходным.
       ШАГ 7.
      Соединяем с помощью отрезков шлангов тройник, кран отопителя и гидрораспределитель. Эту конструкцию можно оставить свободно висящей на шлангах.
       ШАГ 8.
      Снимаем трос от штатного крана. Сам штатный кран фиксируем в открытом состоянии, потому что управление отопителем будет осуществляться от трехходового крана, установленного в предыдущем шаге. Прокладываем новый трос, закрепляем его на рычаге отопителя.
       ШАГ 9.
      Устанавливаем и закрепляем в вертикальном положении на правом лонжероне электронасос. Его положение произвольно, важно только располагать его как можно ниже в моторном отсеке для того, чтобы в нем постоянно была охлаждающая жидкость.
       ШАГ 10.
      Блок управления размещаем под панелью приборов на левой стороне центральной консоли. С пусковой кнопкой он соединяется с помощью разъемов. Пусковая кнопка устанавливается в резервное гнездо на приборной панели автомобиля. Пусковая кнопка имеет встроенную индикацию включения насоса. Жгут 1 блока управления выводится к пусковой кнопке, а жгут 2 – под капот к АКБ и электронасосу. Выводим жгут проводов от электронасоса к пусковой кнопке, а его провод питания протаскиваем под капот и подключаем к электронасосу.
       ШАГ 11.
      Последовательно подключаем все шланги согласно гидравлической схеме устройства. Шланги должны прокладываться без резких перегибов и не контактировать с деталями выхлопной системы. Для избежания провисания и обеспечения аккуратной прокладки шланги удобно подвешивать и закреплять в соответствующих местах с помощью пластмассовых самозатягивающихся хомутов (стяжек). После подключения шлангов к электронасосу закрепляем трос к рычагу трехходового крана отопителя.
       ШАГ 12.
      Заполняем систему охлаждения жидкостью. Заливаем тосол в радиатор и расширительный бачок. Включаем режим «технологический пуск» и доливаем тосол по мере снижения его уровня в расширительном бачке. Выключаем электронасос. Запускаем двигатель и прогреваем его до рабочей температуры. Следим за уровнем тосола и доливаем его по мере необходимости. Выключаем двигатель, проверяем уровень тосола, устанавливаем его несколько ниже минимального обычного уровня. Совершаем пробную поездку и проверяем вновь уровень тосола и работу устройства во всех режимах.