Рост температуры в камере сгорания отслеживает датчик (или индикатор) пламени. В первых отопителях он был обычный, контактный. То есть, по мере нагрева в нем размыкались контакты, и блок управления отключал свечу. По мере расширения применения полупроводников датчики стали делать тензорезисторными. Рост температуры в таких датчиках вызывает изменение электрического сопротивления или напряжения, что позволяет блоку управления более чутко отслеживать наличие пламени в горелке и быстрее отключать свечу. На некоторых подогревателях в качестве индикатора пламени используются фоторезисторы или фототранзисторы, которые реагируют на наличие и силу светового излучения в камере сгорания. В ситуации, когда датчик пламени не обнаруживает в течение 30-40 секунд горения (допустим, если нет топлива или оно замерзло в топливопроводе), то блок управления производит вторую попытку запуска. То есть весь процесс запуска начинается заново. Если же и вторая попытка окажется неудачной, отопитель выходит в режим продувки, после которой отключается и больше сам не включится. Для того, сделать новую попытку, необходимо выключить отопитель, и снова включить. Ну, а если с процессом горения все в порядке? Замечательно. Дальнейшая работа печки зависит уже от других датчиков. В воздушных отопителях за ростом температуры в обогреваемом помещении следит датчик температуры салона. Если это механический датчик, то по достижению установленной водителем температуры в салоне, датчик просто отключит отопитель, а когда температура снизится – снова включит. Если отопитель снабжен резисторным или электронным датчиком, то по мере прогрева салона отопитель будет «снижать обороты», мощность нагрева будет плавно или ступенчато уменьшаться. В жидкостных подогревателях вместо датчика температуры салона применяется датчик температуры охлаждающей жидкости, регулирующий работу подогревателя в зависимости от температуры тосола. Однако бывают ситуации, когда, например, в результате падения уровня тосола или выхода из строя циркуляционного насоса нарушается циркуляция охлаждающей жидкости через теплообменник подогревателя. Или, допустим, если на входе воздушного отопителя салона появляется препятствие для забора холодного воздуха в виде, к примеру, ботинка, канистры или просто тряпки. Ситуация серьезная, ведь нарушение отвода тепла от камеры сгорания и теплообменника может привести к расплавлению последнего и даже к возникновению пожара. Что бы этого не произошло, любой отопитель или подогреватель имеет датчик перегрева, который отключает подачу топлива и выключает печку при возникновении аварийной ситуации. Датчики перегрева или аварийные датчики, так же как и индикаторы пламени, бывают контактными, настроенными на срабатывание (размыкание) при определенных температурах. Применяются так же и терморезисторные. Последний тип датчиков позволяет блоку управления отследить начальные признаки перегрева и не допустить его, отключив отопитель еще до того, как наступит аварийная ситуация. Но вот работа сделана, салон или двигатель прогрет, мы выключаем печку. В первую очередь отключается топливный насос. Но внутри камеры сгорания еще температура очень высока, и поэтому блок управления не отключает электродвигатель продувки сразу, давая время охладиться камере сгорания и теплообменнику. За процессом продувки наблюдает датчик пламени, который, когда температура упадет, дает блоку управления сигнал об ее окончании.
Вот краткое и обобщенное описание печек с горелками от «Вебасто» и «Эберспехер». Как видим, конструкция хотя и не очень проста, но в то же время безопасна. Наличие в современных моделях нескольких ступеней мощности позволяет отопителям подстраиваться под расход тепла в автомобиле, тем самым экономить электроэнергию и топливо. Неудивительно, что подобное устройство имеет подавляющее большинство современных автономных отопителей.
Следующую конструкцию горелки нельзя назвать эксклюзивной. Принцип распыления топлива через форсунку использует на своих подогревателях и «Вебасто», и «Эберспехер», ЭЛТРА и ШААЗ. Из особенностей конструкции данных аппаратов стоит отметить применение топливных насосов шестеренчатого типа, которые подают топливо на форсунку под высоким (7-10 бар) давлением. Так как для нормальной работы шестеренчатого насоса необходима смазка, такие подогреватели могут работать только на дизельном топливе. Устроены такие горелки следующим образом: топливный насос шестеренчатого типа приводится во вращение электродвигателем, с избытком нагнетая топливо в магистраль топливной форсунки. Излишки топлива стекают в бак по обратному топливопроводу. В нужный момент срабатывает электромагнитный топливный клапан, и топливо под давлением поступает в форсунку, на выходе которой образуется мелкодисперсный туман из дизельного топлива, который легко воспламеняется от искры или от нагретой свечи (в зависимости от конструкции). Форсунка имеет строго дозированное отверстие, диаметр которого, а соответственно и доза проходящего через него топлива зависит от мощности отопительного агрегата. Так как расход топлива, распыляемого форсункой относительно высокий (обычно от 1 кг/час), то и тепловая мощность подогревателей, имеющих в своей конструкции форсунку, высока (обычно в пределах 11 - 60 кВт). Поэтому сфера применения таких подогревателей – грузовики, тяжелая специальная и военная техника, автобусы, корабли и яхты. Описывать конструкцию и работу подогревателей нет необходимости. Работа блока управления, различных датчиков идентична тому, что описано в предыдущей главе, поэтому остановимся только на некоторых особенностях. Так как в данной конструкции горелки нет возможности регулировать производительность подачи топлива (она постоянна), а значит и мощность нагрева, у подогревателя всего два режима: включен или выключен. Поэтому датчик температуры охлаждающей жидкости обычно имеет большой разброс температур включения-выключения. К примеру, температура тосола, при которой нагрев прекращается обычно лежит в пределах 70-90 градусов. Возобновление процесса нагрева происходит при 40-55 градусах. В промежутке между этими температурами, подогреватель находится в режиме ожидания, когда сама печка отключена, а работает только циркуляционный насос. Он обеспечивает постепенное и равномерное падение температуры по мере расходования тепла. Слабых мест у подобной горелки мало, пожалуй, только пресловутое качество топлива. Причем только в части наличия в солярке механических примесей и воды. Поэтому эта, в общем-то, старая но надежная конструкция долгие годы применяется и, наверное, еще будет применяться всеми ведущими производителями автономок.
Такую конструкцию имеют подогреватели «Вебасто» следующих моделей: DBW 2010/2012/2016/2020/470, DW 230/300, Termo 230/300/350. У фирмы «Эберспехер» это модели D24W, HYDRONIC 16/24/30/35W. Подогреватели ЭЛТРА (г. Ржев, Россия) выпускаются следующих моделей: 15.8601 (11,6 кВт), 15.8601-16 (16 кВт), 141.8601(23 кВт), 141.8601(30 кВт), 141.8601(35 кВт).
Подогреватели Шадринского завода (ШААЗ), в которых используется горелка с форсункой, моделей ПЖД-30 (30 кВт) и ПЖД-600 (64 кВт) являются предпусковыми и не имеют блока управления, то есть управляются вручную. Возможно, эти подогреватели не оснащаются блоками управления намеренно, ведь основным заказчиком этих агрегатов всегда было и остается Министерство обороны, а у военных повышенные требования к устойчивости оборудования к электромагнитным помехам, которых так боится любая электроника.
И последняя конструкция горелки, которую мы рассмотрим. Это горелка с ротационным распылителем. Несмотря на то, что ни одна фирма уже не выпускает отопителей и подогревателей подобной конструкции (кроме опять же ШААЗа ) подобные агрегаты еще эксплуатируются, а значит имеют право на наше внимание. Работает все это так. Топливный насос, а это может быть и электромагнитный дозировочный, и плунжерный с механическим приводом, подает топливо по тонкой трубочке в камеру сгорания. Внутри камеры на одном валу с вентилятором продувки вращается металлическая чашка, внутрь которой и капает топливо из трубочки. Во время вращения вала и соответственно чашки, за счет центробежной силы топливо распыляется в мелкий туман и поджигается свечой накаливания, после чего горит самостоятельно. Для лучшего сгорания дно камеры сгорания устлано асбестом, который служит фитилем для несгоревшего сразу топлива. Казалось бы все просто и гениально. Однако отопители и подогреватели с таким типом горелок большого распространения не получили. В конструкциях с плунжерным насосом, который обычно имеет привод от вала вентилятора воздуха для сгорания, проблематично организовать нормальное соотношение топливовоздушной смеси на разных оборотах. Отсюда нестабильность горения, закоксовываемость горелки при долгой работе на малых режимах. Отчасти этого недостатка лишены отопители с электромагнитным дозировочным насосом, управляемым блоком управления. Однако печки с такими горелками достаточно сложны в изготовлении и дальнейшем обслуживании, а значит, себестоимость их высока. В-общем данная конструкция горелки признана тупиковой большинством ведущих фирм, и, скорее всего в скором времени канет, так сказать, в лету. У фирмы «Эберспехер» нам встречались всего две модели с подобными горелками – отопители DA6(спецвыпуск для VW--LT) и D3L. У «Вебасто» -- это очень редкий отопитель HL2012, а так же достаточно распространенный до сих пор подогреватель для автобусов DBW268, который, к слову только в 2006 году снят с производства. На просторах бывшего СССР отопители такого типа делал и продолжает делать всего один завод – ШААЗ. Это старинные военные печки ОВ65 и ОВ95.
Остается добавить, что материал подготовлен с использованием информации с официальных сайтов «Вебасто», «Эберспехер»,