Touareg NF Hydronic B5S-F и D5S-F

Дополнительные отопители Hydronic B5S-F и D5S-F

Устройство и принцип действия

В этой программе самообучения описываются устройство и применение дополнительных жидкостных отопителей Hydronic B5S-F и D5S-F производства фирмы Eberspächer в автомобилях Touareg. Программа самообучения даёт представление о физических основах и принципах управления работой этих aдополнительных отопителей.

Дополнительные отопители

Дополнительные отопители служат для увеличения теплопроизводительности систем отопления на автомобилях с дизельными двигателями, которые, по причине своей высокой эффективности, могут в некоторых режимах выделять недостаточно тепла для обогрева салона.

Автономные отопители

Автономные отопители служат для обогрева салона автомобиля при выключенном двигателе внутреннего сгорания.

Дополнительный отопитель Eberspecher Hydronic B5S-F и D5S-F​

Дополнительные отопители Hydronic B5SF* или D5SF** в автомобилях Touareg устанавливаются над аркой переднего левого колеса. Топливо из топливного бака поступает по отдельной топливной магистрали.

Управление автономным отопителем​

Далее на примере отопителя, установленного в Touareg с климатической установкой Climatronic, в упрощённой форме будет рассмотрено управление дополнительным отопителем.

 

Предусмотрено три различных варианта запуска автономного отопителя:

Вариант 1 — вручную с сенсорного дисплея или клавишей быстрого обогрева на панели управления Climatronic.

Вариант 2 — автоматически с помощью таймера запуска (на сенсорном дисплее).

Вариант 3 — вручную с помощью пульта дистанционного управления.

Вариант 1 — вручную с сенсорного дисплея или клавишей быстрого обогрева на панели управления Climatronic

Автономный отопитель можно запустить вручную с сенсорного дисплея или клавишей быстрого обогрева на панели управления Climatronic.

Клавиша «Climate» вызывает меню «Настр. клим. уст. спереди». Нажатие экранной кнопки «Автономный отопитель» открывает подменю настроек для автономного отопителя. С помощью экранной кнопки «Активировать немедленно» можно непосредственно запустить или выключить автономный отопитель.

Запуск с помощью клавиши быстрого обогрева

Автономный отопитель можно также непосредственно запустить или выключить вручную с помощью клавиши быстрого обогрева в панели управления Climatronic.

Вариант 2 — автоматически с помощью таймера запуска (на сенсорном дисплее)

Всего можно активировать три разных времени запуска, для каждого из которых может указываться день недели. На сенсорном дисплее активированное время запуска отмечается галочкой. При выборе индикации времени или дня недели открывается ещё одно подменю. В нём можно выбрать нужное время суток или день недели. Запрограммированное время пуска определяет момент, в который должна быть достигнута настроенная температура в салоне автомобиля. То есть программируется так называемое «время отъезда».

Программирование времени запуска

Когда активирована функция автономного отопления и автономный отопитель работает в режиме отопления, на дисплее в панели управления загорается символ «Автономный отопитель».

Автономное отопление/автономная вентиляция

Переключение между функциями автономного отопления и автономной вентиляции выполняется блоком управления Climatronic J255 автоматически. Нужная функция выбирается в зависимости от разницы температуры наружного воздуха и требуемой (установленной на панели управления) температуры в салоне.

Вариант 3 — вручную с помощью пульта дистанционного управления

Автономный отопитель можно также запустить с помощью клавиши запуска на брелоке-пульте ДУ (такой же запуск, как с помощью клавиши быстрого обогрева). На брелоке-пульте ДУ также есть клавиша выключения автономного отопителя (OFF). При надлежащем приёме команды на брелоке-пульте ДУ мигает подтверждающая зелёная контрольная лампа.

Автономное отопление/автономная вентиляция

* … Нет связи между брелоком-пультом и автомобилем.
— Брелок-пульт находится за пределами радиуса действия.
— Брелок-пульт находится в транспортном режиме (ещё не адаптирован).
** … Работа автономного отопителя заблокирована, возможные причины:
— В топливном баке остаётся слишком мало топлива.
— Слишком низкое напряжение АКБ автомобиля.

Замена элемента питания

Если при нажатии кнопки контрольная лампа в брелоке-пульте не загорается, элемент питания брелока-пульта необходимо заменить. Порядок замены описан в руководстве по эксплуатации.

Замена батарейки Вебасто Туарег НФ

Устройство приёма радиосигнала дополнительного жидкостного отопителя R149

Радиосигнал брелока-пульта принимается антенной R11 и передаётся в устройство приёма радиосигнала дополнительного жидкостного отопителя R149. Радиоприёмное устройство передаёт этот сигнал по внутренней шине CAN в блок управления дополнительного отопителя J364. Блок управления инициирует пуск автономного отопителя — в режиме автономного отопления или в режиме автономной вентиляции. Антенна R11 находится в антенном блоке на крыше. Устройство приёма радиосигнала дополнительного жидкостного отопителя R149 находится за потолочной панелью в задней части крыши.

Hydronic B5S-F/D5S-F Особенности конструкции

Дополнительные отопители B5S-F (для автомобилей с бензиновыми двигателями) и D5S-F (для автомобилей с дизельными двигателями) могут работать в режимах как дополнительного, так и автономного отопления. Формирование топливо-воздушной смеси происходит с помощью металлической сетки. B5S-F и D5S-F устроены практически одинаково, небольшие различия имеются, например, в части топливных магистралей. Тип отопителя (для бензинового или дизельного топлива) указан на табличке изготовителя.

Технические характеристики Hydronic B5S-F/D5S-F

Подключения дополнительного отопителя

Ракурс, в котором дополнительный отопитель показан на иллюстрации ниже, выбран только для наглядности представления различных подключений (разъёмов/штуцеров) отопителя и не соответствует положению, в котором он установлен в автомобиле.

Подключения (штуцеры) в исполнениях для двух и четырёхзонных климатических установок отличаются. На иллюстрации показан пример исполнения для двухзонной климатической установки.

Детали и узлы

1 Наружная часть теплообменника
2 Пружина для датчика температуры G18
3 Винт крепления
4 Пружина для датчика 2 температуры дополнительного отопителя
и автономного отопителя G587
5 Винт крепления
6 Датчик температуры G18
7 Датчик температуры 2 дополнительного и автономного отопителя G587
8 Внутренняя часть теплообменника
9 Уплотнение
10 Горелка
11 Уплотнение
12 Вентилятор подачи воздуха в камеру сгорания отопителя V6

13 Кожух вентилятора подачи воздуха в камеру сгорания V6
14 Винт крепления
15 Провода электродвигателя вентилятора подачи воздуха в камеру сгорания V6
16 Датчик пламени G64
17 Провода электрического нагревательного элемента предварительного подогрева топлива Z66
18 Свеча накаливания отопителя Q9
19 Крышка вентилятора подачи воздуха в камеру сгорания V6
20 Винт крепления
21 Блок управления дополнительного отопителя J364
22 Крышка блока управления дополнительного отопителя J364
23 Винт крепления

Принцип действия

Подача воздуха в камеру сгорания

Необходимый для сгорания топлива воздух засасывается крыльчаткой насоса подачи воздуха и подаётся в камеру сгорания отопителя через предусмотренные для этого отверстия.

Подача топлива и процесс горения

Подача топлива в дополнительный отопитель осуществляется по топливопроводу. Топливопровод подходит непосредственно к проволочной сетке. Нагревательный элемент подогревает топливо. Металлическая сетка имеет достаточно высокую температуру, так что подводимое к ней топливо испаряется по всей поверхности сетки. Закачанный насосом воздух через предусмотренные для этого отверстия попадает в камеру сгорания. Пары топлива и подаваемый воздух перемешиваются, образуя топливо-воздушную смесь, которая воспламеняется свечой накаливания. В фазе нагрева напряжение на свечу накаливания не подаётся.

Охлаждающая жидкость

Через входной штуцер охлаждающая жидкость попадает в пространство между внутренней и наружной частями теплообменника. Там она нагревается горячей стенкой внутренней части теплообменника. Через выходной штуцер нагретая охлаждающая жидкость поступает в контур системы охлаждения.

Вентилятор подачи воздуха в камеру сгорания V6

Вентилятор подачи воздуха в камеру сгорания отопителя V6 установлен в отдельном корпусе и состоит из трёх основных частей. Он крепится винтами к наружной части теплообменника. Крыльчатка вентилятора засасывает необходимый для сгорания топлива воздух и подаёт его в камеру сгорания отопителя. Крыльчатка приводится электродвигателем, установленным под крыльчаткой. Для снижения уровня шума в кожухе вентилятора установлены шумопоглощающие элементы.

Теплообменник с горелкой

Горелка вставлена в теплообменник дополнительного отопителя. В теплообменнике выделившееся при сгорании топлива тепло отдаётся охлаждающей жидкости.

Горелка

Горелка состоит из камеры сгорания и жаровой трубы. Внутри камеры сгорания находится металлическая сетка, нагревательный элемент для подогрева топлива Z66 и свеча накаливания Q9. 

Свеча накаливания отопителя Q9 и датчик пламени G64

Для накаливания свечи Q9 на неё подаётся напряжение в течение первых 120 секунд после запуска отопителя. В течение 90 секунд после начала подачи топлива свеча воспламеняет топливо-воздушную смесь. После периода первичного зажигания свеча накаливания отключается. Контроль сгорания осуществляется датчиком пламени G64, установленным в корпусе вентилятора. После выключения дополнительного отопителя свеча накаливания снова на короткое время включается для очистки от продуктов сгорания.

Способ смесеобразования

Топливо по подающему топливопроводу попадает на металлическую сетку. Металлическая сетка предварительно нагрета нагревательным элементом Z66, поэтому поступающее топливо быстро испаряется уже в фазе зажигания пламени. Воздух, необходимый для смесеобразования, всасывается вентилятором V6 и через впускные каналы для первичного воздуха направляется в горелку. Здесь пары топлива смешиваются с первичным воздухом, и образуется горючая топливо-воздушная смесь.

Рабочие фазы

Дополнительный отопитель включается. Короткое время работает вентилятор подачи воздуха. Одновременно с этим включаются свеча накаливания Q9 и нагревательный элемент Z66.

1. Фаза запуска

Работают вентилятор подачи воздуха V6 и дозирующий насос V54. Подаваемое дозирующим насосом топливо распределяется по металлической сетке. Топливо испаряется, и его пары смешиваются с воздухом, поступающим через отверстия для первичного воздуха. Образуется горючая топливо-воздушная смесь.

2. Распыление и испарение топлива

Свеча накаливания отопителя Q9 поджигает топливо-воздушную смесь. Вентилятор V6 усиленно подаёт воздух в камеру сгорания через отверстия как для первичного, так и для вторичного воздуха.

3. Фаза поджига

Начинается процесс горения. Пламя распространяется в камере сгорания. Нагревательный элемент Z66 и свеча накаливания Q9 отключаются.

4. Фаза горения
Теплообменник

Теплообменник состоит из внутренней и наружной частей, изготовленных из алюминия методом литья под давлением. Между внутренней и наружной частями остаётся пустое пространство (рубашка), через которое протекает охлаждающая жидкость. На внутренней стороне внутренней части теплообменника имеется продольное оребрение, на наружной стороне внутренней части теплообменника имеется спиралевидное («винтовое») оребрение. Входной и выходной штуцеры охлаждающей жидкости находятся на наружной части теплообменника. В наружной же части теплообменника, рядом с выходным штуцером ОЖ, установлены датчик температуры G18 и датчик температуры 2 для дополнительного/автономного отопителя G587.

Теплообменник

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, воспринимается внутренней частью теплообменника. Продольное оребрение с её внутренней стороны обеспечивает эффективную теплопередачу. Через наружную сторону внутренней части теплообменника тепло воспринимается охлаждающей жидкостью. Благодаря спиралевидному оребрению с наружной стороны внутренней части теплообменника, поток ОЖ омывает внутреннюю часть со всех сторон, что обеспечивает максимально возможную передачу тепла охлаждающей жидкости. Нагретая охлаждающая жидкость подаётся насосом V55 по контуру системы охлаждения к теплообменнику отопителя/климатической установки, в результате чего прогревается салон автомобиля. Сигналы датчика температуры G18 и датчика температуры 2 для дополнительного/автономного отопителя G587 обрабатываются блоком управления J364.

Подача топлива

Топливо подаётся в дополнительный отопитель дозирующим насосом V54 из топливного бака по отдельному трубопроводу.

Дозирующий насос

Дозирующий насос V54 предназначен:
• для подачи;
• дозирования;
• перекрывания канала подачи топлива.
Он включается в зависимости от требуемой мощности подогрева, подаёт и дозирует топливо в рабочем режиме обогревателя, а после выключения дополнительного обогревателя перекрывает канал подачи топлива.
При выходе дозирующего насоса из строя вся система дополнительного отопителя утрачивает работоспособность.

Выключение дополнительного отопителя

После выключения дополнительного отопителя вручную или по истечении максимального времени работы отопитель переходит в фазу работы после выключения. В этой фазе на короткий промежуток времени включается свеча накаливания, а для охлаждения отопителя продолжают работать вентилятор подачи воздуха V6 и циркуляционный насос V55. Продолжительность фазы работы после выключения может различаться в зависимости от режима работы.

Максимальное время работы после выключения:

120 секунд после отключения дополнительного отопителя для бензинового двигателя и 90 секунд для дизельного двигателя.

Минимальное время работы после выключения:

60 секунд после выключения как для бензинового, так и для дизельного двигателя.

Контур системы охлаждения

1 Расширительный бачок системы охлаждения
2 Циркуляционный насос V55
3 Дополнительный отопитель
4 Блок цилиндров

5 Теплообменник *
6 Обратные клапаны
7 Запорный клапан ОЖ отопителя N279

Запорный клапан ОЖ отопителя N279

Запорный клапан построен по схеме 3/2. Благодаря этому, в режиме автономного отопителя охлаждающая жидкость циркулирует между дополнительным отопителем и теплообменником отопителя (малый круг системы охлаждения). Когда жидкость не протекает через блок цилиндров, она разогревается быстрее. В результате температура внутри салона повышается за меньший промежуток времени. Последствия при выходе из строя При выходе запорного клапана N279 из строя охлаждающая жидкость циркулирует по большому контуру циркуляции. За счёт этого через теплообменник отопителя салона в любом случае протекает горячая охлаждающая жидкость. Время прогрева салона автомобиля увеличивается.

Циркуляционный насос V55

Циркуляционный насос V55 входит в состав конструкционной группы отопителя. Он обеспечивает протекание охлаждающей жидкости через отопитель. При этом насос подаёт охлаждающую жидкость, поступающую от теплообменника отопителя салона, к дополнительному отопителю. Последствия при выходе из строя При выходе циркуляционного насоса V55 из строя дополнительный отопитель отключается (блокируется). Тем самым предотвращается перегрев дополнительного отопителя при отсутствии циркуляции охлаждающей жидкости.

Блок управления дополнительного отопителя J364

Блок управления дополнительного отопителя J364 установлен под пластмассовым кожухом на корпусе теплообменника. Блок управления одинаков для бензиновых и для дизельных двигателей, а также для функции дополнительного и автономного отопителя. Блок управления контролирует все функции, необходимые для реализации различных режимов работы:
• мощность вентилятора подачи воздуха в камеру
сгорания отопителя V6;
• тактовую частоту дозирующего насоса V54;
• включение свечи накаливания отопителя Q9.
Дополнительно осуществляется также управление запорным клапаном. Блок управления можно заменить отдельно.

Датчик температуры G18 датчик температуры 2 для дополнительного/автономного отопителя G587

Датчик температуры G18 вставляется в наружную часть теплообменника. Датчик температуры 2 для дополнительного/автономного отопителя G587 вкладывается и прижимается зажимом. Оба датчика работают по принципу терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), их сигналы используются блоком управления автономного отопителя J364 для регулирования с целью предотвращения перегрева отопителя. Датчик температуры G18 контролирует температуру ОЖ в режиме нагрева. Датчик температуры 2 для дополнительного/ автономного отопителя G587 контролирует температуру ОЖ и регулирует уровни теплопроизводительности в режимах дополнительного или автономного отопления.

Компоненты системы управления

E537 Клавиша быстрого обогрева
G18 Датчик температуры
G64 Датчик пламени
G587 Датчик температуры 2 дополнительного и автономного отопителя
J255 Блок управления Climatronic
J285 Блок управления комбинации приборов
J364 Блок управления дополнительного отопителя
J533 Диагностический интерфейс шин данных
J685 Дисплей передней панели управления, индикации и вывода информации
J794 Блок управления информационной электронной системы 1

N279 Запорный клапан подачи охлаждающей жидкости для отопителя
Q9 Свеча накаливания отопителя
R149 Устройство приёма радиосигнала дополнительного жидкостного отопителя
V6 Вентилятор подачи воздуха в камеру сгорания отопителя
V54 Дозирующий насос
V55 Циркуляционный насос
V305 Электродвигатель регулировки вентилятора Bitron, передний
Z66 Нагревательный элемент предварительного подогрева топлива

Условия включения

Дополнительный отопитель

• Температура ОЖ: t < 76 °C.
• Наружная температура: t < 5 °C.
• Клемма 15 (зажигание): вкл.
• Число оборотов двигателя: n > 300 об/мин.
• Предварительный выбор температуры: не соответствует «холоду».
• Работа на резервном запасе топлива: нет.
• Бортовая сеть: управление нагрузкой неактивно.
• Отключение от сигнала столкновения/удара: сигнала от блока управления подушек безопасности нет.
• Записи в регистраторе событий: нет записей, которые запрещали бы запуск (например, электронная блокировка блока управления).

Автономный отопитель

• Работа на резервном запасе топлива: нет.
• Отключение по слишком низкому напряжению: слишком низкого напряжения нет.
• Отключение от сигнала столкновения/удара: сигнала от блока управления подушек безопасности нет.
• Записи в регистраторе событий: нет записей, которые запрещали бы запуск (например, электронная блокировка блока управления).

Условия отключения

• Дополнительный отопитель: число оборотов двигателя n < 300 об/мин.
• Записи в регистраторе событий: есть записи, запрещающие запуск (например, электронная блокировка блока управления).
• Отключение по причине низкого напряжения: U < 11,3 В в течение более 250 секунд.
• Бортовая сеть: активировано управление нагрузкой.
• Отключение от сигнала столкновения/удара: поступил сигнал от блока управления подушек безопасности.
• Работа на резервном запасе топлива: учитывается только перед запуском(остаток топлива менее 7 литров).
• Предварительный выбор температуры: «холод».
• Автономный отопитель: прошло установленное время включения, выключен вручную или достигнуто максимальное время работы — после работы в течение 60 минут.
• Температура охлаждающей жидкости: > 88 °C.

Управление компонентами

Дополнительный отопитель для бензинового двигателя B5S-F

Первый запуск, автономный отопитель

1. Вентилятор подачи воздуха V6 включается на короткое время для проверки работоспособности, после чего снова выключается.
2. Одновременно с этим на свечу накаливания Q9 подаётся напряжение 100 %.
3. Вскоре после этого включается нагревательный элемент предварительного подогрева топлива Z66.
4. Частота вращения вентилятора подачи воздуха V6 увеличивается.
5. Дозирующий насос V54 запускается, его производительность постепенно увеличивается.
6. Нагревательный элемент предварительного подогрева топлива Z66 отключается.
7. Когда горение станет стабильным, свеча накаливания отопителя Q9 ступенчато отключается.
8. Включается режим полной нагрузки.

Смена нагрузки (частичная — полная — частичная)

9. При достижении охлаждающей жидкостью определённой температуры обогреватель переключается в режим частичной нагрузки. Вентилятор подачи воздуха V6 и дозирующий насос V54 работают на неполной мощности.
10. Когда температура охлаждающей жидкости опускается ниже определённого значения, отопитель, а значит, и вентилятор подачи воздуха V6 и дозирующий насос V54 снова переключаются на режим полной нагрузки.
11. Охлаждающая жидкость снова достигает заданной максимальной температуры, и цикл регулирования повторяется.

Завершение

12. При выключении отопителя он, прежде чем отключиться полностью, переходит сначала в завершающую фазу работы. Свеча накаливания отопителя Q9 в этом режиме кратковременно включается на полную мощность, чтобы выжечь остающиеся продукты сгорания, после чего ступенчато отключается.
13. Скорость работы вентилятора V6 сначала уменьшается.
14. В последней фазе скорость работы вентилятора V6 снова увеличивается для охлаждения горячих деталей отопителя.

Дополнительный отопитель для дизельного двигателя D5S-F

Первый запуск, автономный отопитель

1. Вентилятор подачи воздуха V6 включается на короткое время для проверки работоспособности, после чего снова выключается.
2. Одновременно с этим на свечу накаливания Q9 подаётся напряжение 100 %.
3. В это же время нагревательный элемент Z66 включается на полную мощность, которая затем ступенчато понижается.
4. Дозирующий насос V54 запускается, его производительность ступенчато увеличивается.
5. Частота вращения вентилятора подачи воздуха V6 увеличивается.
6. Когда горение становится стабильным, свеча накаливания отопителя Q9 ступенчато отключается.
7. Нагревательный элемент предварительного подогрева топлива Z66 отключается.
8. Включается режим полной нагрузки.

Смена нагрузки (частичная — полная — частичная)

9. При достижении охлаждающей жидкостью определённой температуры обогреватель переключается в режим частичной нагрузки. Вентилятор подачи воздуха V6 и дозирующий насос V54 работают на неполной мощности.
10. Когда температура охлаждающей жидкости опускается ниже определённого значения, отопитель, а значит, и вентилятор подачи воздуха V6 и дозирующий насос V54 снова переключаются на режим полной нагрузки.
11. Охлаждающая жидкость снова достигает заданной максимальной температуры, и цикл регулирования повторяется.

Завершение

12. При выключении отопителя он, прежде чем отключиться полностью, переходит сначала в завершающую фазу работы. Свеча накаливания отопителя Q9 в этом режиме кратковременно включается на полную мощность, чтобы выжечь остающиеся продукты сгорания, после чего ступенчато отключается.
13. Одновременно с этим кратковременно включается нагревательный элемент Z66, чтобы испарить остатки топлива с металлической сетки.
14. Скорость работы вентилятора V6 сначала уменьшается.
15. В последней фазе скорость работы вентилятора V6 снова увеличивается для охлаждения горячих деталей отопителя.