Материал: 1892

Средства подогрева воздуха на впуске (свечи подогрева впускного воздуха, электрофакельные подогреватели), средства калоризаторного воспламенения топлива (свечи накаливания), а также пусковые приспособления для впрыскивания легковоспламеняющихся пусковых жидкостей обеспечивают эффективный «холодный» пуск двигателей силовых установок машин.

Эффективность индивидуальных и групповых средств облегчения

пуска силовой установки

Показатели качества применяемых топлив, масел, рабочих жидкостей

Индивидуальные и групповые средства предпускового разогрева

индивидуальные жидкостные подогреватели (ПЖД) теплоэлектронагревательные элементы разогрева охлаждающей жидкости, подогрева моторного масла

Средства, обеспечивающие возможность «холодного» пуска

устройства подогрева впускного воздуха (штифтовые свечи, теплоэлектронагревательные элементы) электрофакельные устройства аэрозольные пусковые устройства

средства предварительной прокачки моторного масла устройства масловпрыска

Рис. 2.3. Основные средства, обеспечивающие эффективный пуск двигателей силовых установок машин

Средства, улучшающие пусковые качества двигателя (декомпрессионный механизм, устройства, изменяющие степень сжатия, фазы газораспределения и угол опережения подачи топлива при пуске), используются в конструкции его механизмов и узлов.

29

В настоящее время в конструкции машин также применяются эффективные средства, обеспечивающие успешный пуск двигателей силовых установок при низких отрицательных температурах окружающего воздуха, как основные или дополнительные агрегаты и устройства:

–пусковые двигатели;

–устройства для подачи сжатого воздуха в цилиндры;

–пиропатроны;

–молекулярные накопители энергии;

–электростартеры повышенной мощности.

Поскольку основное влияние на пуск двигателя оказывают ухудшение самовоспламенения топлива, увеличение момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала и снижение работоспособности аккумуляторных батарей, то и мероприятия по сокращению продолжительности подготовки машины к использованию в зимних условиях следует рассматривать в соответствующей последовательности.

Улучшение условий самовоспламенения топлива. На ухудшение самовоспламенения топлива в основном влияют две причины:

–снижение температуры воздуха в конце такта сжатия вследствие того, что и стенки цилиндров двигателя, и всасываемый воздух являются холодными;

–ухудшение качества распыла топлива вследствие повышения его вязкости.

К числу основных мероприятий, направленных на улучшение условий самовоспламенения топлива, следует отнести [12, 13, 14]:

–подогрев всасываемого воздуха;

–предпусковой разогрев двигателя (стенок и цилиндров блоков, головок блоков);

–увеличение частоты вращения коленчатого вала при пуске двигателя;

–улучшение герметичности камер сгорания;

–применение топлива с более низкой температурой самовоспламенения при пуске двигателя;

–установку на двигатели агрегатов и устройств, способствующих повышению его пусковых качеств.

Подогрев всасываемого воздуха имеет целью поднять его температуру

вконце такта сжатия. Устройства для подогрева всасываемого воздуха на отечественных машинах устанавливаются довольно давно. Сравнительно высокая эффективность этого способа – возможность нагревать всасываемый воздух примерно на 20 °С и более – обеспечивает его реализацию в конструкции силовых установок машин и в настоящее время. Для этой цели в конструкции силовых установок используются специальные устройства. Так, для подогрева всасываемого воздуха на

30

машинах могут устанавливаться электрофакельные устройства (ЭФУ) [12, 15].

Подогрев всасываемого двигателем воздуха может являться основным способом облегчения его пуска при температурах окружающей среды только до минус 10 °С, минус 15 оС (минус 22 °С). При более низких температурах воздуха целесообразно использовать предпусковой разогрев.

Предпусковой разогрев двигателя осуществляется с целью повышения температуры стенок цилиндров и головок блоков. Этим обеспечивается необходимая температура всасываемого и сжимаемого в цилиндрах воздуха. Эмпирическим путем получена формула для определения теплового состояния (температуры) стенок цилиндров при предпусковом разогреве двигателя в зависимости от температуры окружающего воздуха

Tц=|tов|+10. (2.2)

Согласно зависимости (2.1) при температуре воздуха tов = минус 20 °С стенки гильз цилиндров требуется разогревать, как минимум, до температуры 30 °С.

Предпусковой разогрев нашел самое широкое применение в практике как способ наиболее эффективного облегчения пуска двигателей.

Требуемая частота вращения коленчатого вала двигателя имеет большое значение для осуществления быстрого и успешного пуска. По известным причинам с понижением температуры окружающего воздуха частота вращения, при прочих равных условиях, должна быть большей, для того чтобы уверенно пустить двигатель. При пуске «холодного» двигателя электрический стартер преодолевает увеличенное сопротивление трущихся частей двигателя: поршневые кольца – стенки цилиндров, подшипники – шейки коленчатого вала. Трущиеся части двигателя покрыты разрушившейся пленкой моторного масла, которая восстанавливается только в процессе прогрева.

Вследствие ухудшения условий смазки поверхностей трения и трудностей в поддержании нормального теплового режима в зимних условиях износы двигателей возрастают, особенно в пусковой период. Износ плохо разогретого двигателя за один пуск равноценен износу в течение нескольких часов работы двигателя на эксплуатационном режиме. В табл. 2.1 (рис. 2.4) приведены результаты исследований износов двигателя при различных значениях температуры его исходного теплового состояния.

Как видно из таблицы, согласно экспериментальным данным, один «холодный» пуск дизельного двигателя эквивалентен по износу в течение 10 мото.-ч его работы на эксплуатационном режиме. Известны также такие

31

двигатели, декомпрессионные механизмы или соответствующие устройства, которые позволяют в момент пуска подать к стартеруболее высокое напряжение для увеличения его частоты вращения.

По своему характеру отказы изделий электрооборудования СДКМ автомобилей и тракторов, работающих в условиях Крайнего Севера, сопоставимы с отказами в других климатических зонах, однако изделия моторного комплекта, светосигнальная аппаратура, провода и кабели бортовой сети, а также датчики отказывают чаще изза более неблагоприятной интенсивной эксплуатации.

Кроме того, при низкой температуре воздуха машинисты и водители чаще нарушают условия эксплуатации изделий электрооборудования. В первую очередь это связано с применением в зимнее время года для пуска холодного ДВС дополнительных внешних ис-точников тока, эксплуата-цией машин с разряженными АБ или батареями меньшей

емкости, чем установлено инструкцией.

Такие особенности эксп-луатации машин в экстре-мальных условиях приводят к возрастанию числа отказов, связанных с подгоранием контактов тяговых реле стар-теров, разносом и межвит-ковыми замыканиями обмоток якоря стартера. Увели-чивается число отказов изза межвитковых замыканий об-моток статоров генераторов, отказов регуляторов напряжения, электрических двигателей отопителей и электрических ламп.

В условиях низких температур учащается разрушение изоляции проводов из-за ее повышенной хрупкости, а возрастание вибрационных нагрузок приводит к нарушению работоспособности всей системы электрооборудования вследствие коротких замыканий. При этом в

бортовой сети машины могут возникать аварийные режимы из-за

33