Способы облегчения пуска двигателя
Способы и средства облегчения пуска двигателей.
ТЭА в особых условиях
-=1,2,3=-
Способы и средства облегчения пуска двигателей.
Наиболее распространённым явл-ся водо и парообогрев
2 способа использ-я горячей воды:
1) Подогрев, с помощью гор воды – вода циркулирует по замкнутому контуру
2) Вода заливается в в сист. Охл-я
V-кол-во воды Q-объ1м сист охл-я t-t-ра окр-его воздуха.
Парообогрев – теплоотдача больше чем у воды.
Обогрев паром возможен как с возвратом конденсата так и без возврата (стекает на площадку)
Недостатки: возможность образования трещины блока из-за местных перегревов; образования большого кол-ва накипи и образование наледи.
Обогрев воздухом и газовоздушной смесью.
Для получения горячего воздуха используются спец. установки:
1) устройства для прогрева и подачи воздуха, (колорительные агрегаты)
2) соединительные рукава для подвода воздуха к агрегатам
3) система контроля и сигнализации
Наибольшее распространение получили огневые калориферы.
2 типа калориферов
1-подаёт чистый воздух КПД-0,65
2-использование смеси атмосферного воздуха с продуктами сгорания КПД-0,95
1)наземные (самые дешёвые) 2) надземные 3)подземные
1) практически полная безопасность теплоносителя
2) широкий выбор источника тепла
3) комплексность тепловой подготовки а/м
4) отсутствие необходимости дооборудования а/м
1) низкое использование тепла
Для снижения потерь горячего воздуха используется рециркуляционный обогрев.
ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОВЫЙ ОБОГРЕВ
ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОВЫЙ ОБОГРЕВ – основан на инфракрасные лучи не поглащаются воздухом, а металл поглощает излучение и нагревается.
Горелки бывают: стационарные и передвижные.
Преимущества: дешёвое топливо
Недостатки: низкая ветроустойчивость, возможность поражения неметаллических частей.
-=4,5,6,7=-
Средства подогрева двигателя и а/м в целом
Средства подогрева дв-ля и а/м.
– Стационарные (теплосеть, электросеть, газовая сеть, газогенераторы для подогрева (воздух, масло, газы, вода) и разогрева (воздух, масло, газы, вода) сост. системы порожняя заполненная)
– Передвижные (теплосеть, электросеть, газовая сеть, газогенераторы для подогрева (воздух, масло, газы, вода) и разогрева (воздух, масло, газы, вода) сост системы порожняя заполненная).
Индивидуальные: (утеплители, подогреватели, средства холодного пуска).
По режиму использования теплоты сохранение, подогрев (вода, масло, газы) и разогрев.
Индивидуальные подогреватели. Классификация.
1. По теплопроводности и назначению ( общего назначения, северного исполнения, многоцелевые).
2. По роду теплоносителя ( жидкостные и воздушные).
3. По принципу транспортировки тепла (термосифонные и принудительные).
4. По виду топлива (дизельное топливо, бензин).
Пуск двигателя без предварительного разогрева.
Особенности безгаражного хранения автомобилей при низких температурах.
1.Затруднение пуска двигателя.
3. Снижение показателей надежности.
4.Затруднение обслуживания автомобиля.
1. Возникает из-за сложности создаваемой вращением вала.
Ухудшение условий смесеобразования и воспламенения.
Стартер должен развивать суммарный момент:
МК- момент затрачиваемый на сжатие рабочей смеси.
МJ- момент на преодоление сил инерции. MR- момент на преодоление сил трения.
3.Снижение показателей надежности.
-Увеличение частоты пусковых отказов.
– Увеличение потока рабочих отказов.
– Снижение долговечных элементов.
Воздухообогрев
Обогрев воздухом и газовоздушной смесью.
Для получения горячего воздуха используются специальные установки в состав которых входит:
1. Устройство для прогрева и подачи воздуха (калориферный агрегат).
2. Воздуховоды (труба).
3. Соединительные рукава для подвода воздуха к агрегатам.
4. Система контроля и сигнализации
Калориферный агрегат- это водовоздушный или паровоздушный, или огневой теплообменник. Основные части калорифер и теплообменник.
Огневые калориферы бывают двух типов:
1. Подает чистый воздух КПД=0,65
2. Использование смеси воздуха с продуктами сгорания КПД=0,95
Воздуховоды могут быть трех исполнений:
1. Практически полная безопасность теплоносителя.
2. Широкий выбор источников тепла.
3. Комплексность тепловой подготовки автомобиля.
4. Отсутствие необходимости в дооборудовании автомобиля.
1. Низкое использование тепла.
Для снижения потерь горячего воздуха используется рециркуляционный подогрев.
Электрообогрев.
Для преобразование электроэнергии в тепло исп-ся нагревательные элементы с твёрдым проводником и жидкостные.
Нагреватели с твёрдым проводником: (нихром) – применяют с открытой и закрытой спиралью
Жидкостные электронагреватели – проводником явл-ся тосол, антифриз, вода.
Достоинства электрообогрева: высокий КПД, возможность автоматизации, высокая экологичность.
Недостатки: возможность поражения Эл-им током.
ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОВЫЙ ОБОГРЕВ – основан на инфракрасные лучи не поглащаются воздухом, а металл поглощает излучение и нагревается.
Горелки бывают: стационарные и передвижные.
Преимущества: дешёвое топливо
Недостатки: низкая ветроустойчивость, возможность поражения неметаллических частей.
2. Средства и технология пуска двигателя без предварительного
Разогрева.
Большое количество исследований показывает, что кроме описанных выше существуют и другие способы пуска, к которымотносится так называемый холодный пуск. Наиболее эффективным способом пуска двигателей без предварительного разогреваявляется разработанное и исследованное в НИИАТ и НАМИ комплексное использование пусковых жидкостей, специальной регулировки карбюраторов и загущенного моторного масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой.
Пусковые жидкости подаются во всасывающий тракт двигателя с помощью специальных несложных приспособлений или в виде аэрозоля. Основой пусковой жидкости для дизелей является обычный диэтиловый эфир, обладающий низкой температурой воспламенения (около 130—140° С) и очень большой летучестью (температура кипения 34,5°С).
Этиловый эфир, введенный в камеру сгорания двигателя,
воспламеняется при температуре сжатия (190—200°С), более
низкой, чем температура воспламенения основного топлива. Это
позволяет снизить минимальную температуру пуска дизеля до
50° С. При температуре ниже минимальной пуск двигателя считается невозможным.
Применение для пуска чистого эфира недопустимо, так как в этом случае скорость нарастания давления в цилиндрах (жесткость) очень велика, что может вызвать поломки кривошипного механизма. Для уменьшения жесткости работы двигателя
Для карбюраторных двигателей применяют пусковую жидкость, несколько отличную от жидкости «Холод-Д-40». В ее состав также входит этиловый эфир. Он улучшает и облегчает воспламенение рабочей смеси от электрической искры, расширяя пределы воспламеняемости главным образом в сторону бедной смеси, которая при отсутствии этилового эфира воспламеняется плохо.
В состав пусковых жидкостей для карбюраторных двигателей входит также газовый бензин. За счет некоторого уменьшения в составе жидкости доли этилового эфира (его роль в данном случае менее ответственна, чем в жидкости для дизелей) соответственно увеличивается доля газового бензина. Считается, что включение в состав пусковой жидкости для карбюраторных двигателей масел недопустимо, так как масло, попадая на свечи, замасливает их и воспламенение затрудняется. Вместо масла в состав жидкостей для карбюраторных двигателей включают противоизносные и противозадирные присадки. Для повышения надежности подготовки рабочей смеси карбюраторного двигателя включают некоторые промежуточные продукты окисления.
Пусковые жидкости для карбюраторных двигателей и дизелей выпускаются в металлических ампулах. Возможно также использование жидкости, выпускаемой в аэрозольной упаковке.
Применение пусковых жидкостей обеспечивает надежный
пуск карбюраторных двигателей при температуре окружающего
воздуха до—40°С.
В НАМИ разработаны специальные приспособления 5ПП-40
6ПП-40 для подачи пусковой жидкости во всасывающий кол
лектор двигателя, пригодные для дизелей и карбюраторных
двигателей. Одно из них предназначено для пуска двигателей
рабочим объемом цилиндров до 14 л, второе —с рабочим объемом 14—40 л.
При подготовке двигателя к пуску в резервуар приспособления устанавливают ампулу с пусковой жидкостью, резервуар закрывают крышкой, одновременно прокалывая ампулу. Ручным насосом в резервуар нагнетают воздух, который поступает через жиклер в смеситель. В то же время сюда поступает жидкость, которая смешивается с воздухом и подводится к распылителям, а оттуда во впускной тракт двигателя.
Для улучшения смесеобразования в цилиндрах двигателя и
облегчения пуска на пусковой жидкости карбюратор двигателя
должен обеспечивать оптимальное обогащение смеси при пуске.
Одной из основных причин, затрудняющих пуск двигателей при низких температурах, является повышение вязкости масла и увеличение момента сопротивления прокручивания коленчатого вала. Поэтому при холодном пуске необходимо использовать масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой.
Вопросы по дисциплине «ТЭА в особыхусловиях»
1 Способы и средства облегчения пуска двигателей.
2 Средства и технология пуска двигателя без предварительного разогрева.
3 Инфракрасный газовый обогрев.
4 Способы расстановки автомобилей на открытых площадках.
5 Индивидуальные средства и способы безгаражного хранения автомобилей.
8 Групповые средства и способы безгаражного хранения автомобилей.
9 Причины затрудненного пуска автомобильных двигателей при низких температурах.
10 Средства подогрева двигателей и автомобиля в целом.
11 Групповые средства подогрева.
12 Индивидуальные подогреватели. Классификация.
13 езгаражное хранение и обслуживание автомобилей при низких температурах.
14 Особенности безгаражного хранения автомобилей при низких температурах.
15 Влияние низких температур на надежность и нормативы ТО и ремонта.
или вырабатываемых в самом подогревателе (индивидуальные подогреватели),поэтому представляет интерес расчет количества теплоты, затрачазаемой в том или ином случае.
ванием тепла или энергии, поступающих от внешнего источника
или вырабатываемых в самом подогревателе (индивидуальные подогреватели),поэтому представляет интерес расчет количества теплоты, затрачазаемой в том или ином случае.
ТЭА в особых условиях
-=1,2,3=-
Способы и средства облегчения пуска двигателей.
Наиболее распространённым явл-ся водо и парообогрев
2 способа использ-я горячей воды:
1) Подогрев, с помощью гор воды – вода циркулирует по замкнутому контуру
2) Вода заливается в в сист. Охл-я
V-кол-во воды Q-объ1м сист охл-я t-t-ра окр-его воздуха.
Парообогрев – теплоотдача больше чем у воды.
Обогрев паром возможен как с возвратом конденсата так и без возврата (стекает на площадку)
Недостатки: возможность образования трещины блока из-за местных перегревов; образования большого кол-ва накипи и образование наледи.
Обогрев воздухом и газовоздушной смесью.
Для получения горячего воздуха используются спец. установки:
1) устройства для прогрева и подачи воздуха, (колорительные агрегаты)
2) соединительные рукава для подвода воздуха к агрегатам
3) система контроля и сигнализации
Наибольшее распространение получили огневые калориферы.
2 типа калориферов
1-подаёт чистый воздух КПД-0,65
2-использование смеси атмосферного воздуха с продуктами сгорания КПД-0,95
1)наземные (самые дешёвые) 2) надземные 3)подземные
1) практически полная безопасность теплоносителя
2) широкий выбор источника тепла
3) комплексность тепловой подготовки а/м
4) отсутствие необходимости дооборудования а/м
1) низкое использование тепла
Для снижения потерь горячего воздуха используется рециркуляционный обогрев.
Альтернативные способы облегчения пуска двигателя
Индивидуальные подогреватели для подогрева и разогрева двигателя применяют в полевых условиях при работе автомобилей на длительных рейсах с отрывом от своих баз, а также в тех случаях, когда в местах открытого хранения автомобилей отсутствуют источники тепловой энергии. Существуют подогреватели различных типов.
По виду теплоносителя подогреватели могут быть подразделены на:
- воздушные и газовоздушные
- жидкостные и парожидкостные
- воздушно-жидкостные, включаемые в систему охлаждения двигателя
Для двигателей с жидкостной системой охлаждения наиболее эффективны жидкостные и, в частности, подогреватели термосифонного типа.
Подогреватель этого типа состоит из малогабаритного жаротрубного водогрейного котла, соединенного трубопроводами с рубашкой охлаждения и радиатором. Воду в котле нагревают чаще всего паяльной лампой. Подогрев двигателя осуществляется за счет циркуляции охлаждающей жидкости под действием гравитационного (термосифонного) напора.
Горячими газами, выходящими из этого подогревателя, обогревают также и масляный картер.
Недостатками таких обогревателей являются большая длительность разогрева двигателя и выброс пламени наружу, что делает их опасными в пожарном отношении.
В последних конструкциях жидкостных подогревателей термосифонного типа применяется цилиндрический теплообменник с большой длиной прохождения горячих газов, исключающий выброс пламени. Примером такой конструкции может служить подогреватель П-100 и семейство подогревателей ПЖ.
Рис. Подогреватель П-100
Подогреватель П-100 представляет собой котел, состоящий из камеры сгорания 10, жаровой трубы 12, обратного газохода 7 и двух жидкостных рубашек 8, соединяющихся между собой. Воздух в камеру сгорания 10 подается вентилятором 5, приводимым во вращение электродвигателем, а топливо (бензин) по топливопроводу 6 поступает самотеком из поплавковой камеры 1 через жиклер с электромагнитным клапаном 2.
Для воспламенения топлива при пуске служит свеча 4 накаливания. Продукты сгорания проходят по жаровой трубе 12 и обратному газоходу 7, нагревая жидкость в рубашках котла, затем через выпускной патрубок 11 направляются под картер двигателя для прогрева масла. Подогреватель присоединяется к системе охлаждения двигателя при помощи двух патрубков 3 и 9 и соединительных труб с резиновыми шлангами. Подогреватель П-100 приспособлен для работы на воде и антифризе. Продолжительность пуска подогревателя 40 сек. Прогрев двигателя автомобиля типа ЗИЛ при окружающей температуре — 40°С длится 20 мин.
Охлаждающие жидкости с низкой температурой замерзания (антифризы) применяют в качестве средства, предупреждающего замерзание воды в системе охлаждения двигателей. Применение охлаждающих жидкостей в сочетании с маловязкими маслами и различными вспомогательными средствами, улучшающими смесеобразование, обеспечивает надежный пуск двигателя при температурах до —25 — 30°С.
Наиболее распространенными являются антифризы марок 40 и 65 состоящие из этиленгликоля (соответственно 53 и 66%) и воды (47 и 34%), замерзающие при температуре 40 и 65°С ниже нуля.
Преимуществом этиленгликоля является, во-первых, малое увеличение в объеме при замерзании. Так, при 40% содержании его в воде объем смеси при замерзании увеличивается всего на 0,25%, тогда как объем воды возрастает на 9%. Во-вторых, смесь этиленгликоля с водой замерзает до состояния рыхлой массы, что не опасно в смысле повреждения системы охлаждения двигателя.
Важным эксплуатационным свойством этиленгликоля является также высокая точка кипения ( + 197°С при 760 мм рт. ст.), что обусловливает при нагреве смеси до 100°С испарение из нее воды, а не этиленгликоля.
Это обстоятельство позволяет заправлять систему охлаждения смесью один раз в течение всего зимнего сезона, добавляя только воду.
К недостаткам этиленгликолевого антифриза относятся его гигроскопичность, способность к сильному расширению при нагревании и токсичность. Вследствие гигроскопичности этиленгликоля (он поглощает до 60% воды) могут изменяться его концентрация и температура замерзания. Свойство значительного теплового расширения обусловливает необходимость поддерживать в системе охлаждения температуру не выше +85°С и заполнять систему охлаждения на 5—6% меньше ее емкости, чтобы не вызвать выбрасывания антифриза наружу через наливную горловину радиатора.
Поскольку этиленгликоль представляет собой яд, при обращении с ним следует соблюдать соответствующие правила по технике безопасности и в частности, при попадании антифриза на руки или другие части тела необходимо тщательно мыть их водой с мылом.
Вспомогательные средства, облегчающие пуск двигателя
При эксплуатации автомобилей, когда возникает необходимость пуска охлажденного двигателя без горячей воды в системе охлаждения (или с низкозамерзающей жидкостью), применяют вспомогательные средства, облегчающие пуск двигателя. К ним относятся специальные зимние масла для двигателей и топлива, а также приспособления, улучшающие условия смесеобразования и воспламенения рабочей смеси.
Применение зимних масел и топлив
Подбором масла, обладающего соответствующими вязкостно-температурными свойствами, можно обеспечить пуск двигателя без подогрева. В наибольшей степени удовлетворяют условиям легкого проворачивания коленчатого вала и пуска двигателя при низкой температуре масла АКЗп-6 и АКЗп-10. Эти масла позволяют проворачивать коленчатый вал холодного двигателя при температуре —20—22°С (АКЗп-10) и —26—28°С (АКЗп-6).
Применение дизельного масла ДП-8 обеспечивает надежный пуск дизельного двигателя при температуре до —15° С. При использовании зимой машинного масла С У его разбавляют в соотношении 30—35% веретенного масла АУ или индустриального 12 и 65—70% СУ. Аналогичное масло можно получить разбавлением масла АК-Ю индустриальным маслом 12 в количестве 50% и др. Надо иметь в виду, что применение заменителей является временной мерой.
Для облегчения пуска охлажденного карбюраторного двигателя можно применять зональный бензин АЗ-66, у которого 10-процентная точка кривой разгонки лежит в пределах 65°С. Это обеспечивает надежный пуск холодного двигателя при температуре —8° 15°С. Для пускового топлива устанавливают специальные бачки, откуда бензин через топливный насос в период пуска поступает в карбюратор.
Пуск непрогретого дизельного двигателя при температуре окружающего воздуха — 30°С обеспечивается применением арктического топлива ДА.
Приспособления, улучшающие воспламенение рабочей смеси и пуск двигателя
Улучшение воспламенения может быть достигнуто подогревом рабочей смеси (топлива и воздуха в дизелях) перед поступлением в цилиндры и принудительным распыливанием топлива, вводимого во впускной трубопровод или камеру сгорания.
Для подогрева всасываемого воздуха в дизелях применяют огневые подогреватели.
За последние годы широкое распространение за рубежом получили пусковые жидкости, обладающие свойством легкого воспламенения и смазывания стенок цилиндров.
Пусковая жидкость в распыленном виде вводится во впускную трубу двигателя. В состав пусковой жидкости в качестве основного компонента входит эфир (этиловый или диэтиловый), обладающий хорошей испаряемостью в смеси с маловязким маслом для двигателей, веретенным маслом АУ или другими маслами.
Пусковые жидкости вводятся при помощи пускового устройства. Принципиальная схема подобного пускового устройства показана на рисунке.
Рис. Схема приспособления для впрыска пускового топлива
Полиэтиленовая, желатиновая или алюминиевая ампула 4 с пусковой жидкостью вставляется в резервуар 5 и закрывается крышкой 2, где пробивается пробойником 3. После прокола ампулы жидкость заполняет часть объема резервуара 5. Затем с помощью воздушного насоса 1 в резервуар нагнетают воздух и создают в нем давление. В результате пусковая жидкость по каналу подается через топливный жиклер 8 в смесительную камеру 7. Одновременно воздух из верхней части резервуара через воздушный жиклер 6 поступает в смеситель, где и образуется топливо-воздушная смесь, заполняющая систему до распылителя 9, ввернутого во впускную трубу двигателя. При выходе из распылителя воздух распыливает пусковую жидкость.
Для облегчения пуска двигателей зимой и экономии энергии аккумуляторных батарей применяют передвижной селеновый выпрямитель. Питание выпрямителя подводят от электросети переменного тока по кабелю. Выпрямитель состоит из трехфазного понижающего трансформатора, селеновых столбов, вольтметра, контрольной лампочки и переключателя постоянного напряжения. Использование такого выпрямителя увеличивает срок службы аккумуляторных батарей на 30 — 35%.
Рассмотренные выше вспомогательные средства облегчения пуска холодного двигателя не исчерпывают всех имеющихся приспособлений и способов. Однако они показывают, что при отсутствии специально оборудованных стоянок, применяя описанные средства, можно облегчить пуск холодного двигателя при сохранении достаточной его долговечности.
Средства облегчения пуска двигателя
Холодный пуск двигателя эквивалентен по износу 3000 м пробега. При температуре минус 30 °С следует применять устройства для облегчения пуска холодного двигателя, а при температурах ниже минус 40 °С должна применяться система предпускового подогрева.
Средства облегчения пуска позволяют 1) увеличить частоту вращения коленчатого вала двигателя за счет снижения момента сопротивления прокручиванию; 2) повысить энергетические возможности пусковой системы и системы зажигания; 3) улучшить условия смесеобразования и воспламенения топлива. Эти средства могут потреблять энергию извне или работать автономно. Источниками энергии при этом являются следующие: 1) электрические (аккумуляторная батарея); 2) предпусковые топливные подогреватели; 3) аккумуляторы тепла, основанные на теплоизоляционных свойствах вакуума и сохранении постоянной температуры во время расплавления и охлаждения вещества.
К электрическим средствам облегчения пуска относятся: 1) свечи накаливания, предназначенные для калоризаторного воспламенения впрыснутого в цилиндры топлива (для дизелей); 2) свечи подогрева и электрофакельные подогреватели, предназначенные для повышения температуры впускного воздуха.
Свечи накаливания бывают с открытой спиралью и со спиралью, расположенной внутри защитного кожуха (штифтовые свечи). Свечи с закрытой спиралью обладают большим сроком службы и меньшими габаритами. Их выпускают однопроводными (один конец спирали – на «массе») и соединяют между собой параллельно. Свечи с открытой спиралью выпускают двухполюсными (оба вывода изолированы от корпуса). Время нагрева свечи до пуска дизеля — 30-60 секунд, сила потребляемого тока — 40-50 А. Температура свечи достигает 900-1050 °С. Затем свечи остаются под напряжением 1,2-1,7 В в течение пуска двигателя. После пуска двигателя свечи отключаются.
Свечи подогрева воздуха устанавливаются во впускном коллекторе и подогревают всасываемый воздух.
На дизелях с рабочим объемом более 5 литров вместо свечей подогрева используются электрофакельные подогреватели воздуха, состоящие из штифтовых свечей накаливания, термореле и электромагнитного топливного клапана. Перед пуском двигателя сначала включаются свечи накаливания. После их нагрева термореле их отключает и подает напряжение на катушку электромагнитного клапана. Клапан открывается. Одновременно с этим загорается контрольная лампа, сигнализирующая о готовности системы к пуску. При повороте выключателя стартера происходит включение стартера, подключение в обход термореле электронагревателей свечей, топливоподкачивающий насос через открытый клапан подает топливо на раскаленную спираль, где оно испаряется и перемешивается с поступающим воздухом. Топливоздушная смесь воспламенятся. Образующееся пламя подогревает поступающий в цилиндры воздух. После пуска двигателя подогреватель выключают. Использование подогревателя позволяет снизить предельную температуру пуска холодного двигателя на 10-15 “С.
Предпусковой подогреватель двигателя служит для разогрева охлаждающей жидкости и масла в поддоне картера. Работает он следующим образом. Сначала включаются электронагреватель для подогрева топлива и электродвигатель насосного агрегата для циркуляции жидкости в системе охлаждения. Затем электронагреватель отключается, открывается электромагнитный клапан и подается питание на систему электроискрового розжига. При открытии топливного клапана топливо поступает в форсунку, распыляется ею в котле подогревателя и воспламеняется искрами между электродами свечи зажигания. После воспламенения его горение может поддерживаться самопроизвольно.
Система зажигания
Система зажигания предназначена для образования электрической искры в цилиндрах двигателя в те моменты работы двигателя, когда зажигание рабочей смеси является наиболее эффективным.
По типу источника питания системы зажигания делятся на батарейные (рис.3.1) и магнетные. В настоящее время наиболее широкое распространение получили батарейные системы зажигания.
Рис. 3.1. Структурная схема батарейной системы зажигания
Батарейные системы зажиганиясостоят из следующих основных элементов.
ИТ – источник тока (аккумуляторная батарея или генератор);
ВЗ -выключатель зажигания;
Д – датчик углового положения коленчатого вала;
РМЗ – регулятор момента зажигания, управляющий моментом подачи искры по положению коленчатого вала, по частоте вращения п коленчатого вала, по разрежению АРК над дроссельной заслонкой (а значит, и по нагрузке двигателя, так как значение АРК зависит от нагрузки ДВС) и по некоторым другим параметрам;
ИВН – источник высокого напряжения, служащий для накопления энергии и формирования высокого напряжения, подаваемого на искровые свечи зажигания;
СР — силовое реле, служащее для перевода ИВН с режима накопления энергии на режим формирования высокого напряжения и обратно; Р – распределитель импульсов высокого напряжения по соответствующим цилиндрам двигателя;
ПЭ – помехоподавителъные элементы – экранированные провода и помехоподавительные резисторы, размещенные либо в распределителе Р, либо в свечных наконечниках, либо в высоковольтных проводах в виде распределенного сопротивления;
ИСЗ – искровые свечи зажигания, образующие искровой разряд в камере сгорания двигателя.
Способы облегчения пуска двигателя
Разжижение картерного масла бензином. Перед остановкой двигателя в картер заливают высококачественный бензин, обладающий низкой температурой испарения. При температуре окружающего воздуха от —20 до —30 °С в картер двигателя доливают до 15% бензина, а ниже — 30 °С — 25% бензина (перед добавлением бензина необходимо слить часть масла с картера не превышал установленного). При работе двигателя бензин испаряется и восстанавливается начальная вязкость масла..
Этот способ не получил широкого распространения в автотранспортных предприятиях ввиду недостаточного прогрева двигателя в процессе работы, а также отсутствия специальных лег-коиспаряющихся бензинов. При разжижении картерного масла обычным автомобильным бензином происходит интенсивный износ двигателя в процессе пуска и при работе.
В настоящее время широкое распространение получил способ разогрева масла непосредственно в картере двигателя с помощью электрических подогревателей (плоских или трубчатых).
На рис. 2 показано устройство и монтажная схема установки нагревательного элемента низкого напряжения (36 в). Нагревательный элемент служит для разогрева масла в картере двигателей ГАЗ , ЗИЛ и ЯАЗ -204. За 25—30 мин перед пуском двигателя включается нагревательный элемент. Затем в систему охлаждения заливают горячую воду и производят пуск двигателя. При заправке системы охлаждения антифризом продолжительность прогрева масла увеличивается в 4—5 раз.
Для двигателей типа ГАЗ -53А мощность нагревательного элемента для разогрева в зависимости от средней температуры поздуха зимой должна быть 1,4—1,6 кет, для двигателей ЗИЛ -130 2,8-3 кет, ГАЗ -21 1,0-1,2 кет.
Способы, направленные на улучшение процесса смесеобразования, включают применение специальных легкоиспаряющихся бензинов, разогрев впускной трубы двигателя, разогрев бензина в поплавковой камере карбюратора, пуск двигателя на ацетилене, применение специального пускового насоса для подачи во впускную трубу бензина в мелкораспыленном виде, применение пускового газогенератора и др.
Важнейшим фактором, влияющим на пуск холодного двигателя, является свойство бензина, обеспечивающее легкое приготовление смеси надлежащего состава. Пусковые свойства бензина характеризуются температурой, при которой испаряется 10% применяемого бензина. Исследования показали, что зависимость минимальной температуры воздуха, при которой возможен пуск двигателя, от температуры перегонки 10% бензина имеет прямолинейный характер.
Важным средством снижения минимальных пусковых оборотов и облегчения пуска двигателя является впрыск легковоспламеняющихся жидкостей во впускной трубопровод. Научным автомоторным институтом разработаны пусковые приспособления НАМИ 6ПП — 40 и НАТИ 5ПП — 50, которые предназначены для впрыска легковоспламеняющейся жидкости как в карбюра. торные, так и в дизельные двигатели.
Приспособление состоит из воздушного насоса двойного действия, воздухопровода, смесителя, трубок подвода эмульсии и распылителей.
Принцип работы приспособления следующий. Перед пуском двигателя открывают крышку смесителя и устанавливают капсулу с легковоспламеняющейся жидкостью, затем закрывают крышку. Игла, укрепленная на крышку, прокалывает капсулу. За 1—2 сек до начала пуска ручным насосом подают воздух^ под действием которого легковоспламеняющаяся жидкость в виде эмульсии поступает в распылители, которые распыли-вают эмульсию во впускном трубопроводе двигателя.
Для карбюраторных двигателей разработана специальная пусковая жидкость «Арктика», основой которой является диэти-ловый (серный) эфир в смеси с газовым бензином, изопропил-нитратом, минеральным маслом и специальными присадками.
В силу быстрого нарастания давления при воспламенении (от 20 до 84 кГ/см2 при повороте кривошипа коленчатого вала на 4°), что может привести к поломке двигателя, чистый эфир не применяется. Он также смывает смазку со стенок цилиндра, что вызывает интенсивное изнашивание их и коррозию.
Применение приспособления и легковоспламеняющейся жидкости при наличии загущенных масел является эффективным средством облегчения пуска двигателей при температурах минус 30—35 °С.
Способы улучшения параметров искрового разряда. При пуске холодного двигателя напряжение на электродах свечи зажигания должно быть в 1,5—2 раза выше, чем при пуске горячего двигателя. Однако вследствие охлаждения и медленного размыкания контактов прерывателя это напряжение резко уменьшается.
Одновременно с этим уменьшается и емкость батареи вследствие уменьшения диссоциации электролита в поры активной массы пластин.
На рис. 3 показан график влияния температуры окружающего воздуха на число оборотов коленчатого вала двигателя ГАЗ -51 при пуске стартером. Если считать, что минимальное число оборотов коленчатого вала при пуске должно быть 40— 50 об/мин, то при полностью заряженной батареи пуск двигателя возможен при температуре окружающего воздуха минус 24 °С. При разрядке аккумуляторной батареи на 30% пуск этого двигателя возможен при температуре —20 °С, а при разрядке на 45% — при — 18 °С.
Важным средством облегчения пуска холодного двигателя является предварительный подогрев батареи и ее утепление. И3 графика следует, что если холодная батарея обеспечивает прокручивание коленчатого вала двигателя со скоростью 40— 50 об/мин при температуре минус 20—22 °С, то батарея, имеющая температуру +10 °С, обеспечивает эти же обороты двигателя при температуре минус 26—28 °С.
Поддержание батареи в заряженном состоянии и утепление ее не только повышает срок службы батареи и ее отдачу, но и предохраняет от размораживания. Для утепления батареи применяют деревянные ящики с двойными стенками, между которыми прокладывают войлок, стеклянную вату или другой теплоизоляционный материал. В таком ящике батарея охлаждается в два раза медленнее, чем без утепления.
Следовательно, для облегчения пуска холодного двигателя необходимо применять полностью заряженные батареи, предварительно подогревать батареи горячим воздухом и утеплять их. Для работы в зимних условиях допускается разрядка батареи не более чем на 25—30%.
Хорошие результаты дает применение вспомогательных пусковых батарей. При этом в первичную цепь системы электрооборудования автомобиля параллельно основной батареи включают полностью заряженную пусковую батарею с температурой электролита не ниже 20 °С. Одновременно с увеличением скорости вращения коленчатого вала двигателя пусковая батарея обеспечивает повышение напряжения на электродах свечей зажигания, а также способствует повышению срока службы основной батареи. Пусковую батарею обычно устанавливают на тележку, чтобы ее можно было легко подвезти к любому автомобилю. Для присоединения пусковой батареи к рабочей применяют специальные легкосъемные наконечники (зажимы).
В отдельных случаях устанавливают дополнительный искровой промежуток (3—4 мм) между проводом высокого напряжения, идущим к свече, и центральным электродом свечи. Дополнительный искровой промежуток способствует повышению напряжения на электродах свечей и облегчает воспламенение смеси. Однако вследствие повышения напряжения вторичного тока возникает опасность пробоя изоляции катушки зажигания и ротора распределителя. Поэтому такой способ облегчения пуска холодного двигателя применяется редко.
Напряжение на электродах свечей зажигания при пуске двигателя повышается также при нормальной величине зазора между контактами прерывателя, чистых контактах, а также при исправной работе выключателя вариатора катушки зажигания.
Разогрев двигателя горячей водой, заливаемой в систему охлаждения, является наиболее распространенным способом предпускового разогрева. Горячая вода, поступающая в систему охлаждения, нагревает цилиндры, головку блока и частично впускную трубу и коренные подшипники; температура масла в картере двигателя остается почти неизменной. Для разогрева двигателя при температуре окружающего воздуха —10 °С расход горячей воды (80—85 °С) составляет примерно 1,5 емкости охлаждения; при температуре минус 10—20 °С расход воды составляет 1,5—2 емкости охлаждения и при температуре ниже —20 °С — не менее 2,5 емкости системы охлаждения, т. е. расход воды (и тепла) очень большой. Кроме того, вода, стекая через краник на землю, вызывает примерзание шин и образование ледяных бугров; при этом также интенсивно образуется накипь в системе охлаждения.
Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта разработал способ разогрева двигателя водой или паром путем непосредственного ввода их в водяную рубашку блока цилиндров. Чтобы вода из водяной рубашки блока не поступала в радиатор, между нижним патрубком радиатора и водяным насосом устанавливают так называемую повышающую петлю (петлеобразную трубу сварной конструкции). Опыты показали, что при заливке горячей воды непосредственно в водяную рубашку блока цилиндр’ов температура двигателя повышается на 16—18 °С по сравнению с заливкой воды через радиатор, а расход горячей воды на пуск двигателя уменьшится более чем в два раза.
Подогрев двигателя паром можно осуществлять непрерывно в течение всего периода хранения автомобиля или кратковременно перед выпуском автомобиля на линию. В первом случае пар подводят в систему охлаждения двигателя, заполненную водой. В результате конденсации пара уровень воды в системе охлаждения повышается и излишняя вода стекает через контрольную трубку. Во втором случае пар подводят в систему охлаждения, из которой вода была слита перед постановкой автомобиля на хранение. После разогрева паром двигатель пускают и одновременно заполняют систему охлаждения водой.
В настоящее время этот способ получил наиболее широкое применение.
Недостатками непрерывного подогрева двигателя паром являются большой расход тепла и образование льда на местах стоянки автомобилей. Положительное качество этого способа — постоянная готовность автомобиля к выезду на линию. При разогреве двигателя паром перед пуском расход тепла в несколько раз меньше, чем при непрерывном подогреве. Однако перед выездом автомобиля на линию его необходимо заправлять водой.
При разогреве двигателя пар должен распределяться равномерно между всеми цилиндрами двигателя, в противном случае (при концентрированном подводе пара) может произойти температурная деформация цилиндров и образование трещин в блоке. При подаче пара непосредственно в радиатор происходит неравномерный нагрев цилиндров и, следовательно, неравномерный износ их в процессе пуска и большие потери тепла.
Более совершенным способом является подвод пара в водяную рубашку блока через специальный штуцер, вмонтированный в крышку люка водяной рубашки блока (для двигателей ЗИЛ -120). В двигатель ЗИЛ -120 пар можно подводить также через отверстие спускного краника водяного насоса, а в двигатель ГАЗ -51 — через отверстие спускного краника водяной рубашки блока.
Для предпускового разогрева двигателей применяются также индивидуальные пусковые подогреватели. По виду теплоносителя все индивидуальные подогреватели можно разделить на две группы; жидкостные (пароводяные) и воздушные.
Горелка устанавливается так, чтобы расстояние от излучателя до нагреваемой поверхности составляло 30— 90 мм. За 1 ч работы горелка позволяет подготовить к выпуску на линию не менее шести автомобилей МАЗ -200.
В СКВ Газприбор-автоматика разработан жидкостный подогреватель, состоящий из теплообменника, встроенного в систему охлаждения двигателя, и горелки типа «Звездочка».
В НАМИ совместно с другими организациями разработан для карбюраторных двигателей ряд жидкостных подогревателей, работающих на бензине ( ЦЖБ ), теплопроиз-водительность которых составляет от 5200 до 3800 ккал/ч.
Все подогреватели имеют унифицированные узлы и элементы системы электрооборудвания. Кроме того, котлы подогревателей, работающих на бензине, унифицированы с котлами подогревателей, работающих на дизельном топливе, и отличаются между собой только конструкцией горелки.
На рис. 8 показан пусковой подогреватель двигателя ЗИЛ -130.
Для надежной работы подогреватель должен быть правильно смонтирован на автомобиле.
В качестве индивидуальных средств разогрева двигателей применяют также каталитические печи, беспламенные брикеты, воздухонагревательные устройства для обдува двигателей подогретым воздухом и др.
Универсальная установка для подогрева и разогрева автомобилей горячим воздухом состоит из узла подогрева и подачи воздуха, центрального воздухопровода, соединительных патрубков системы контроля и сигнализации. Наиболее национальными для данной установки являются калориферы модели КФБО , КФСО -11 или типа МП-85. Применяются также электрические калориферы.
Подогретый воздух двумя вентиляторами ЭВР -5 или одним СВМ -5м нагнетается в центральный воздухопровод, а от него по соединительным воздухопроводам в подкапотное пространство автомобиля, предварительно обтекая трубки радиатора. Циркуляция горячего воздуха в подкапотном пространстве, а также термосифонная циркуляция охлаждающей жидкости в системе охлаждения обеспечивает равномерный подогрев двигателя.
Установка может работать в режцме предварительного разогрева двигателя перед пуском или в режиме непрерывного подогрева двигателя в течение всего периода хранения. В обоих случаях двигатель должен быть закрыт утеплительным чехлом.
Расход тепла на один автомобиль при непрерывном подогреве при температуре окружающего воздуха —20 °С (при температуре подогретого воздуха 60—70 °С) составляет 2500— 3500 ккал или 200—250 м3/ч.
Контроль за тепловым состоянием двигателей осуществляется с помощью системы световой или звуковой сигнализации.
