УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ
ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Коврижников
Александр Юрьевич,
преподаватель спецдисциплин ГОУ СПО Кемеровского профессионально-технического
техникума
Самым
надежным способом пуска двигателей в зимних условиях является постановка
автомобилей в отапливаемые боксы. Даже при отсутствии отопления при постановке
автотранспорта в закрытые помещения, он подвергается меньшему воздействию
низких температур. При низких температурах повышается вязкость моторного масла,
а как следствие увеличивается сила трения между частями кривошипно-шатунного и
газораспределительного механизмов. У карбюраторных двигателей ухудшается
процесс карбюрации, а в дизельных нарушается процесс смесеобразования
топливо-воздушной смеси в камере сгорания двигателя.
Кроме
двигателя низкие температуры отрицательно влияют на другие агрегаты и системы
автомобиля, так как практически в каждом узле и агрегате и системе имеются
смазывающие материалы. У аккумуляторной батареи снижается емкость, нарушаются
технические параметры электрооборудования. При очень низких температурах имеют
место случаи, когда лопаются шпильки колес (температурное колебание
геометрических размеров тел). На основание вышесказанного только в отапливаемых
помещениях можно комплексно избежать негативное влияние низкой температуры на
работоспособность автомобиля. В случаях когда невозможна постановка автомобилей
в отапливаемые помещения применяются устройства для облегчения эксплуатации
автомобиля в зимних условиях. В первую очередь это касается двигателя
автомобиля. Самым простым способом сохранить работоспособность двигателя,
оставление его работающим. Как вариант дежурный периодически производит прогрев
двигателя. в двадцатом веке был широко распространен способ подогрева моторного
масла находящегося в поддоне картера двигателя горячим воздухом на открытых
стоянках. Для этого использовался калорифер и вентиляторы, которые по
воздуховодам подавали горячий воздух к поддону двигателя. Впускной коллектор
подогревался горячей водой, которую заливали в двигатель. В настоящее время
этот способ подогрева двигателя не применяется, так как мало эффектен. У
современных автомобилей вместо воды используются для охлаждения двигателя
незамерзающие жидкости, а это значит что при пуске двигателя впускной коллектор
оставался холодным при таком способе подогрева. Часто имели место случаи
размораживания двигателя при неполном сливе воды из системы охлаждения.
Требовался дежурный для обслуживания калориферной установки во время работы. Были
большие затраты на горячую воду и электроэнергию; низкий КПД из за потери тепла
в воздуховодах. Использовался способ подогрева моторного масла открытым огнем
(паяльными лампами), прогрев блока и головки двигателя осуществлялся так же
проливанием горячей воды. Этот способ неоднократно приводил к возгоранию
автомобиля.
В
настоящее время используются следующие устройства для облегчения пуска,
воздействующих на отдельные системы двигателя, температурное состояние его
деталей и эксплуатационных материалов, снижающие моменты сопротивления вращению
коленчатого вала, улучшают условия образования и воспламенения
топливо-воздушных смесей. Эффективность различных способов и устройств для
облегчения пуска зависит от типа двигателя, его конструктивных особенностей и
условий эксплуатации.
По
назначению устройства для облегчения пуска двигателя подразделяются:
1.
Для подогрева воздуха и топлива во впускном коллекторе и камере сгорания это
калильные свечи (свечи накаливания), электрофакельные подогреватели, электрические
подогреватели впускного коллектора. Целью таких устройств является подогрев
камеры сгорания, либо поступающего в нее топлива или воздуха. При температуре
ниже +5 градусов дизельное топливо плохо испаряется и не образуется
топливо-воздушная смесь, способная к самовоспламенению у дизельных двигателей.
У карбюраторных двигателей производится подогрев впускного коллектора,
улучшающий карбюрацию. Свечи накаливания устанавливаются в головку блока
цилиндров. Предназначаются для прогрева камеры сгорания двигателя и поступающей
в нее топливо-воздушной смеси. Нагревательный элемент (спираль), располагается
в камере сгорания на границе струи распыляемой топливной смеси. Свечи
накаливания работают не только при пуске двигателя, но и при его работе.
Дополнительное накаливание после запуска двигателя оказывает влияние на
уменьшение количества дыма, загрязняющего атмосферу. Современные свечи
накаливания имеют следующую конструкцию: в корпус вмонтирована спираль,
пространство между ними заполнено теплопроводным нагревателем; с одной стороны
спираль соединена с контактным выводом, через плато со схемой датчика давления
и диафрагмой датчика давления; с другой спираль выступает из корпуса, в этом
месте имеется уплотнитель. Свеча накаливания монтируется в специальное отверстие
в головке блока цилиндров.
В
бензиновых двигателях и дизельных двигателях с неразделенными камерами
сгорания свечи накаливания устанавливают во впускной коллектор для подогрева
воздуха. Эти свечи имеют более простую конструкцию (нет плато и диафрагмы
датчика давления). Для нагрева воздуха во впускных коллекторах могут
использоваться нагревательные решетки.
Разновидностью
подогрева воздуха во впускном коллекторе является электрофакельный подогрев.
Электрофакельное устройство служит для облегчения пуска двигателя путем
подогрева воздуха, поступающего в цилиндры двигателя факелом пламени.
Устройство состоит из двух электрофакельных свечей, электромагнитного
топливного клапана, реле включения свечей, термореле с резистором, реле
отключения обмотки генератора, кнопки включения и контрольной лампы.
Электрофакельные свечи установлены во впускном коллекторе двигателя К свечам
подводится топливо из магистрали низкого давления системы питания двигателя. В
свече имеется нагревательный элемент (спираль), при подаче напряжения он
нагревается, что приводит к испарению и возгоранию топлива в виде факела у
выхода из свечи. Дозирование топлива, его испарение, смешивание с воздухом,
воспламенение и сгорание происходит в электрофакельной свече. Топливо через
фильтр дозируется жиклером, поступает по кольцевой полости между вставкой и
нагревателем; для улучшения испарения топлива в нижней части свечи имеется
испарительная сетка. Электромагнитный клапан служит для подачи топлива при
включении устройства. Реле включения вместе с резистором обеспечивает
предварительный нагрев свечей перед началом пуска двигателя и включения
электромагнитного клапана. Реле выполнено в виде контактов из биметаллической
пластины, которые при нагревании замыкаются. Резистор предназначен для уменьшения
силы тока при нагреве факельной свечи и замыкается при включении стартера. Реле
отключения обмотки возбуждения генератора отключает его, для предохранения
свечей от напряжения, вырабатываемого генератором.
2.
Жидкостные подогреватели, в которых нагрев охлаждающей жидкости происходит от
электрического нагревательного элемента или тепловой энергии, получаемой при
сгорании топлива в котле предпускового подогревателя. В этом случае охлаждающая
жидкость не отводит тепло, а осуществляет подогрев деталей кривошипно-шатунного
и газораспределительного механизмов.
Электрические
подогреватели подключаются к сети переменного тока напряжением 220В. Принцип
работы обогревателя основан на нагреве охлаждающей жидкости с помощью
электронагревательного элемента. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит за
счет того, что нагретая жидкость поднимается в верхнюю часть рубашки
охлаждения, а холодная опускается вниз. Подогреватели такого принципа работы
устанавливаются в самую низшую точку системы охлаждения. При наличии
встроенного водяного насоса, подогреватель можно устанавливать в любом месте и
прогрев будет более эффективным. Электрический нагревательный элемент
выбирается в зависимости от марки двигателя (500-3000Вт) и расположен в
герметичном теплообменнике, который монтируется в технологические отверстия
рубашки охлаждения или соединяется с ней с помощью патрубков. Такие
обогреватели могут комплектоваться электронным блоком управления, блоком
подзарядки аккумуляторных батарей, тепловентилятором отопления салона.
Рассмотрим принцип действия автономного жидкостного подогревателя. После
запуска подогревателя с помощью органа управления топливный насос подогревателя
подает топливо в камеру сгорания подогревателя. В камере топливо смешивается с
воздухом и воспламеняется свечей зажигания. В результате сгорания топлива образуется
тепло, которое передается через стенки теплообменника охлаждающей жидкости
автомобиля. Насос подогревателя прокачивает охлаждающую жидкость по малому
контуру системы охлаждения. Автономный жидкостный подогреватель состоит из:
-электронного
блока управления (регулирует температуру, подачу топлива, воздуха и
т.д.)
-топливного
насоса с топливопроводом, воздушного нагнетателя (подает воздух в камеру
сгорания)
-котла (включает камеру сгорания и теплообменник)
-циркуляционного
насоса (прокачивает охлаждающую жидкость)
-реле
(включает вентилятор штатной «печки» для обогрева кабины или салона).
Автономный
жидкостный подогреватель может иметь орган управления подогревателем (таймер,
пульт дистанционного управления, GSM модуль для запуска по телефону).
3.
Подогрев моторного масла электронагревателями и горячим воздухом (электрическими
тепловентиляторами). Как говорилось выше калориферные установки, для обогрева
нескольких автомобилей практически не применяются. Предназначается для
снижения вязкости моторного масла при низких температурах, снижает момент
сопротивления вращению коленчатого вала, силу трения поршневой группы и
газораспределительного механизма, улучшения работы системы смазки двигателя. Электрические тепловентиляторы (тепловые пушки) применяются так
же и для подогрева топлива, аккумулятора, впускного коллектора, привода
тормозов и других частей автомобиля.
Подогрев
моторного масла электронагревателями можно осуществлять, как установкой нагревательных
элементов в поддон картера двигателя, так и использованием шнуровых
подогревателей. Шнуровые электронагреватели опускаются в поддон картера через
отверстие, предназначенное для щупа измерения уровня масла. В настоящее время
выпускается большое количество нагревательных элементов, которые работают, как
от внешнего источника энергии, так и от аккумулятора автомобиля. Большинство из
них имеют терморегулятор или термореле, чтобы не допустить закипания моторного
масла в поддоне картера двигателя.
4.
Подогрева топлива в топливном баке и фильтрах тонкой очистки топлива.
Нагреватели состоят из корпуса и встроенного в него полупроводникового
нагревательного элемента. Питание производится от электрических источников
автомобиля (аккумулятор, а после пуска двигателя генератор). Устанавливаются на
дизельных автомобилях для обеспечения необходимой пропускной способности
фильтров тонкой очистки за счет снижения вязкости и растворения парафинов
дизельного топлива.
5.
Подогрева аккумуляторной батареи. При низких температурах снижается емкость
аккумулятора, так как возрастает вязкость электролита и увеличивается его
электрическое сопротивление прохождению электрического тока, а так же
затруднено перемещение, необходимое для проникновения свежего электролита в
поры активной массы электродов. Особенностью такого аккумулятора является
наличие специальных карманов в стенке каждого аккумулятора. В них
устанавливается по одному нагревательному элементу, состоящему из вискозного
шнура с графитом, помещенного в футляр из кислотостойкого материала. Электролит
поступает в карманы из внутренней полости каждого аккумулятора. Питание
производится от пуско-зарядного устройства или другой аккумуляторной батареи.
6.
Применение пусковых или пуско-зарядных устройств. Пуско-зарядные устройства
выполняют роль аккумулятора во время пуска двигателя. Это трансформатор,
работающий от внешнего источника энергии, параметры которого выбираются в
зависимости от параметров аккумуляторной батареи. Могут использоваться в
качестве зарядного устройства аккумуляторов.
7.
Устройства для подачи легко воспламеняющихся жидкостей. Основным компонентом
пусковых жидкостей является этиловый эфир. У него низкая температура
самовоспламенения, высокое давление насыщенных паров и широкие пределы
воспламеняемости. При пуске холодного двигателя повышается теплоотдача стенкам
цилиндра двигателя и головке блока, а так же сам воздух и топливо имеют более
низкую температуру в конце такта сжатия топливо-воздушная смесь не обладает
достаточной температурой и плохо смешивается. Добавление в топливо-воздушную
смесь эфира позволяет ей хорошо воспламеняться. Для снижения износа трущихся
деталей в состав пусковых жидкостей входят масла содержащие противоизносные и
противозадирные присадки. Для подготовки основного топлива к возгоранию в
состав пусковых жидкостей входит изопропилнитрат и смесь низкокипящих
углеводородов, у которых температура воспламенения выше, чем у этилового эфира
но ниже, чем у основного топлива. Выпускается в виде аэрозолей, вытесняющим
элементом у которых служит двуокись углерода. Поступление в камеру сгорания
осуществляется путем распыления через воздушный фильтр во впускной коллектор газораспределительного
механизма. В состав пусковых жидкостей для бензиновых двигателей входит:
-этиловый
эфир 45-60%
-изопропилнитрат
1-5%
-смесь
низкокипящих углеводородов 33-55%
-
масло 2%
Для
дизельных
-этиловый
эфир 58-62%
-изопропилнитрат
13-17%
-смесь
низкокипящих углеводородов 13-17%
-
масло 8-12%
8.
Автозапуска автомобиля. Устанавливается на автомобилях имеющих электронную
систему управления двигателем. Предназначается для пуска двигателя без участия
водителя. Термодатчик настраивается на определенную температуру, при понижении
до которой производится запуск двигателя. После прогрева до запрограммированной
температуры двигатель автоматически отключается. Устройство автозапуска
контролирует давление моторного масла, обороты двигателя и напряжение в
бортовой сети автомобиля.
9.
Комплексные предпусковые подогреватели. Некоторые автомобили оборудуются
несколькими устройствами для облегчения пуска двигателя. На ряду с предпусковым
подогревателем устанавливаются свечи накаливания, устройства для подогрева
фильтров тонкой очистки топлива и топлива в баке, а так же аккумуляторы имеют
электроподогрев.
В
заключении необходимо отметить, что все выше перечисленные способы подогрева
двигателя (за исключением указанном в пункте 3), необходимо применять при
использовании зимних, загущенных и всесезонных сортов моторного масла,
желательно синтетического происхождения.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.