Средства облегчения пуска двигателей

Конспект должен отображать назначение (системы или узла и т. д.) общее устройство, принцип действия, неисправности и методы их устранения.

15.05.2020. Тема:

Устройства для облегчения пуска холодного двигателя.

Конспект.

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ХОЛОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Общие сведения

Пуск двигателей в условиях низких температур затруднен в результате воздействия ряда факторов. Так например, при низких температурах ухудшаются характеристики электропусковой системы из-за ухудшения характеристик аккумуляторной батареи. Кроме того резко возрастает момент сопротивления вращения коленчатого вала двигателя при пуске. Это является следствием повышения вязкости масла при понижении температуры.

На пуск дизелей оказывает влияние и температура воздуха, поступающего в цилиндры. Холодный воздух при сжатии не нагревается до температуры, необходимой для воспламенения впрыскиваемого топлива.

Работы по обеспечению пуска двигателя при низких температурах ведутся по трем направлениям:

• • поддержание при низких температурах высоких характеристик электропусковой системы;
• • подогрев двигателя, обеспечивающий повышение температуры охлаждающей жидкости и масла;
• • подогрев воздуха во впускном трубопроводе дизеля.

Средства облегчения пуска двигателей

Для пуска как карбюраторных двигателей, так и дизелей при температуре окружающей среды -30 °С должны применяться устройства облегчения пуска холодного двигателя, а при температуре —40 °С и ниже — системы предпускового подогрева.

Наибольшее распространение получили устройства, облегчающие пуск дизелей. К ним относятся следующие устройства:

• • устройства, повышающие температуру в конце такта сжатия (свечи подогрева и электрофакельный подогрев впускного воздуха);
• • устройства, обеспечивающие калоризаторное воспламенение впрыснутого в цилиндры топлива (свечи накаливания);
• • устройства, осуществляющие подачу легковоспламеняющейся жидкости в цилиндры двигателя.

Для бензиновых двигателей применяют устройства впрыскивания легковоспламеняющейся жидкости, имеющей компоненты с низкой температурой самовоспламенения. Применение таких жидкостей облегчает воспламенение топлива и повышает эффективность его сгорания. Пусковая жидкость впрыскивается в трубопровод или патрубок воздушного фильтра.

Выпускаются и средства подогрева аккумуляторных батарей.

Электрическая система пуска сводится к обеспечению высокого напряжения питания стартера при пуске двигателя, которое достигается тремя способами:

• • утеплением аккумуляторной батареи;
• • применение предпусковой подзарядки аккумуляторной батареи;

• использование вспомогательных источников питания стартера при пуске.

Утепление аккумуляторной батареи осуществляется помещением ее в теплоизолированный контейнер с войлоком или стекловатой, при этом необходимо обеспечить отвод газа из отверстий пробок.

Предпусковая подзарядка аккумуляторной батареи рекомендуется при температуре электролита ниже —10 °С. Заключается она в зарядке аккумуляторной батареи током 0,9С₂₀ А в течение 10 мин. Предпусковая подзарядка позволяет резко повысить энергетические характеристики аккумуляторной батареи при низкой температуре электролита.

Вспомогательные источники питания стартера бывают двух типов. Автономные, например Э536, представляют собой тележку со смонтированными на ней аккумуляторными батареями, которые снабжены переключателем на номинальное напряжение 12 или 24 В. Такие источники питания требуют периодической подзарядки установленных на них аккумуляторных батарей. Преимуществом автономных источников питания является возможность их использования в полевых условиях и при отсутствии электрических цепей трехфазного тока.

Выпускаются также вспомогательные источники питания стартеров Э307 и Э312, питающиеся от трехфазной сети, которые представляют собой трехфазный трансформатор с выпрямителем, смонтированные на тележке. Установки Э307 и Э312 обеспечивают питание электропусковых систем с номинальным напряжением 12 и 24 В.

К внешней характеристике вспомогательных источников питания, представляющей зависимость напряжения U на выходе от тока нагрузки /, предъявляются определенные требования. Характеристика источника не должна быть выше характеристики, определяемой формулой U= 12-0,007/для электропусковых систем с номинальным напряжением 12 В и формулой U= 24 - 0,01/для электропусковых систем с номинальным напряжением 24 В. Указанное ограничение обусловлено тем, что при слишком большой мощности вспомогательного источника возможны поломки стартера.

Для подогрева двигателя применяются специальные устройства, которые устанавливаются на автомобиле. Для подогрева всасываемого в цилиндры двигателя воздуха применяются электрофакельные устройства, для подогрева охлаждающей жидкости — жидкостные подогреватели.

Свечи накаливания применяются для облегчения пуска дизелей. Они бывают с открытой спиралью и со спиралью, расположенной внутри защитного кожуха (штифтовые свечи) (рис. 12.1).

Свечу накаливания с открытым нагревательным элементом устанавливают в камере сгорания таким образом, чтобы струи рас- пыливаемого топлива не касались спирали. Попадание частиц топлива на спираль хотя и улучшает процесс воспламенения топлива, но резко сокращает срок службы свечи. Штифтовые свечи накаливания устанавливаются таким образом, чтобы конус струй распыляемого топлива касался конца ее кожуха.

Свечи накаливания с закрытой спиралью обладают большим сроком службы и меньшими габаритными размерами. Они выпускаются однопроводными (один конец спирали на «массе») и соединяются между собой параллельно. Свечи накаливания с открытой спиралью выпускаются двухполюсными (оба конца спирали изолированы от корпуса). Время нагрева свечи накаливания до пуска дизеля 30—60 с, сила потребляемого тока 40—50 А.

Лучший теплоотвод от спирали 1 (рис. 12.1, б) обеспечивается при использовании фланцевых свечей накаливания, которые устанавливают в разъемах впускного трубопровода, что приводит к большому разнообразию их конструкций, но усложняет конструкцию трубопровода.

Рис. 12.1. Свечи накаливания: а — с открытой спиралью; б —фланцевая; в и г — с закрытой спиралью (штифтовые); д — устройство штифтовой свечи; 1 — спираль накаливания; 2 — стержень; 3 — уплотнительная шайба; 4 — корпус; 5 — изоляционная шайба; 6 — контактная гайка; 7 — изоляционная втулка; 8 — кожух

Вследствие подогрева воздуха во впускном трубопроводе свечой накаливания СН-150 на 20—35 °С увеличивается температура в цилиндре в конце такта сжатия, в результате чего на 5—10 °С снижается минимальная температура пуска двигателя. Из-за потери теплоты при большой длине трубопровода снижается эффективность работы свечей накаливания в условиях низких температур. Поэтому их используют на дизелях с малыми рабочими объемами, пуск которых должен обеспечиваться до температуры окружающей среды минус 12 — минус 17 °С.

Во время пуска двигателя спираль свечи накаливания нагревается до температуры 900—1050 °С. Свечи накаливания остаются под напряжением (от 1,2 до 1,7 В). После начала самостоятельной работы двигателя свечи накаливания должны быть отключены.

Свечи накаливания для подогрева воздуха устанавливаются во впускном коллекторе двигателя и подогревают всасываемый воздух. Относительно невысокая мощность свечей накаливания для подогрева (400—1000 Вт) ограничивает их применение на дизелях с рабочим объемом до 5 л.

Для обеспечения пуска дизелей с большим рабочим объемом вместо свечей накаливания и подогрева применяют электрофакель- ные подогреватели воздуха и электрофакельные штифтовые свечи. Перед пуском дизеля сначала включается спираль накаливания. После ее нагрева подается напряжение на катушку электромагнитного клапана, в результате чего клапан открывается и топливо подается на раскаленную спираль, испаряется и перемешивается с поступающим воздухом. Топливовоздушная смесь воспламеняется и образуется пламя, нагревающее поступающий в цилиндры воздух. После пуска двигателя подогреватель выключают. Топливный клапан под действием пружины перекрывает подачу топлива, и горение прекращается.

Применение такого подогревателя позволяет снизить предельную температуру пуска холодного двигателя на 10—15 °С.

Применение рассмотренных средств облегчения пуска в сочетании с использованием маловязких масел, зимних сортов топлива, аккумуляторных батарей с улучшенными стартерными характеристиками обеспечивает пуск холодных двигателей при температурах до -30 °С.

Пуск двигателя при более низких температурах можно осуществлять с использованием предпускового подогрева. При этом подогревается картерное масло, в результате чего снижается его вязкость и обеспечивается прокачиваемость масла по системе смазки, вследствие чего уменьшается момент сопротивления и возрастает частота вращения коленчатого вала при пуске двигателя.

Выпускается много различных предпусковых подогревателей, которые работают на том же топливе, что и двигатель. Время подготовки двигателя к принятию нагрузки (разогрев, пуск и прогрев в режиме холостого хода) с применением предпускового подогревателя и подогрева аккумуляторной батареи при температуре 60 °С не должно превышать 45 мин.