Файл: Бакуревич Ю.Л. Эксплуатация автомобилей на Севере.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.06.2024

Просмотров: 94

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2 — стали 38ХА
1 — стали 45;
Рис. 5. Изменение ударной вязкости углеродистой ста­ ли от температуры:

вием низкой температуры и сильного ветра, легко проникает через щели и отверстия в кабину, кузов и в недостаточно защищенные механизмы.

ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ к о н с т р у к ц и о н н ы х

и э к с п л у а т а ц и о н н ы х м а т е ри а л о в

Низкие температуры воздуха, воздействуя на материалы дета­ лей, вызывают изменение их физических свойств. Например, при

температуре от

м и н у с

40—30° С и

ниже ударная вязкость угле­

родистых сталей

резко

уменьшается

(рис. 5). При температуре

минус 40° С и ниже детали, изготовленные из стали с присадками кремния и марганца (листы рессорные, пружины и др.), чугуна (головка цилиндров, кожух сцепления, картеры коробки передач и раздаточной коробки), становятся очень хрупкими.

Оловяяо-свинцовые припои при температуре минус 45° С и ниже разрушаются и превращаются в порошкообразную массу, отстаю­ щую от мест спая.

У вкладышей подшипников дизельных двигателей, залитых свинцовистой бронзой марки СБ-30, при температуре от минус 20° С и ниже из-за разности коэффициентов объемного расширения стального основания, слоя свинцовистой бронзы и головки шатуна, искажается кольцевая форма зазора, в результате чего зазор меж­ ду шейкой вала и вкладышем подшипника уменьшается почти вдвое.

Уменьшение зазора нарушает при пуске двигателя нормальную подачу масла к подшипникам, что приводит к местному повышен­ ному нагреву слоя свинцовистой бронзы, доходящему в некоторых случаях до +200—250° С, к разрушению рабочих поверхностей вкладыша подшипника, образованию кольцевых рисок и повышен­ ному износу шейки коленчатого вала.

Под воздействием низких температур детали, изготовленные из некоторых сортов резины, особенно в нерабочем состоянии, теряют эластичность, упругость, и на их по­ верхности образовываются трещи­ ны, а при воздействии более низких температур (минус 40° С и ниже)

наблюдается стеклование (подобие кристаллизации) резины (табл. 2), что вызывает повышенную хруп­ кость и их разрушение при работе под нагрузкой без предварительно­ го разогрева.

На автомобильных шинах и де­ -200 -150 -100 -50. 0+27і°С\ талях, изготовленных из резины и находящихся под нагрузкой, при стоянке автомобилей при низких температурах появляются остаточ­

ные деформации.


 

 

Т а б л и ц а 2

 

Температуры, °С, при которых изменяется

 

качество резины

Резина

 

 

 

Растрескивание

.Стеклование

СКБМ (морозостойкая)...............................

—68

От—70 до —75

С К В .....................................................................

—53

—58

С К Б .....................................................................

—42

—48

На рис. 6 приведены данные изменения механических свойств резины СКВ (для шин), изготовленной из натрий-бутадиенового каучука.

При потере шинами упругости ухудшается их сцепление с по­ верхностью дороги, в результате чего до разогрева шин возможно буксование ведущих колес даже на ровных участках укатанной снежной или обледенелой дороги. Для устранения остаточных де-

Относительное удлинение, %

Рис. 6. Изменение механических свойств резины СКВ, изготовленной из натрийбутадиенового каучука, под воздействием низких температур (по данным

И.В. Бородина и А. К. Никитина):

а— чистые смеси; б — смеси с улучшающими наполнителями

фармаций и возвращения резине первоначальных механических свойств необходим разогрев ее до температуры ие меньше чем + 10° С.

Отдельные детали, изготовленные из пластических масс, при низких температурах также разрушаются, образуя трещины, сколы и отставания от металлического каркаса.

При понижении температуры в значительной степени ухудша­ ются основные физические свойства бензина, дизельного топлива, различных сортов масел для двигателя, смазок, жидкостей для амортизаторов и т. д.

11

 

 

Топливо

 

 

С понижением темпе­

ратуры

 

увеличиваются

вязкость

и плотность бен­

зина, вследствие

чего

ухудшается

протекание

его

через

жиклеры

кар­

бюратора.

При

пониже­

нии температуры от

+40

до

минус

 

10° С

вязкость

■бензина

 

увеличивается

на

76%',

 

а

плотность —

на 6% (рис. 7). Распыл

бензина

в

смесительной

камере

карбюратора с

увеличением

поверхност­

ного натяжения

ухудша­

Рис. 7. Зависимость кинематической вязкости 1 ется.

 

 

 

 

 

и плотности 2 бензина от температуры

С понижением же тем­

пературы

 

от

4-30 до

ми­

нус 20° С коэффициент избытка воздуха при смесеобразовании воз­ растает на 18%. Минимальные температуры окружающего возду­ ха, при которых возможно нормальное смесеобразование при ус­ ловии полного испарения топлива, должны находиться в пределах + 1 минус 10°С для коэффициента избытка /С = (1—0,6).

Испаряемость бензина зависит в основном от давления насы­ щенных паров: чем ниже давление, тем слабее интенсивность испа­ рения. При понижении температуры окружающего воздуха проис­ ходит дальнейшее ухудшение испаряемости бензина, и при возрас­ тании коэффициента избытка воздуха К до 1,4 воспламенение рабочей смеси становится практически невозможным.

Пусковые качества бензина характеризуются температурой ис­ парения 10% его при перегонке, которая для автомобильных бен­ зинов А-66 и А-72 равна 79 и 70° С, что обеспечивает удовлетвори­ тельный пуск холодного двигателя при температурах не ниже минус 10—15° С, что недостаточно.

Учитывая действительные условия, надо использовать северный автомобильный бензин.

Чтобы избежать повышенных износов деталей двигателей, не­ допустимо зимой применять топливо с повышенным (свыше 0,2%) содержанием серы.

В сортах топлива, полученных из нефти с повышенным содер­ жанием серы, при сгорании образуется конденсат влаги, содержа­ щейся в продуктах сгорания, который соединяется с окислами серы и образует агрессивную кислоту, воздействующую на рабочие по­ верхности деталей и вызывающую повышенный их износ. Установ­ лено, что низкокипящие углеводороды при низких температурах

12


влияют на пусковые

качества

 

бензинов

и образование

паро­

 

вых

пробок при

положитель­

 

ных температурах окружающе­

 

го воздуха.

 

 

 

 

 

 

У северных сортов бензина,

 

обеспечивающих

 

надежную

 

эксплуатацию

автомобилей в

 

условиях

низких

температур,

 

температура

начала

кипения

 

должна находиться в пределах

 

30—35° С, температура испаре­

 

ния

10%— в

пределах

45—

 

55° С и давление

насыщенных

 

паров — в пределах

от

600 до

 

700 м м рт. ст. Содержание се­

 

ры не должно превышать 0,1 %.

 

Как

показали

 

исследова­

 

ния,

применение

указанного

 

северного сорта

бензина при

Температ ура т оплива, °С ^

температуре наружного возду­

 

ха минус 30° С снижает

число

Рис. 8. Зависимость вязкости дизель­

пусковых

оборотов коленчато­

ного топлива 1 и керосина 2 от тем­

го

вала

двигателя

до

22—

пературы

25 об/мин, сокращает почти в

2 раза время пуска и обеспечивает устойчивую работу двигателя уже через 3—5 мин после пуска.

В результате исследований и опытной эксплуатации созданы оптимальные показатели качества бензина для северных районов, включенные в новый стандарт на автомобильные бензины ГОСТ 2084—67.

При применении северного сорта бензина летом при темпера­ туре наружного воздуха порядка +35° С образования паровых пробок-не происходит. Поэтому бензинв северных районах страны может использоваться как единый всесоюзный *.

Вязкость дизельного топлива, особенно летних сортов, под воз­ действием низких температур от минус 18 до минус 20° С увеличи­ вается, в результате ухудшается прокачиваемость его через приборы питания, что приводит к нарушению процессов смесеобра­ зования и сгорания в цилиндрах двигателя. При дальнейшем по­ нижении температуры топливо из-за выпадения парафинистых отложений полностью утрачивает подвижность и текучесть. Харак­ тер изменения вязкости дизельного топлива и керосина приведен на рис. 8.

При значительном понижении температуры поступающего в ци­ линдры двигателя дизельного топлива запаздывает момент его са-

1 Гу р ее в А. и др. Бензин для северных районов. — «Автомобильный транспорт», 1968, № 3.

13


мовоопламенения. При попадании в цилиндры дизельного топлива и воздуха, охлажденных до минус 30° С и ниже, момент воспла­ менения настолько опаздывает, что топливо в цилиндрах не успе­ вает воспламениться и выбрасывается через выпускные клапаны в атмосферу. Поэтому топливо необходимо предварительно нагре­ вать до температуры 30—40° С.

Таблица 3

Основные показатели

Северный

ДА

А

сорт ДСА

Цетановое число (не менее) . . . .

50

Фракционный состав:

 

 

 

10% перегоняется при температу-

213°

ре, ° С ..........................................

 

 

50% перегоняется при температу-

251°

ре, ° С ..........................................

 

 

90% перегоняется при температу-

309°

ре, ° С ..........................................

 

 

96% перегоняется при температу-

340°

ре, ° С ..........................................

 

 

Вязкость при 20° С, с с

т

°С.......................... . . .

3,80

Температура

застывания,

Ниже минус 60

Температура

вспышки

в

закрытом

Выше т50

тигле, °С

(не н и ж е ) .......................

 

 

Содержание

серы, % .......................

 

 

0,1

40

255° сосооо

2,5—4 —60

35

0,2

45

240°

330°

1,5—2,5

—55

30

0,4

Из последних образцов топлива для дизелей следует указать на дизельное топливо ДСА для эксплуатации быстроходных дизе­ лей в условиях низких температур, которое успешно опробовано в условиях Севера. По сравнению со стандартными топливами марки ДА (ГОСТ 4749—49) и марки А (ГОСТ 305—62) оно имеет улучшенные показатели, приведенные в табл. 3.

Следует заметить, что расход топлива при пуске холодного двигателя и последующем прогреве его при оборотах холостого хода

 

с понижением

температуры уве­

 

личивается. Так, для пуска и ра­

 

зогрева

до

60°С

двигателя

 

ЗИЛ-120 при температуре

окру­

 

жающего

воздуха

минус

20—

 

—25° С требуется 3 л

бензина, а

 

при

температуре

минус

30-—

 

—35° С — до 5 л.

 

для

облег­

 

Не рекомендуется

 

чения

пуска

дизеля

добавлять

Температурапасла,°С

бензин в дизельное топливо. Это

 

снижает

вязкость,

но

повышает

Рис 9 Зависимость вязкости масел

температуру

самовоспламенения

для двигателей от температуры:

смеси. В результате пуск затруд­

I — МК-22; 2 - АК-Ю; 3 — АС-5; 4 — АКЗп-6

няется еще больше.

 

 

 


Масла

С понижением температуры вязкость масел для двигателей (рис. 9) и трансмиссионных масел повышается, что ухудшает их текучесть и прокачиваемость. В результате количество прокачивае­ мого масла уменьшается, резко снижаются смазывающие качества, приводящие к появлению полусухого и сухого трения. При охлаж­ дении масел для двигателей до —30° С и ниже из-за резко воз­ растающей вязкости зачастую невозможно без подогрева пустить двигатель.

При понижении температуры масла МТ-І6п от +50 до 0°С вязкость его увеличивается в 49 раз, а от +50 до —20° С —почти

в775 раз.

Сповышением вязкости масла при пуске двигателя, особенно дизельного, за счет трения в подшипниках и между поршнем и ци­ линдром увеличивается сопротивление прокручивания коленчатого вала (рис. 10), вследствие чего снижается скорость его вращения (пусковые обороты), вызывая этим уменьшение наполнения ци­ линдров, давления и температуры воздуха в цилиндрах в конце такта сжатия. Потери воздуха из цилиндров двигателя ЯАЗ-204 при скорости вращения коленчатого вала 50—70 JMUH составля­ ют 5—17% от общего количества, поступившего в цилиндры.

Зависимость момента сопротивления и скорости вращения ко­ ленчатого вала двигателя ГАЗ-51 от вязкости масла приведена на рис. II.

Увеличение вязкости снижает прокачиваемость масла в системе смазки (рис. 12). При динамической вязкости масла более 100 пз масляный насос при пуске двига­ теля не обеспечивает подачу не­ обходимого количества масла для смазки его деталей. Установлен­ ная закономерность между ско­ ростью вращения вала насоса и

Температура масла. °С

 

т

 

Рис. 10. Зависимость скорости враще­

Рис. 11. Зависимость момента сопро­

ния коленчатого вала (при работе

тивления 1 и скорости

2 вращения

стартера) от температуры масла в

коленчатого вала двигателя от дина­

картере двигателя

мической вязкости

масла

15