Файл: Лосавио Г.С. Эксплуатация автомобилей при низких температурах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

t,c

60,

50

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щ

 

\

к

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

\

 

 

1-

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

к

 

 

 

 

i.'— —.с И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

"

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»

/

i

i

г

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-20

 

1

*

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

32.

Изменение

теплового

 

состоя­

Рлс. аз . Изменение теплового

состояния

ния

автомобиля ЗИЛ-іІвО

пр«

подво­

автомобиля З'ИЛ-'.ЗО при совмещенном

де іго.ріячего

воздуха на

радиатор (си­

одновременном

подводе

горячего

возду­

ха с расходом 4 ООО м31ч:

 

 

 

 

стема охлаждени я

заполнена):

 

 

 

 

 

 

I — подводимый

горячий

воздух;

2 — воздух

/ — вода

в рубашке

блока

двигателя; 2 —

под капотом; 3 — нижний

патрубок радиатора;

воздух у

воздушного

фильтра;

3 — вода в

4 передний коренной подшипник;

5—головка

нижнем

бачке радиатора;

4 — масло в кар­

блока;

(Г — з а д н и й коренной

подшипник;

7 —

тере;

5 ^ - в о з д у х в кабине;

6 — наружный

масло в картере

двигателя;

8—масло

в з а д ­

воздух

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нем мосту;

9 — масло в коробке передач;

10 —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электролит

в аккумуляторной

батарее;

/ / — на­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ружный

воздух

 

 

 

 

 

 

туре подводимого воздуха около 100°С расход может быть снижен до 300 м3/ч.

Аналогичный вариант подвода горячего воздуха, его температу­

ру и расход можно рекомендовать и для подогрева автобусов ти­

па ПАЗ и ЛиАЗ с карбюраторными

двигателями. Для подогрева

автобусов ЛАЗ следует применять вариант нижнего подвода горя­

чего воздуха, так как примененный

в автобусах данного

типа вы­

нос радиатора системы охлаждения

в отдельный отсек

затрудня­

ет создание рационально

направленных

воздушных потоков и сам

радиатор в этом случае

уже не удается

использовать в

качестве

эффективного теплообменника.

 

 

 

В целом же следует отметить, что, несмотря на некоторое тер­

модинамическое преимущество лобового подвода воздуха, более универсальным, менее сложным и более надежным в эксплуатации

является вариант нижнего подвода,

особенно для

двигателей с

большой массой. В последнем случае

исключаются

операции

по

присоединению воздухораздаточного

рукава, при

 

невыполнении

которых -{по ошибке)

возможно

размораживание

двигателя.

 

Следует также иметь в виду,

что в случае, неполного заполне­

ния системы

охлаждения двигателей

жидкостью

нарушается

ее

[циркуляция

и резко снижается тепловое состояние двигателя, т. е.

і падает эффективность

подогрева

двигателя горячим

воздухом. По-

;,6*

 

 

 

 

 

Ш

 

I

 

 

 

 

 

 

 


этому подтекание жидкости из систем охлаждения двигателей должно быть полностью исключено.

Анализ опыта эксплуатации установок для подогрева автомо­ билей горячим воздухом показывает, что нередко поддерживают слишком высокий температурный режим подогрева (до 60—70°С) в течение всей межсменной стоянки автомобиля. Это не только не­ экономично (излишний расход тепла), но и вредно; так как воз­ растают пусковые износы двигателя. Дело в том, что при темпе­ ратурах выше 30°С горячее масло в процессе длительного подо­ грева стекает с трущихся поверхностей, что приводит к непосред­ ственному контакту трущихся пар. В результате при пуске двига­ теля возможны задиры рабочих поверхностей и значительное уве­ личение их износа. Поэтому НИИАТ рекомендует в своих требо­ ваниях к средствам подогрева поддерживать температуру блока цилиндров двигателя на уровне 25—30°С.

Тепловое состояние двигателей в зависимости от температуры окружающей среды можно в определенных пределах регулировать изменением количества расходуемого на подогрев горячего возду­ ха или применением прерывистого (пульсирующего) процесса по­

догрева.

Однако

увеличение количества подводимого воздуха (при

данных

сечениях

воздуховодов) не всегда

дает

нужный

аффект.

Иногда

увеличение

скорости нагнетания

горячего воздуха

приво­

дит к бесцельному

его расходованию, так

как

быстро проходящий

поток воздуха не успевает отдать двигателю содержащееся в нем тепло.

Челябинский политехнический институт провел исследование эффективности использования горячего воздуха при совмещенном

его подводе

(снизу на

двигатель и

на радиатор) для

разогрева

и подогрева

одиночного

автомобиля

ЗИЛ-130 (рис. 33)

при темпе­

ратурах наружного воздуха —50°С. Эти условия характерны для содержания автомобилей на Крайнем Севере. Как видно, такой вариант подвода горячего воздуха обеспечивает удовлетворитель­ ное тепловое состояние всех агрегатов автомобиля в суровых зим­ них условиях. Однако достигается это при чрезмерно большом расходе горячего воздуха (1300 м3на один автомобиль вместо 300—400 мгІч\. Трудно ожидать, чтобы котельная автотранспорт­ ного предприятия в условиях Севера могла справиться с такой за­ дачей, не говоря уже об экономической стороне вопроса.

Следует иметь в виду, что в суровых климатических условиях Севера приходится принимать меры разогрева не только двигате­ лей, но и всех остальных агрегатов автомобиля. Без этого автомо­ биль не может тронуться с места и начать работу даже при до­ статочно интенсивном разогреве двигателя. Для решения задачи были устроены специальные отводки, направляющие часть потока горячего воздуха на каждый из агрегатов. Однако такая схема чрезвычайно усложняет и удорожает конструкцию установки, за­ трудняет постановку автомобилей на стоянку. Кроме того, уста­ новка лишается универсальности, так как для каждой модели

84


автомобиля потребуется отдельная конструкция системы воздухо­ водов и отводок.

Подогрев грузовых автомобилей горячим воздухом обеспечить сравнительно несложно. Несколько сложнее организовать подо­ грев автобусов, так как в этом случае целесообразен одновремен­ ный подогрев и пассажирского помещения.

В 1-м автобусном парке г. Челябинска были построены и ис­ пытаны две системы подогрева автобусов: с подземным воздухово­ дом и подачей воздуха снизу на двигатель для автобуса ЛАЗ-695 и : надземным воздуховодом и подачей воздуха на нижнюю часть радиатора для ЛиАЗ-158В. Оказалось, что при температуре на­ ружного воздуха —21°С и температуре подводимого для подогре­ ва воздуха 60—80°С с расходом 300 м3двигатель автобуса ЛиАЗ-158В сохраняет в течение межсменной стоянки устойчивое тепловое состояние. В процессе эксперимента температура охлаж­ дающей жидкости в головке блока поддерживалась в пределах 4*8—55°С, в нижнем патрубке радиатора 30—33°С. Лишь темпера­ тура масла в картере была отрицательной —3°С'

Подпор горячего воздуха в подкапотном пространстве способ­ ствует проникновению его в кабину и салон автобуса. Температу­ ра в кабине сохранялась на уровне 15°С, в передней части салона

5°С и лишь в задней части салона

температура упала

до —6°С.

Анализ

эксплуатации

установок

для подогрева

автобусов

ЛиАЗ-158В показал, что для поддержания их нормального тепло­

вого состояния в межсменное время требуется подвод

воздуха

с

расходом

около

300 м3

при его

температуре

около

100°С

или

400 м3

при температуре

70—80°С.

 

 

 

Испытания и

эксплуатация

системы подогрева

автобусов

ЛАЗ-695

с подводом воздуха снизу показали,

что для

поддержа­

ния их нормального теплового состояния требуется расход горяче­ го воздуха порядка 500 м3с температурой 60—80°С. При этом температура двигателя и масла в картере составляет соответствен­ но 28 и 23°С, а температура воздуха в передней части салона (про­ тивоположной от места подачи) 15°С и в задней части (у двига­ теля) 28°С.

В комплект установки для подогрева автобусов ЛАЗ-695 вхо­ дили водяные калориферы типа КФСО-11 с площадью нагревае­ мой поверхности 18 м (по четыре калорифера на ветвь из 12 авто­ бусов) . Расход горячей воды на один автобус составлял 0,3 м3/ч. Температура горячей воды на входе в калориферы не превышала НЭ°С, на выходе 60°С.

Таким образом можно заключить, что способ подогрева авто­ мобилей горячим воздухом имеет ряд существенных преимуществ. К ним относятся, например, возможность широкого теплового воз­ действия на весь автомобиль в целом, т. е. разогрева и подогрева не только двигателя, но и всех агрегатов, расположенных в отсеке двигателя, а также пассажирского салона и кабины водителя. Для нагрева воздуха можно использовать самые разнообразные виды

6-46*1

85


энергии (топлива). Использование воздуха в качестве теплоноси­ теля позволяет поддерживать тепловое состояние автомобильного подвижного состава любых типов и размеров, любых двигателей, в том числе и с воздушным охлаждением. Применение способа воздухоподогрева возможно как на основных территориях авто­ транспортных предприятий, так и на временных стоянках' (с по­ мощью огневых подогревателей и калориферов с надземными воз­ духоводами). Сравнительно легко обеспечиваются техника безо­ пасности и пожарная безопасность (за исключением установок с огневыми калориферами). •

Снижаются затраты труда и времени водителя как при подго­ товке двигателя к пуску, так и при обслуживании автомобиля. На­ ряду с указанными преимуществами способ подогрева автомоби­ лей горячим воздухом имеет ряд недостатков. В их числе—необхо­ димость капитальных работ, связанных с устройством подземных воздуховодов, что неудобно для действующего автохозяйства, име­ ющего асфальтированную площадку для стоянки автомобилей с уже проложенной подземной канализацией для других нужд; не­ обходимость приобретения дорогостоящего и дефицитного обору­ дования (калориферов, огневых подогревателей, вентиляторов и др.), не планируемого для автомобильного транспорта. Данный способ непригоден для использования при работе автомобилей с временным отрывом от базы (междугородные рейсы и др.). Экс­ плуатация установок с огневыми калориферами требует принятия специальных мер пожарной безопасности и, кроме того, происхо­ дит загазовывание окисью углерода отсека двигателя, кабины во­ дителя, салона автобуса.

Наличие на территории стоянки большого числа воздухораздаточных стояков, выступающих над уровнем площадки, затрудняет маневрирование автомобилей, особенно в ночных условиях. Доста­ точно сложно организовать и систему автоматической сигнализа­ ции в аварийных ситуациях. Практически трудно обеспечить подо­ грев трансмиссии автомобиля, что особенно нужно в суровых зим­ них условиях эксплуатации. Серьезные возражения вызывает и по­ стоянная установка на автомобиле воздухораспределительной рам­ ки, которая создает повышенный шум при движении и затрудняет обслуживание.

Кроме того, молено отметить неэкономичность использования групповой системы воздухоподогрева в .случаях неодновременного выхода автомобилей на линию и возвращения их на стоянку, а также при временном отсутствии на линии подогрева'не котор огочисла автомобилей (находящихся, например, в командировке, в ремонте, на обслуживании). Работа установки в режиме кратко­ временного (1—1,5'ч) предпускового разогрева холодных двигате­ лей (например, при небольших морозах) также не оправдывает затрат на ее оборудование. Следовательно, эксплуатация.группо­ вой системы подогрева автомобилей горячим воздухом в климати-

86


ческих зонах с температурами до минус 15—20°С, где работает основная масса автомобильного парка нашей страны, не может быть признана достаточно экономичной.

У С Т А Н О В К И С Г А З О В Ы М И Г О Р Е Л К А М И И Н Ф Р А К Р А С Н О Г О И З Л У Ч Е Н И Я Д Л Я П О Д О Г Р Е В А А В Т О М О Б И Л Е Й

Газовая беспламенная горелка (рис. 34) является источником инфракрасного излучения, которое нагревает предметы, не про­ пускающие эти лучи. Газ, подводимый по шлангу из .сети или бал­ лона к штуцеру 6, истекает из сопла форсунки 7 в газовоздушный смеситель 8. Лри этом с потоком газа в смеситель увлекается и воздух, необходимый для сгорания. Из газовоздушного смесителя газ и воздух поступают в распределительную камеру 10, где про­ исходит их окончательное смешивание.

Подготовленная газовоздушная смесь из распределительной ка­ меры выходит наружу через отверстия в керамической или много­

слойной металлической объемной сетке-излучателе 5

и

сгорает на

ее поверхности без видимого

пламени. Первоначальное воспламе­

нение газовоздушной смеси у

поверхности объемной

 

сетки осу­

ществляется от электрической спирали накаливания или факела запальника. При сгорании смеси объемная сетка нагревается до температуры 800—900° С и стано­ вится источником лучистой энер­ гии инфракрасной области спек­ тра электромагнитных -колеба­ ний.

Основное свойство инфра­ красных лучей—способность проникать івнутрь плотных тел на некоторую глубину и отдавать свое тепло. Воздух, пропускаю­ щий эти лучи, не нагревается, и поэтому нет потерь тепла, что повышает к. п. .д. горелки. При помощи инфракрасных лучей к нагреваемому телу, например х автомобилю, подводится около 50% тепловой энергия. Осталь­ ная часть тепла передается с продуктами сгорания.

Благодаря указанным свой­ ствам газовые горелки и были использованы для подогрева дви­ гателей. Технические характери­ стики наиболее распространен-

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2Ц

 

Технические

характеристики газовых

горелок инфракрасного

излучения

 

 

 

 

 

 

 

Тнпы

горелок

 

 

Показателоказатели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГИИВ - 1

Г И И В - 2

Г И И Б л

„Звездочка"

Тепловая

производитель­

 

 

 

 

ность,

ккал/ч:

 

 

 

2200-4010

4400--8000

2200-4000

1300-2400

•сжиженный

газ

 

.природный

»

 

 

2400-4500

4S00--9000

2400 - 4500

1500-2700

Р а с х о д газа,

м3/ч:

 

0 , 1 0 - 0 , I S

0,20- - 0,36

0 . 10 - 0 . 1 8

0,06 - 0,1 1

•сжиженный

газ

 

природный

»

 

 

0,28 - 0,5 3

0,56- - 1,06

0,28 - 0 . 5 3

0 , 1 8 - 0 , 3 2

Давление

газа,

мм

вод.

 

 

 

 

ст.:

 

 

 

 

 

150 -500

150- -500

150-500 -

120-400

сжиженный

газ

 

природный

»

 

 

70 - 25 0

70- -250

70 - 25 0

50 - 16 0

Ветроустойчивость,

м/сек:

3 , 0 - 5 , 0

3 . 0 - - 5, 5

сжиженным

газ

 

природный

»

 

 

3 , 5 - 5 , 5

3,0 - - 5, 5

1,0

•Вес,

кг

 

 

 

 

2.7

4 7

1,7

700 - 950

Температура

 

керамиче­

700 - 950

700- -950

700 - 950

ской поверхности,

°С

 

 

 

 

 

ных газовых горелок, применяемых для подогрева автомобилей, приведены в табл. 21. Установки с газовыми горелками инфракрас­ ного излучения, предназначенные для предпусковой или межсмен­ ной тепловой подготовки автомобилей к работе, выполняются ста­ ционарными и передвижными.

Стационарная установка с газовыми горелками инфракрасного излучения включает газорегуляторный пункт (ГРП) или газорегуляторный шкаф (ШРП), предназначенный для снижения давле­ ния газа до рабочего давления; общий подводящий газопровод с запорной арматурой; групповые отводы с общими отключающими пробковыми кранами и индивидуальными пробковыми кранами у каждой горелки; газовые горелки инфракрасного излучения типа ГИИВ-1, ГИИіВ-2 или «Звездочка», присоединенные к стационар­ ной газовой сети; резнно-тканевые рукава (шланги) для присоеди­ нения горелок к штуцерам стояков.

В стационарных

установках газовые горелки могут размещать­

ся под автомобилем на расстоянии 500—600 мм от передней

стен­

ки поддона картера

двигателя, под днищем теплообменника,

вклю­

ченного в нижний патрубок радиатора двигателя, под днищем мас­ ляного поддона картера двигателя, под коробкой передач и карте­ ром заднего моста, на расстоянии около 200 мм от них. В послед­ нем случае автомобили располагаются в ряд на специально отве­ денных для подогрева местах, но без строгой их фиксации. При расположении газовых горелок под автомобилем излучатели сле­ дует направлять под углом 45° в сторону блока двигателя и масля­ ного поддона картера для повышения эффективности их подогре-