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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 0

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

Увеличение вязкости масла снижает

количественную его подачу

к трущимся деталям. Холодное масло

с высокой вязкостью в те­

чение некоторого времени после пуска

(до 2—3 мин) .вообще не

поступает к поверхностям тренмя.

 

Особенно велико время задержки подачи масла к трущимся поверхностям цилиндро-порлшевой группы двигателя, которые смазываются разбрызгиванием. Известно, что смазка разбрызги­ ванием возможна только после достаточного разогрева двигателя й масла.

При прочих равных условиях снижение температуры пуска ди­ зельного двигателя от 15 до —15°С приводит к уменьшению коли­ чества прокачиваемого масла в 5—6 раз, а повышение вязкости масла от 100 до 500 п при пуске карбюраторного двигателя вызы­

вает уменьшение

количества подаваемого

масла в 8 раз. Кроме то­

го, возрастающая вязкость

масла при снижении температуры .влия­

ет на увеличение

момента

сопротивления

проворачиванию коленча­

того вала двигателя.

 

 

Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости вращения вала при пуске, что затрудняет или вообще делает невозможным

пуск двигателя.

Рис.

Вязкостно-температурные кривые

масел

для

карбюраторных (а)

и

ди ­

зельных

(б) двигателей:

 

 

 

 

 

 

/ — АС - 10:

2 — АС - 6:

3 — АКЗп - 10; 4 АКЗп-6;

5 — АСЗп-6;

fi—масло

Д - 8 бакинское

с к о м ­

позицией присадок

ЦНХП; 7 — м а с л о ДС - 8 восточное

с композицией

присадок

В Н И И НП

12


 

 

 

 

 

 

 

M,

 

 

 

Ряс. 2. Зависимость

момента

сопро- к

^ м

 

 

 

давления

проворачиванию

вала

дви­

 

 

 

 

гателя Уірал-3і76 от температуры

мас­

ѵ^лр \\-

 

 

ла:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ °

V -

/ — м а с л о

АС-8;

2 — АСЗп - 10;

3 АСЗп-6

i/ß

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V \

V3-

Как

видно

из рис. 2, при

 

V

\

\

 

 

 

 

использовании

всесезонного SO % \ \\ \\

масла АСЗп-10

момент

сопро­

> \

\

А

\ 1

тивления

проворачиванию

ва­

 

ла двигателя Урал-376 со ско­

 

 

 

Ni

ростью

50

и 100 об/мин

при

20

 

 

 

предельной

температуре

пус­

 

 

 

ка —25°С

составляет

соответ­

 

 

 

 

ственно 37 il 45 кГм. На

менее

 

 

 

 

вязком северном масле АСЗп-6

10

 

 

 

момент сопротивления не пре-

-jg

-20

 

-/О

вышает

 

соответственно

18' и

 

 

 

 

22 кГм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для обеспечения условий пуска холодных двигателей .вязкость

зимних масел при температурах

минус 30°С должна быть не более

2500 ест для карбюраторных и не более

3000 ест для дизельных

двигателей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У Х У Д Ш Е Н И Е П Р О Ц Е С С А В О С П Л А М Е Н Е Н И Я В Ц И Л И Н Д Р А Х Д В И Г А Т Е Л Е Й

Процесс питания двигателей и воспламенения .топливо-воздуш­ ных смесей зависит как -от свойств топлив (особенно низкотемпера­ турных), так и от пусковых скоростей вращения коленчатого .вала. Оба эти параметра заметно вл.ияют на процессы смесеобразования, существенно различающиеся в карбюраторных и дизельных двига­ телях.

Топливо для дизельных двигателей. Условия смесеобразования в дизельном двигателе более сложные и менее благоприятные, чем в карбюраторном. Важнейшими факторами, определяющими ка­

чество процесса смесеобразования в дизельном

двигателе,

являют­

ся температура .и плотность воздуха в камере

сгорания,

качество

расныливания топлива при впрыске.

 

 

Зимнее дизельное топливо прежде всего характеризуется тем­ пературой его самовоспламенения, температурой выкипания (ис­ паряемостью) и вязкостью. Чем ниже (в определенных пределах) абсолютные значения параметров, определяющих указанные пока­ затели топлива, тем оно больше соответствует условиям работы автомобиля при низких температурах.

1*


t°c

Рис. 3.

Зависимость

температуры

конца

сжатия

топливного

з а р я д а

/°С

от

пус­

ковых

оборотов

вала дизельного

двига­

теля ЧГГ6 при

различных

температурах

воздуха

(іпо даяньш

H . Сметнева) :

 

/ — при

20°С; 2 — п р и

0°С; 3

при — 10"С;

4 —

при —20°С

Ухудшение работы дизельного двигателя при низкой темпера­ туре воздуха, поступающего в цилиндры, объясняется резким охлаждением камеры сгорания. Кроме того, .воздух при сжатии на­ гревается недостаточно и его температура не достигает необходи­ мого значения. В результате топливо воспламеняется с большим запозданием и к моменту .воспламенения оно в большом количест­ ве накапливается в камере сгорания. Это сопровождается высокой скоростью нарастания давления и неполным сгоранием топлива, в результате чего показатели рабочего процесса дизельного двигате­ ля заметно ухудшаются.

Пуск дизельного двигателя зависит в значительной степени от давления и температуры топливного заряда в конце такта сжатия, которые, в свою очередь, определяются скоростью вращения вала двигателя (рис. 3). Эксперименты показали, что при температуре наружного воздуха —20°С (кривая 4) температура заряда сни­ жается до 220-н280°С при пусковых скоростях вращения вала 100—150 об/мин. При снижении температуры в цилиндре ниже 300—350°С дизельное топливо не .воспламеняется и пуск двигателя становится невозможным.

Температура самовоспламенения топлива оказывает влияние на величину периода задержки .воспламенения и зависит от скорости

химической реакции окисления

частиц топлива и от интенсивно­

сти теплообмена

между топливом

и воздухом. Более короткий пе­

риод задержки

воспламенения

(т.

е. хорошая .воспламеняемость)

присущ тем типам топлива, которые термически менее устойчивы и склонны к образованию перекисей. Входящие в состав дизельного топлива углеводороды с кольцевой структурой, в том числе .нафтены и ароматаіки, отличаются большой стойкостью внутримолеку­ лярных связей и менее склонны к образованию перекисей. Пара­ финовые же углеводороды обладают меньшей стойкостью моле­ кул, легче поддаются расщеплению, более склонны к образованию перекисей и поэтому способность их к воспламенению выше, чем у нафтенов и ароматиков.

Таким образом, химическая структура топлива существенно влияет на продолжительность периода запаздывания воспламене­ ния. Увеличение количества парафинов в топливе уменьшает, а

14


увеличение нафтенob и ароматиков увеличивает период задержки воспламенения. Однако в ряде нормальных парафиновых углево­ дородов одновременно с увеличением длины цепи (и возрастанием цетановых чисел) повышаются температуры застывания, что совер­ шенно недопустимо для зимних топлив. Например, С12Н26 (Н-до- декан) имеет температуру застывания 20°С, хотя его цетановоечисло равно 100.

Лучшие по низкотемпературным свойствам топлива моігут полу­ чаться путем глубокой низкотемпературной депарафинизации соот­ ветствующих фракций прямой перегонки.

Химический состав оказывает существенное влияние и на важ­ нейшее свойство дизельного топлива — вязкость. Это свойство топ­ лива имеет исключительно -важное значение в период пуска дви­ гателя при низких температурах. С повышением вязкости заметно' возрастает сопротивление топливной системы (трубопроводов,, фильтров) прокачиванию топлива, уменьшается наполнение насо­ са, ухудшается процесс распыливания или вообще прекращается; подача топлива в цилиндры двигателя.

іВязкость дизельных топлив зависит от температуры. Эта зави­ симость сравнительно мала в области положительных температур и очень велика в области отрицательных температур. Улучшение низкотемпературных свойств топл.и.ва сопровождается понижением цетанового числа, т. е. ухудшением его воспламеняемости. Поэтому в производстве зимних топлив приходится отказаться от оптималь­ ных величин цетанового числа, несколько занижая его.

Чтобы обеспечить хорошую прокачиваемость зимних сортов топлив, делают их фракционный состав более легким, благодаря 'чему обеспечивается малая вязкость и низкая температура потери подвижности. Дизельное топливо .из нефтей парафинового основа­ ния имеет более пологую кривую вязкости, нежели топливо из неф­ тей нафтеново-ароматического основания. Однако их применение в зимний лериод ограничено высокой температурой застывания. Та­ ким образом, при выборе оптимального состава зимнего дизельно­ го топлива приходится прибегать к компромиссу менаду двумя трудносовм-естимыми качествами: низкой температурой помутне­ ния и низкой температурой самовоспламенения.

Характеристики применяемых для автомобильных дизельных двигателей зимних топлив указаны в табл. 2.

Следует отметить, что при температуре ниже —40°С ни одно из, зимних сортов указанных топлив не прокачивается из бака в дви­ гатель вследствие выпадения парафина. Пусковые подогреватели дизельных двигателей в этих условиях не могут быть пущены в ход, а следовательно, и пуск самих двигателей без разогрева ста­ новится невозможным. Поэтому в практике эксплуатации при тем­ пературе ниже —40°С арктическое топливо марки ДА разбавляют тракторным керосином в пропорции 1:1. Специальные эксперимен­ ты .подтверждают правильность этой меры. Г " ~ — ~ —


Т а б л и ц а 2

Характеристики зимних топлив для автомобильных дизельных двигателей

Марка топлива

Показатель качества

Д А

д з

А

3

Цета.новое число, не

менее

 

Фракционный

состав:

 

 

Ш°/о

перегоняется

гтря

темпера.туре,

°С, не выше

 

 

 

50°/о

перегоняется

при

температуре,

°С, не выше

 

 

 

90%'

перегоняется

при

температуре,

°С, не выше

 

 

 

96°/о

перегоняется

пр«

температуре,

°С,

не выше

 

 

 

98%'

перегоняется

при

температуре.

°С,

не выше

 

 

 

Температура

вспышк-и в закрытом

тиг­

ле, °С, не ниже

 

 

 

 

Кинематическая

вязкость

прл

20°С,

ест, в пределах

 

 

 

 

 

Температура

за,стываи»я,

°С, не выше

Температура

помутнения,

°С, не

выше

Содержание:

 

 

 

 

 

серы,

°/о, не

более

 

 

 

фактических

смол,

кг на100 ли

топ­

лива,

не более

 

 

 

40

40

45

45

200

200

 

 

255

275

240

250

300

335

330

 

 

 

380

340

 

 

35

50

30

35

2 , 5 - 4 , 0

3 , 5 - 6 , 0

1,5 - 2, 5

2,2—3,2

- 6 0

—45

- 5 5

- 3 5

- 3 5

—26

0,2

0,2

0,4

0,6

30

40

 

 

Топливо для карбюраторных двигателей. Работоспособность автомобилей при низких температурах .в решающей степени зави­ сит от пусковых и эксплуатационных качеств применяемых бензи­ нов. Правильный выбор оптимального состава зимнего или север­ ного сортов бензина зависит от целого ряда факторов. Ниже изла­ гается точка зрения автора по вопросу обоснования оптимального состава бензина для северных условий эксплуатации, принятая в НИИАТе.

Северлые бензины должны обеспечивать быстрый пуск холод­ ных двигателей (в определенном диапазоне температур) без пред­ варительного разогрева, а также последующую нормальную их ра­ боту на всех режимах при температуре воздуха до —60°С.

Скорость и полнота испарения бензина на рабочих режимах двигателя зависят главным образом от температуры выкипания 50% и 90% фракций, а возможность обеспечения пуска холодного двигателя —от температуры выкипания 10% фракций. Кроме то­ го, .на испаряемость бензина оказывают влияние давление насы­ щенных паров топлива, скрытая теплота испарения, вязкость и не­ которые другие свойства. Давление насыщенных паров тесно свя­ зано с фракционным составом топлива и значительно изменяется с изменением температуры.

16