Файл: Лосавио Г.С. Эксплуатация автомобилей при низких температурах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.07.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
ром, когда скорость вращения вала значительно меньше, чем иа рабочих режимах, также подтверждает справедливость вывода о небольших износах. В иных условиях оказываются и трущиеся по верхностней пусковая масляная пленка в последующий после пус ка период прогрева двигателя работой на холостых оборотах.
.В первый период прогрева двигателя на холостом ходу, когда скорость вращения вала и движения поршней уже достаточно ве лика, но свежая смазка еще не подается к трущимся поверхностям
из-за ее низкой температуры, пусковая |
масляная пленка |
начинает |
|
разрушаться |
и ее защитные свойства, |
естественно, быстро пада |
|
ют. Главная |
причина разрушения и снятия с поверхностей |
цилинд |
|
ров пусковой |
масляной пленки в этом периоде заключается в быст |
ром повышении ее температуры, снижении вязкости (а значит, и прочности) и уменьшении сил молекулярного сцепления со стенка ми цилиндров.
Существует и ряд других причин разрушения пусковой масля ной пленки: выгорание ее в верхнем поясе цилиндров, примыкаю щем к камере сгорания, агрессивное воздействие (при высоких, температурах) кислотных соединений, присутствующих в продук тах сгорания; большая скорость перемещения поршней, что при
снижении прочности масляной пленки |
ускоряет процесс снятия |
|
смазки кольцами и форсирует ИЗІНОС. |
|
мин, |
Указанные процессы протекают в двигателе в течение I—'2 |
||
т. е. в несколько раз продолжительнее |
самого пуска (10—20 |
сек), |
причем без какого-либо восстановления масляной пленки в этом периоде.
Во .втором более длительном (3—7 мин) периоде прогрева дви гателя работой на холостом ходу действуют все разрушающие факторы первого периода. Но в это время уже поступает смазка из картера двигателя к трущимся поверхностям и темп износа падает.
Изложенное выше, а также полученные в процессе исследова ния экспериментальные данные позволяют заключить, что именно вследствие суммарного влияния указанных факторов в период послепускового прогрева холодного двигателя при работе на холостом ходу и происходит основной износ трущихся поверхностей. Это об стоятельство опровергает .существовавшее ранее мнение о том, что наиболее опасным с точки зрения износа является кратковремен ный период собственно пуска.
Предложенная нами рабочая гипотеза существования прочной пусковой масляной пленки на поверхностях трения цилиндро-порш- невой группы при низких температурах, защищающей их от износа
впервый период пуска, хорошо согласуется с практикой зимней эксплуатации автомобилей. Опытные водители пользуются двумя методами уменьшения пусковых износов. Один из них заключается
втом, что после возвращения автомобиля с линии двигатель вы
ключают и дают ему остыть. Затем снова пускают двигатель и да ют ему поработать 2—3 мин. Таким образом, «жидкая» смазка, стекающая с горячей поверхности цилиндров после остановки дви-
30
гателя, заменяется «густой» нестекающей смазкой. Второй метод, основан на применении неинтенсивиого предпускового разогрева, двигателя подводом внешнего теплоносителя. Интенсивный и дли тельный разогрев цилиндров (особенно при подаче теплоносителя непосредственно в рубашку охлаждения двигателя) приводит к: разжижению и отеканию масла со стенок цилиндров и способству ет повышенным пусковым износам.
Применение массовых методов облегчения пуска двигателей, при низких температурах, основанных на разогреве только блока цилиндров, также подтверждает высказанную гипотезу. Указанныеметоды разогрева применяются в предположении того, что основ ное сопротивление прокручиванию вала с- необходимой для пуска скоростью оказывает загустевшая смазка, покрывающая поверхно сти цилиндров и поршней с кольцами (до 60% общего сопротив ления) .
Подведенное к цилиндрам тепло разогревает и разжижает смазку, находящуюся на их рабочих поверхностях, благодаря чему уменьшается сопротивление пуску. Естественно, что если бы этот слой смазки был ничтожным по толщине или вовсе отсутствовал, то не было бы и эффекта снижения сопротивления прокручиванию вала после разогрева блока цилиндров.
У работников автомобильного траспорта сформировалось мне ние о вредности холодных пусков двигателя под влиянием того, что в автотранспортных предприятиях зимой нередко применялось не зимнее масло, а летнее. В этих случаях, естественно, летнее за стывшее масло после пуска двигателе не подавалось к трущимся поверхностям в течение относительно длительного времени его ра боты уже на нагрузочных, т. е. тяжелых, скоростных режимах. В данном случае форсированный износ двигателей, действительно' имевший место, происходил фактически не на кратковременных пусковых режимах без нагрузки, а в период работы под нагрузкой.
С целью проверки выдвинутой гипотезы процесса пусковых из носов, определения абсолютной величины этих износов при низких температурах и решения вопроса о применении методов холодногопуска двигателей автор провел в НИИАТе три цикла специальных исследований (по 100 пусков) наиболее массовой модели дизель ного двигателя ЯАЗ-204. Исследовались пусковые износы двигате ля полностью холодного и частично разогретого (блок двигателя) при температурах минус 15—20°С (в холодильной камере). В тех циклах испытаний, где использовалась пусковая легковоспламе няющаяся жидкость (имеющая в своем составе смазывающий ком понент), она впрыскивалась только в I и IV цилиндры двигателя. Описание пускового дозирующего устройства дано ниже.
Износ двигателя оценивается по изменению диаметров гильз цилиндров (как наиболее характерных и важных деталей двигате ля с точки зрения пусковых износов). Условия первого цикла ис пытаний характеризуются следующими средними величинами па раметров: продолжительность пуска двигателя1 6 сек, температура
Ряс. Ѳ. Т-аміп разогрева холодного двигателя ЯіА6-204 при пуске с по мощью пусковой жидкости іНЙИАТ (радиатор отключен по методу НіИИАТа) :
/ — температура антифриза; 2 — температу ра масла
блока цилиндров двигателя перед пуском —17°С, после экспери
мента 34°С, температура масла в двигателе перед |
пуском |
—17°С, |
после эксперимента 11°С, температура воздуха |
перед |
пуском |
— 18°С. |
|
|
При пуске холодного двигателя расход пусковой жидкости со ставлял 6—,17 см3. Через 2,5 мин после пуска температура двига теля становилась положительной (рис. 9). Объем радиатора в со ответствии с принятым в НИИАТе методом отключался от рубаш- -кл охлаждения блока цилиндров на период разогрева двигателя, благодаря чему обеспечивался быстрый разогрев холодного двига теля до температуры, при которой он уже мог принимать нагрузку.
Следует отметить, что примененный метод холодного пуска с помощью пусковой жидкости обеспечивает быструю и хорошую тепловую подготовку двигателя, превосходящую по качеству ре зультаты, достигаемые при наиболее распространенном методе ра зогрева горячей водой.
Величины износов двигателя, полученные после окончания пер-= зого цикла испытаний, приведены в табл. 7.
Эпюры диаметральных пусковых износов цилиндров дизельного двигателя (рис. 10 и 11) показывают, что их характер примерно одинаков для всех цилиндров, не видно также и сколько-нибудь заметной тенденции к одностороннему износу. Средний диамет-
Т а б л и ц а 7
Средний диаметральный износ цилиндров, мкм, после 100 пусков холодного двигателя и 5 мин работы на холостом х о д у
(с использованием пусковой жидкости)
Пояс |
Расстояние до пояса замера от пло |
Цилиндры |
|
|||
|
|
|
||||
замера |
скости разъема блока |
цилиндров |
с |
и |
n i |
|
износа |
Г О Л О В К О Й , |
мм |
I |
I V |
||
1 |
25 |
|
18,1 |
26,2 |
23,0 |
22,0 |
и |
50 |
|
3,5 |
8,5 |
7,2 |
9,5 |
m |
100 |
|
2,0 |
3,5 |
4,9 |
4,9 |
32
ральнын износ цилиндров в верхнем поясе максимальных его зна
чений .в первом цикле испытаний за |
100 пусков |
холодного |
двигате |
||
ля и 5 мин работы |
на холостом ходу |
составил |
22,3 |
мкм. |
|
Оценивая метод |
пуска холодного |
двигателя |
в |
целом, |
следует |
остановиться не только на абсолютной величине пускового износа цилиндров, «о и на сравнении значений износов холодного и пред варительно разогретого (оптимальный случай для зимнего време ни) двигателей. С этой целью был проведен второй цикл сравни тельных испытаний по пуску предварительно разогретого блока цилиндров двигателя. Пусковая жидкость во втором цикле не при менялась. Испытания проведены в таком же объеме, как в первом цикле.
Температурные условия испытаний во вто-ром цикле указаны в табл. 8. Результаты определения пусковых износов двигателя при
ведены |
в табл. 9 и на рис. |
12 и 13. |
|
Т а б л и ц а 8 |
|
|
|
|
|
|
Температурные условия испытаний при пуске предварительно |
|||
|
разогретого |
двигателя |
|
|
|
Место н время замера |
|
Температура, |
|
|
|
"С |
||
|
|
|
|
|
|
Перед |
разопревом |
- 1 6 |
|
Блок |
цилиндров дви После |
разогрева |
водой |
+ 25 |
гателя |
|
|
|
|
|
После |
эксперимента |
+47 |
|
|
Перед |
экспериментом |
— 17 |
|
Масло |
в двигателе |
|
|
+ 19 |
|
После |
эксперимента |
||
В о з д у х |
Перед |
экспериментом |
—16 |
|
3-461 |
|
|
|
58 |
Имм
50
-I ouiunôp
'I
-ш
-Ж
75
•
•
1\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ Продоль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ной ось ' |
||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
Шгатш |
||
WO |
W |
|
15 |
Д мш |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ряс. 'Iii. Значения |
диаметральных |
Рве. |
112. Элюры |
.пусковых |
иэносов |
ци |
|||||
пусковых лотосов 'цилиндров дви |
линдров двигателя ЯАЗ - 204 в плоскости |
||||||||||
гателя ЯАЗ-ЙМ |
после |
100 |
холод |
верхнего |
компрессионного |
кольца |
после |
||||
ных пусков н 5 |
мин |
работы на |
'100 |
пусков |
предварительно |
разогретого |
|||||
холостом ходу |
в |
поясах |
замера |
двигателя |
и |
S |
мин работы |
на холостом |
|||
25,90 и 100 мм |
|
|
|
|
ходу |
|
|
|
|
|
|
Средний диаметральный износ цилиндров в верхнем поясе его максимальных значений во втором цикле испытаний за 100 пусков разогретого двигателя составил 8,7 мкм. Сопоставление результа тов испытаний, полученных в первом и втором циклах, показывает, что износ двигателя, пускаемого без разогрева, в 2,5 раза превы шает износ предварительно .разогретого двигателя.
При оценке следует исходить из того, что в практике эксплуа тации пуск холодного двигателя в течение рабочего дня имеет место только 1 раз, в то время как операция пуска после кратко временных остановок теплого двигателя, например в городских условиях, повторяется в количестве около 20 раз. Следовательно, в течение одного рабочего дня гильзы цилиндров двигателя будут изнашиваться при одном холодном пуске на 0,22 мкм и при 20 пус ках теплого двигателя— на 1,7 мкм (20X0,087).
Средний диаметральный износ цилиндров, мкм, после 100 пусков предварительно разогретого двигателя и б мин работы на холостом х о д у (без использования пусковой жидкости)
|
Расстояние |
до |
пояса |
|
|
Цилиндры |
|
||
Пояо яс |
|
|
|
|
|||||
замера |
от |
плоскости |
|
|
|
|
|||
замера |
|
|
|
|
|||||
разъема блока |
цилинд |
I |
il |
in |
|
||||
износов |
I V |
||||||||
ров с |
головкой, мм |
||||||||
I |
і |
25 |
|
8,0 |
7,6 |
7,3 |
11,8 |
||
II |
! |
50 |
|
•3,0 |
2,4. |
2,1 |
3,4 |
||
III |
|
100 |
|
1,8 |
2,3 |
2,6 |
2,3 |
34