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

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

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,

 

 

 

 

 

 

 

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

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