Файл: Сердечный, В. Н. Тепловая подготовка лесотранспортных машин при безгаражном содержании.pdf

на технико-экономические показатели применяется большое раз­ нообразие различных средств и методов облегчения пуска, ус­ коряющих подготовку машин к работе, в большинстве своем основанных на предпусковом разогреве или подогреве дви­ гателя.

Большинство используемых средств облегчения пуска и сама технология безгаражного межсменного содержания на откры­ тых площадках имеют существенные недостатки: не удовле­ творяется требование по обеспечению надежного пуска двигате­ лей при отрицательных температурах, трактористы, операторы и водители не освобождены от непроизводительных затрат вре­ мени, связанных с тепловой подготовкой машин к работе.

Несмотря на экономическую целесообразность безгаражного содержания машин в холодный период года, специалисты, зани­ мающиеся их эксплуатацией, должны отчетливо представлять результаты влияния низких температур на уменьшение моторе­ сурса двигателей и знать пути его предупреждения.

ПУСК ДВИГАТЕЛЕЙ В ХОЛОДНОЕ ВРЕМЯ ГОДА, ПРИЧИНЫ, ЗАТРУДНЯЮЩИЕ ПУСК, И ИЗНОС ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПУСКЕ

При безгаражном содержании трелевочных тракторов, че­ люстных погрузчиков, машин ЛП-2, лесовозных автомобилей и других лесотранспортных машин пуск двигателей внутреннего сгорания без проведения специальных подготовительных опера­ ций практически невозможен. Увеличение степени сжатия и мощности двигателей внутреннего сгорания современных машин еще более усложняет проблему пуска их в холодный период года.

В последнее время проблеме облегчения пуска двигателя при низких температурах окружающего воздуха уделяется большое внимание. Совершенствование пусковых качеств двига­ телей идет по пути подбора минимальных надежных пусковых оборотов, оптимальной цикловой подачи топлива, выбора нуж­ ных фаз газораспределения, степени сжатия, увеличения мощ­ ности пусковых устройств и т. д.

Проведенные исследования [1, 7, 8] показывают, что надеж­ ный пуск двигателя в холодный период года определяется ско­ ростью проворачивания его коленчатого вала в режиме пуска, которая определяется величиной момента сопротивления прово­ рачиванию. Скорость вращения коленчатого вала при пуске карбюраторного двигателя не превышает 50 об/мин. Иссле­

карбюрации. Поступающий в цилиндры двигателя весовой заряд воздуха увеличивается, истечение топлива через жиклеры умень­ шается в связи с повышением вязкости бензина и уменьшением проходных сечений жиклеров.- Малая скорость прохождения потока по всасывающим каналам способствует конденсации ис­ парившегося топлива на холодных стенках коллектора и ци­ линдрах двигателя. В результате рабочая смесь значительно обедняется. Ухудшается пуск двигателя в этот период и по причине нарушения условий пробоя искрового промежутка в свечах зажигания.

На автомобилях МАЗ-509 ставятся предпусковые подогре­ ватели ПЖД-44. Во время пуска предпускового подогревателя на нагрев спирали свечи накаливания и работу электродвига­ теля вентилятора требуется сила тока около 24 а. При темпера­ туре наружного воздуха ниже минус 30° С, как показали иссле­ дования, система пуска не обеспечивает пусковых оборотов ко­ ленчатого вала двигателя из-за неудовлетворительной работы аккумуляторных батарей. В связи с этим необходимо примене­ ние посторонних источников электроэнергии (моделей 586, Э-305, Э-305К), которыми гаражи лесозаготовительных пред­ приятий, как правило, не располагают.

Отраслевая нормаль по техническим требованиям к пуско­ вым качествам автомобильных двигателей [9] предопределяет эти требования в зависимости от условий эксплуатации. Надеж­ ный пуск холодных карбюраторных двигателей обеспечивается до температуры минус 15° С, дизелей — до минус 10° G, а при использовании загущенных масел на маловязкой основе (типа. АКЗп-6, АСЗп-10 и МТ-14) для карбюраторных двигателей — до температуры минус 20° С, дизелей — до минус 15° С.

Надежный пуск двигателей обеспечивается при питании электростартера от аккумуляторных батарей, имеющих темпе­ ратуру окружающего воздуха и 75-процентную степень зарядки в течение не более трех попыток пуска й с интервалом между попытками в одну минуту. Продолжительность попытки пуска для карбюраторных двигателей— 10, для дизелей— 15 сек.

При отрицательных температурах наружного воздуха пуск карбюраторных двигателей значительно проще, чем дизельных. Это объясняется лучшим смесеобразованием и наличием прину­ дительного воспламенения рабочей смеси. Наряду с этим сни­ жение температуры конца сжатия у карбюраторного двигателя также сказывается на пусковых качествах, ухудшая надежность его пуска. Лучшие пусковые качества имеет карбюраторный двигатель ЗИЛ-130.

Пуск дизелей лесотранспортных машин, не оборудованных специальными средствами, на товарных маслах возможен при температуре до минус 10° С. При понижении температуры окру­ жающего воздуха пуск двигателей затрудняется вследствие влияния следующих факторов:

14

резкого повышения вязкости моторного масла, в связи с чем увеличивается момент проворачивания коленчатого вала дви­ гателя;

понижения емкости и напряжения аккумуляторных батарей и, как следствие, снижения числа оборотов, необходимых для достижения и поддержания скоростного режима;

снижения температуры засасываемого воздуха в цилиндры, уменьшения давления конца сжатия, увеличения интенсивности теплоотдачи в стенки цилиндра и увеличения утечек воздуха через неплотности по причине снижения числа оборотов прово­ рачивания коленчатого вала;

повышения вязкости топлива и ухудшения его распыливаемости и испаряемости ввиду низкой температуры воздуха в ци­ линдрах двигателя и малого числа оборотов проворачивания ко­ ленчатого вала, т. е. ухудшения процесса смесеобразования.

Все эти факторы взаимосвязаны и оказывают влияние друг на друга. Рабочие процессы в цилиндрах двигателя при пуске значительно отличаются от процессов, протекающих в прогре­ том состоянии во время работы двигателя.

Величина момента сопротивления проворачиванию коленча­ того вала холодного дизеля при пуске, определяемая главным образом моментом сил трения, настолько возрастает, что пус­ ковые устройства не обеспечивают минимального пускового числа оборотов, при которых происходит надежный пуск дви­ гателя.

Я. И. Несвитский [20] приводит величину момента.Мт, не­ обходимого для преодоления сопротивления трения при враще­ нии коленчатого вала холодного двигателя, указывая, что сред­ нее давление механических потерь Рт при проворачивании коленчатого вала холодного двигателя в диапазоне пусковых оборотов зависит от кинематической вязкости масла. Следова­ тельно, основным мероприятием, обеспечивающим уменьшение момента Мт и облегчение пуска двигателя, является снижение вязкости масла.

Процесс пуска дизеля можно условно разбить на несколько стадий:

разгон коленчатого вала дизеля пусковой системой; подача топлива в цилиндры дизеля и его подготовка к са­

самостоятельная работа дизеля в режиме холостого хода и прогрев его до возможности принятия нагрузки.

Процесс пуска заканчивается, если величина индикаторной мощности достаточна для обеспечения самостоятельной работы двигателя на холостом ходу. При пуске первая стадия является определяющей, так как от первоначально полученного числа

15

По данным исследований, пуск двигателя при температуре минус 20° С эквивалентен по износу работе разогретого авто­ тракторного двигателя в течение 8—9 ч (рис. 3) [17]. Интен­ сивный износ двигателя продолжается и в период последую­ щего прогрева.

Повышенный износ двигателей при пуске вызван тем, что при любых температурах пуск сопровождается некоторой за­ держкой поступления масла к трущимся деталям. С пониже­

ное обогащение смеси, что также способствует усилению из­ носа. Исследованиями установлено, что пуск после получасовой остановки увеличивает износ в 4 раза, отнесенный к одному обороту вала, по сравнению с износом при постоянной нормаль­ ной нагрузке. Прогрев холодного двигателя перед его пуском снижает износ вдвое. После стоянки продолжительностью 24 ч износ в 3,7 раза больше, чем после стоянки в течение 3 сек [16].

С целью изучения влияния различных методов предпусковой подготовки на интенсивность износа деталей цилиндро-поршне­ вой группы автором в течение ряда лет проводились спе­ циальные исследования. Для сравнения были приняты: метод предпускового разогрева двигателя посредством пролива горя­ чей воды через систему охлаждения и метод разогрева горячей газовоздушной смесью с последующей заправкой системы ох­ лаждения горячей водой. Износ деталей определялся по изме­ нению концентрации железа в масляных пробах, отбор которых осуществлялся из центральной масляной магистрали до про­ хождения очистки масла в центрифуге. При каждом пуске про­ водилось три отбора проб в течение 15 мин через строго уста­ новленный интервал работы дизеля в режиме ^щтпгт'ч м мТТу