Анализ способов и средств облегчения пуска двигателей при хранении автомобилей при низких температурах воздуха

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Существующие способы можно разделить на три группы: сохранение тепла от предыдущей работы двигателя; использование тепла от внешнего источника; холодный пуск.

Сохранение тепла от предыдущей работы применяется при непродолжительных остановках автомобиля в пути или при его кратковременном хранении на стоянке в условиях не очень низких температур. Для сохранения тепла в двигателе применяются ватные стеганые чехлы, покрывающие радиатор и капот автомобиля. Аккумуляторная батарея утепляется чехлом со слоем стеклянной ваты толщиной до 30 мм. Утеплительный чехол двигателя замедляет его охлаждение в 2 раза, а утепленная аккумуляторная батарея остывает вдвое медленнее. Кроме того, чехлами могут быть утеплены картер двигателя, топливный бак и масляный фильтр.

Пуск с использованием тепла от внешнего источника применяется при длительном хранении автомобиля – в межсменное время. Тепло от внешнего источника может быть использовано в режиме подогрева двигателя или его разогрева. При подогреве тепло подводится к двигателю постоянно в течение всего межсменного периода его хранения. Степень подогрева (разогрева) двигателя оценивают по температуре воды в рубашке охлаждения блока цилиндров, определяют ее по указателю на щитке приборов.

Возможными групповыми источниками теплоэнергоснабжения являются котельные установки, тепловая, электрическая, газовая сети; теплогенераторы. Перенос тепла от источника к обогреваемым автомобилям осуществляется теплоносителем (вода, масло, газ, пар).

2.1.1 Подогрев горячей водой. При централизованном подогреве горячая вода непосредственно от водогрейного котла или от пароводяного теплообменника с помощью насосов по трубам подается через гибкий шланг в нижний водяной патрубок системы охлаждения двигателя (или горловину заливного патрубка радиатора) и далее в рубашку охлаждения блока цилиндров. Отвод воды от двигателя к теплообменнику осуществляется через горловину наливного патрубка радиатора или через нижний патрубок. Таким образом, устанавливается циркуляция воды по замкнутому контуру.

При разогреве вода с помощью раздаточных шлангов заливается через горловины радиаторов в системы охлаждения двигателей (при открытых сливных краниках).

Из условий прочности системы охлаждения при централизованном подогреве избыточное давление воды не должно превышать 35 кПа, температура воды 90°С.

2.1.2 Подогрев паром. Пар является весьма интенсивным теплоносителем. При подогреве пар может быть использован по двум схемам: «без возврата конденсата» и «с возвратом конденсата». В первом случае пар от парового котла направляется к подогреваемому двигателю и вводится в его систему охлаждения через горловину радиатора, сливной краник или непосредственно в рубашку охлаждения. В двигателе пар отдает тепло и конденсируется. Конденсат через контрольную трубку радиатора стекает на площадку. Для равномерного распределения тепла при вводе пара в рубашку охлаждения в последней применяются специальные отражатели. Способу «без возврата конденсата» свойственны недостатки, заключающиеся в возможности возникновения трещин блока из-за местных перегревов, интенсивном образовании накипи в котлах из-за необходимости постоянной подпитки котлов свежей водой взамен потерянного конденсата и образовании наледей на площадках перед автомобилем за счет стекающего из обогреваемых двигателей конденсата.

Применение способа «с возвратом конденсата» связано с усложнением оборудования площадки и повышением затрат на ее устройство. При этом способе контрольная трубка, по которой стекает конденсат, присоединяется к трубопроводу возврата конденсата в котельную.

2.1.3 Подогрев воздухом. Основными частями установки для воздухообогрева являются: устройство для подогрева и подачи воздуха (калориферная установка); воздуховоды и узлы подвода воздуха к агрегатам автомобиля; система контроля и сигнализации.

Калориферная установка состоит из воздушного, паровоздушного или электрического теплообменника (или группы теплообменников) и вентиляторов. Для водовоздушных калориферов горячую воду получают от местной котельной или теплоцентрали, пар для паровоздушных калориферов – от котельной, отопительной или паросиловой сети. Основу электрических теплообменников составляют проволочные электронагревательные элементы. Возможно применение электрокалориферов из токопроводящих полимерных материалов. Калориферные устройства устанавливаются в подземных камерах.

Горячий воздух от калориферов подается к автомобилям с помощью воздуховодов, которые представляют собой бетонные, кирпичные или деревянные каналы, обитые жестью, или металлические трубопроводы, располагаемые под землей, на земле и над землей. Наземные и надземные воздуховоды утепляются слоем шлаковаты. Подача воздуха производится от воздуховода к радиатору, или снизу в подкапотное пространство.

Эффективность использования тепла при воздухообогреве может быть повышена подачей воздуха гибким шлангом непосредственно в картер двигателя. Однако этот способ обеспечивает лишь обогрев двигателя. Аккумуляторные батареи, фильтры, агрегаты трансмиссии при этом не обогреваются.

В установках воздухообогрева предусматривается система автоматического контроля и сигнализации.

2.1.4 Подогрев газовоздушной смесью. При подогреве автомобилей в качестве теплоносителя может быть использована газовоздушная смесь. В этом случае источником тепла служит теплогенератор.

В качестве источника тепла могут использоваться огневые калориферы. Их применение целесообразно при обогреве автомобилей независимо от теплотрасс, электросетей и котельных.

2.1.5 Подогрев с использованием электричества. При электрообогреве электронагревательные элементы включаются в систему охлаждения или в систему смазки двигателя. По принципу действия электронагревательные элементы делятся на две группы: с твердыми и с жидкими проводниками тока. В качестве твердых проводников используют сплавы (нихром, фехраль, хромаль).

Такие проводники имеют большое удельное сопротивление, мало изменяющееся при перепадах температуры, и малый температурный коэффициент расширения.

Нагревательные элементы из твердых проводников выполняются с открытой или закрытой спиралью. У закрытого нагревательного элемента спираль помещается в тонкостенной трубке, которая заполняется изолирующим материалом (порошок окиси магния или сухой кварцевый песок). В жидкостных нагревательных элементах роль жидкого проводника играет вода или антифриз. Такой элемент состоит из двух трубок, вставленных одна в другую и изолированных резиновыми втулками. С помощью клемм трубки включаются в электросеть.

При прохождении электрического тока через твердый или жидкий проводник выделяется тепло. Охлаждающая жидкость нагревается, и в системе охлаждения (или в масле) возникает циркуляция. Закрытые нагревательные элементы могут быть использованы для подогрева масла и воды, открытые – только для нагрева воды.

Во всех случаях электрообогрева автомобили должны быть заземлены.

2.1.6 Подогрев инфракрасными лучами (газовый). Инфракрасные лучи по своей природе являются электромагнитными. Они практически не поглощаются чистым воздухом, а при поглощении их твердыми телами лучистая энергия превращается в тепловую и тело нагревается.

Инфракрасные лучи получают в стационарных или переносных горелках, работающих на природном или искусственном газе, например на пропане. В стационарных установках обогреваемые автомобили устанавливаются над горелками. Передвижные горелки вместе с баллонами сжиженного газа монтируются на полозьях или тележках.

Газ, поступающий в горелку от газовой сети (или баллона), смешивается в необходимой пропорции с воздухом и заполняет большое количество каналов малого диаметра в керамической или металлической сетке горелки. Зажигание газа осуществляется с помощью электроспирали. Горелка размещается на расстоянии 300 мм от картера двигателя.

Недостатком газовых горелок является возможность срыва пламени, возникающая при скорости ветра 5, 5 м/с. При работе горелки жидкость в теплообменнике нагревается и в системе охлаждения возникает термосифонная циркуляция. Кроме того, продукты сгорания нагревают воздух под капотом автомобиля.

2.1.7 Пуск без предварительного разогрева («холодный пуск»). Пуск двигателей при низких температурах без предварительного разогрева может быть осуществлен путем комплексного применения пусковых жидкостей, и загущенного масла с пологой вязкостной характеристикой. Основой пусковой жидкости «Холод Д – 40» для дизелей является диэтиловый эфир, обладающий очень низкой температурой самовоспламенения и большой летучестью (кипит при 34, 5° С). Кроме того, в состав этой жидкости входят петролейный эфир, масло для двигателя и изопропил-нитрат. Для карбюраторных двигателей применяется пусковая жидкость «Арктика» на основе серного эфира, в состав которой входят противоизносные, противозадирные и антиокислительные присадки. Это уменьшает износы цилиндропоршневой группы при пуске.

Пусковые жидкости подаются во всасывающий тракт двигателя с помощью специальных пусковых приспособлений

Возможно применение жидкостей в аэрозолевой упаковке с подачей жидкости во всасывающий патрубок двигателя или через воздухоочиститель. И как уже было сказано, одной из основных причин, затрудняющих пуск двигателя при низких температурах, является повышение вязкости масла и увеличение момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала. Поэтому при холодном пуске двигателя необходимо использовать масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой.

2.1.8 Индивидуальные источники тепла. При хранении автомобилей в отрыве от стационарных источников теплоснабжения применяются жидкостные или воздушные индивидуальные подогреватели. Обычно они работают на том же топливе, что и двигатель автомобиля.

Преимуществами индивидуальных подогревателей являются разогрев двигателей в любых условиях независимо от наличия источника энергии и возможность использования в качестве охлаждающей жидкости антифриза, недостаток индивидуальных подогревателей – неудовлетворительный подогрев подшипников коленчатого вала.

По источнику потребляемой энергии приборы можно разделить на питающиеся от электрической сети 220В и автономные. Последние по виду используемого топлива подразделяются на бензиновые, дизельные и газовые. По своему назначению теплогенераторы могут быть предпусковыми подогревателями, отопителями салонов; могут совмещать обе функции. По нагреваемой среде – масляными, воздушными и жидкостными. Причем жидкостные могут греть не только систему охлаждения, но и топливную систему дизеля.

Электронагреватели по своему устройству проще и дешевле автономных приборов. Дешевле и их эксплуатация. Однако есть у них и недостатки, основной из которых – необходимость наличия внешней электрической сети.

Единственное имеющееся в продаже и приемлемое по работоспособности устройство – DEFA Warm-Up Продукция частной норвежской компании DEFA, известная во многих странах мира, особенно широко используется, например, большинство легковых автомобилей оснащено электроподогревателями именно этой марки. Причина популярности – в простоте. Монтаж устройства занимает не более трех часов, и в процессе эксплуатации оно не требует никакого обслуживания.

Рассмотрим устройство системы DEFA Warm-Up подробнее. Электрический шнур от сети 220В подключается к размещаемой на переднем бампере миниатюрной розетке, которая настолько мала, что не портит внешний вид автомобиля. Набор из 750 нагревательных элементов, устанавливаемых на двигателе восемью различными способами (на месте технологической заглушки, на шлангах и т.д.), позволяет использовать устройство практически на любом двигателе. Безопасный электрический тепловентилятор, обогревающий салон, имеет несколько встроенных противопожарных приспособлений, защищающих его от перегрева и короткого замыкания. Миниатюрное, легкое зарядное устройство имеет встроенное реле и разъемы для проводов, идущих к отопителю и подогревателю. Электронный блок управления позволяет задать несколько режимов работы системы. На дисплее блока высвечиваются время и температура наружного воздуха.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒