Все типы устройств применяемых при пуске холодного двигателя

Все типы устройств применяемых при пуске холодного двигателя

Пуск двигателей в условиях низких температур затруднен в результате действия ряда факторов. Во-первых, при низких температурах ухудшаются характеристики электропусковой системы из-за ухудшения характеристик аккумуляторной батареи. Во-вторых, резко возрастает момент сопротивления двигателя при пуске. Это является следствием повышения вязкости масла при низких температурах, приводящего к увеличению сил трения.

На пуск дизелей оказывает влияние и температура воздуха, поступающего в цилиндры. Холодный воздух при сжатии не нагревается до температуры, необходимой для воспламенения впрыскиваемого топлива.

Меры, осуществляемые для обеспечения пуска двигателей при низких температурах, можно отнести к двум основным направлениям. Это различные способы поддержания при низких температурах высоких характеристик электропусковых систем и способы подогрева двигателей, обеспечивающие повышение температуры охлаждающей жидкости и масла, и подогрева воздуха во впускном трубопроводе дизелей.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

По отношению к электрической системе пуска все сводится к обеспечению высокого напряжения питания стартера при пуске. Достигается это следующими способами: утеплением аккумуляторных батарей, предпусковым подзарядом аккумуляторных батарей, применением вспомогательных источников питания стартера при пуске.

Утепление батарей осуществляется помещением их в теплоизолированный контейнер с войлоком или стекловатой. В этом случае необходимо обеспечить отвод газа из отверстий пробок.

Предпусковой подзаряд рекомендуется применять при температуре электролита ниже — 10 °С. Заключается он в заряде батареи током 0,9С2о А в течение 10 мин. Предпусковой подзаряд позволяет резко повысить энергетические характеристики аккумуляторной батареи при низкой температуре электролита.

Вспомогательные источники питания стартера бывают двух типов. Автономные, например Э536, представляют собой тележку со смонтированными на ней аккумуляторными батареями. Они снабжены переключателем на номинальное напряжение 12 или 24В. Такие источники требуют периодического подзаряда установленных на них батарей. Преимуществом автономных источников является возможность их использования в полевых условиях и при отсутствии электрических цепей трехфазного тока.

Промышленностью выпускаются также вспомогательные источники питания стартеров Э307 и Э312, питающиеся от трехфазной сети. Они представляют собой трехфазный трансформатор с выпрямителем, смонтированные на тележке. Установки Э307 и Э312 обеспечивают питание электропусковых систем с номинальным напряжением 12 и 24 В.

К внешней характеристике вспомогательных источников питания, представляющей зависимость напряжения U на выходе от тока нагрузки, предъявляются определенные требования. Характеристика источника не должна быть выше характеристики, определяемой формулой U = 12 — 0,007/ для электропусковых систем с номинальным напряжением 12 В и формулой U — 24 — 0,01 /для электропусковых систем с номинальным напряжением 24В. Указанное ограничение обусловлено тем, что при слишком большой мощности вспомогательного источника возможны поломки стартера.

Для подогрева двигателя применяются специальные устройства, которые устанавливаются на автомобиле. Для подогрева всасываемого в цилиндры двигателя воздуха применяются электрофакельные устройства, для подогрева охлаждающей жидкости — жидкостные подогреватели.

19. Типы устройств применяемых при пуске холодного двигателя

Свечи накаливания открытого типа, свечи накаливания закрытого типа (на раскаленную часть подается топливо).

Электрофакельное устройство (подогревают воздух входящий в цилиндр двигателя.

Предпусковые подогреватели (разогревают всю системы охлаждения).

20. Механизм привода стартера.

Для ввода шестерни стартера в зацепление и выключения шестерни после запуска.

Состоит: возвратная пружина, двухплечий рычаг с вилкой, поводковая муфта, буферные и предбуферные пружины, шлицованная втулка, муфта, шестерня стартера.

Типы привода: с роликовой муфтой свободного хода (ГАЗ, ЗИЛ) с храповой муфтой (КамАЗ) и с механизма (автоматического расцепления шестерни (МАЗ)

21. Основные отказы и неисправности системы пуска, их влияние на работу.

Отказы:

-значительный разряд АКБ.

-неисправности тягового реле (обрыв обмоток, замыкание обмоток на корпус, межвитковое замыкание, стартер не включается)

-неисправность щеточного узла (износ щеток, усадка пружин, износ коллектора), стартер не развивает мощности, коленчатый вал вращается медленно.

-неисправность электродвигателя стартера (обрыв, межвитковое замыкание, замыкание на корпус обмоток возбуждения и якоря), стартер не работает или не развивает мощности, греется.

-стартер не выключается после пуска (нарушены регулировки, сваривание контактов тягового реле, сломана возвратная пружина, перекос стартера),

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

22. Назначение системы зажигания и основные требования предъявляемые к ней.

Для надежного и своевременного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя, в соответствии с порядком работы двигателя, а также для автоматического изменения угла опережения зажигания, в зависимости от оборотов и нагрузки на двигатель.

Требования: бесперебойное зажигание при любой температуре, давлении и частоте вращения коленчатого вала. Надежность и долговечность, малые габариты, масса и стоимость. Не создавать теле- и радио помех выше допустимых норм.

23. Приборы и аппараты системы зажигания, их назначение.

-дополнительное сопротивление (регулируют величину тока в катушке зажигания в зависимости от оборотов двигателя)

-катушка зажигания (преобразует постоянный ток низкого напряжения в импульс тока высокого напряжения).

-прерыватель (прерывает в нужный момент цепь тока низкого напряжения)

-распределитель (распределяет импульс тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком работы двигателя).

-свечи зажигания (для подвода высокого напряжения в камеры сгорания цилиндров и образования электрической искры).

-конденсатор (уменьшает искрение между контактами).

-коммутатор (для управления работой катушкой системы зажигания).

24. Устройство приборов системы зажигания. Катушки зажигания, прерывателя-распределителя

КЗ – корпус, изолятор, сердечник, вторичная обмотка, первичная обмотка, магнито-проводы, карболитовая крышка с двумя контактами низкого напряжения и резьбовым контактом высокого напряжения, залито трансформаторным маслом.

Прерыватель – корпус, валик прерывателя с кулачком, неподвижная пластина, подвижная пластина с контактами (подвижным, неподвижным), изолированный контакт.

Распределитель – ротор с токораздаточной пластиной, крышка с центральным контактом и контактами цилиндров, угольный контакт с пружиной.

Проблемы пуска дизельных двигателей

Основным преимуществом дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми является относительно низкий расход топлива. Поэтому в последние годы в связи с необходимостью выполнения Киотского соглашения и Самообязательства Европейских Автомобильных Производителей снизить локальные выбросы СО₂ на 25% для уменьшения парникового эффекта планеты дизельные двигатели находят все большее распространение. Их разработчикам приходится решать сложные задачи, связанные с устранением ряда недостатков. Одними из основных недостатков дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми являются ухудшение пусковых качеств и осложнение эксплуатации в условиях низких температур.

Каким же образом решаются проблемы пуска дизельных двигателей? У двигателей с неразделенной камерой сгорания (с непосредственным впрыском) пусковые качества лучше, чем при разделенной камере сгорания (вихрекамерные или предкамерные двигатели). Поэтому дизели с разделенной камерой оснащают электрическими свечами накаливания, устанавливаемыми в предкамеру или вихревую камеру. Иногда свечи накаливания устанавливают и в двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Свечи накаливания бывают открытого и закрытого типа с одной или двумя спиралями накаливания или нагревательным элементом. Свечи Duraterm фирмы Bosch с нитями накаливания из легированного металла Co₈Fe, покрытого керамическим порошком из окиси магния, вдвое (до 4 с) сокращают время нагрева от 0 до 850 °С. Новый материал автоматически поддерживает заданную температуру, обеспечивая, по данным фирмы, снижение дымности на 40%. В систему управления входит электронный блок, индикатор предварительного нагрева, переключатель режимов пуска и прогрева.

Свечи накаливания фирмы Beru выпускаются пяти типов:

• GN – стержневая свеча накаливания с двумя спиралями для автомобилей нового поколения с рабочим напряжением до 13,5 В. Предусмотрено три фазы накаливания – предварительный, пусковой, дополнительный разогрев;
• GV – стержневая свеча накаливания для автомобилей прежних поколений с рабочим напряжением 11 В. Используется только две фазы – предварительный и пусковой разогрев. После начала работы двигателя свеча отключается;
• GF – факельная свеча накаливания для двигателей с большим рабочим объемом, с непосредственным впрыском топлива. После накаливания в испарительную зону подается дополнительное топливо, обеспечивающее подогрев впускаемого воздуха;
• GD – свеча накаливания с проволочной спиралью для автомобилей прошлых поколений, тракторов, стационарных двигателей;
• GH – стержневая или спиральная свеча зажигания для дополнительных нагревателей (бензиновых или дизельных).

Свечи закрытого типа фирмы Champion имеют кожух из специального никелевого сплава – inconel, обладающего высокой теплопроводностью. Свечи накаливания NGK выпускаются для ведущих автомобильных фирм Европы и Японии. Маркировка свечей накаливания следующая: Y – однополюсная; YD – двухполюсная. Следующая цифра – число спиралей и диаметр резьбы.

Одна нагревательная спираль и диаметр резьбы в мм: 1 – 10; 2 – 12; 4 – 14; 8 – 18. Две нагревательные спирали и диаметр резьбы в мм: 7 – 10; 9 – 12. Вторая цифра – рабочее напряжение: 0. 4 – 12 В; 5. 9 – 24 В. Третья цифра – тип свечи: T – свеча накаливания быстрого пуска; R – свеча накаливания ультрабыстрого пуска; без буквы – нормальный материал в корпусе; S – специальный материал, предотвращающий перегрев. Следующая цифра: номер модификации.

При впрыске топлива за счет затрат теплоты на испарение температура в камере сгорания понижается настолько, что его воспламенения не происходит. Пуск двигателя может быть улучшен при подогреве воздуха во впускном трубопроводе. Это осуществляют, устанавливая свечи подогрева (например, СН-150 мощностью 400 Вт) в специальных бобышках. Номинальная сила тока может доходить до 45 А, время нагрева до 900 °С – около минуты. Однако наибольший эффект достигается в случае применения электрофакельного подогревателя. Подогрев осуществляется подаваемым во впускной трубопровод факелом горящего топлива или специальным электрофакельным устройством.

Топливо, подаваемое на испарительную сетку, воспламеняется от штифтовой свечи, нагревающей кожух до 1000 °С, прогревает воздух и камеру сгорания.

При низкотемпературном пуске иногда (в крайнем случае!) после остановки как бензинового, так и дизельного двигателя в систему смазки добавляют немного бензина, затем на несколько минут снова запускают двигатель, чтобы бензин перемешался с маслом. Это повышает частоту вращения коленчатого вала при пуске даже после длительной стоянки. Чтобы облегчить пуск двигателей в условиях особо низких температур, применяется впрыск пусковых жидкостей в воздушный фильтр. Для дизельных двигателей используют легковоспламеняющиеся жидкости в аэрозольной упаковке («Холод-40», «Автожидкость для пуска двигателя» и др.).

При длительной эксплуатации в условиях особо низких температур рекомендуется предпусковой подогрев систем охлаждения и смазки двигателей подогревателем, подключаемым к электрической сети, или жидкостными подогревателями на соответствующем виде топлива (бензине или дизельном топливе), включенными в систему охлаждения двигателя. Это обеспечивает не только хороший пуск, но и снижает износ двигателя, расход топлива за период прогрева, уменьшает загазованность окружающего воздуха. Существуют жидкостные, воздушные и комбинированные подогреватели. Нагрев охлаждающей жидкости и дизельного топлива позволяет обеспечить прогрев и пуск двигателя за 30 минут
при температуре до –60 °С. Прогрев системы смазки осуществляется подачей горячего воздуха на картер двигателя, а иногда и внутрь него.

Для отечественных дизелей применяют воздушные подогреватели ПЖД-30 с тепловой мощностью 30 кВт, ПЖД-600 (69,6 кВт), жидкостный подогреватель ПЖД-400 (43,5 кВт). Имеется ряд отопительных устройств фирмы Eberspаcher (Германия): жидкостные отопительные устройства Hydronic B4W, B5W, D4W, D5W для легковых автомобилей и микроавтобусов, D9W, D24W, D30W, D35W для грузовиков, автобусов, фургонов. Эта же фирма выпускает воздушные отопительные устройства Airtronic B1LC, D1LC, D3LC, D5LC, D8LC, D12LC. Отопители автономные можно использовать при неработающем двигателе. Они могут включаться специальным устройством без присутствия водителя, запрограммированным на срок до 7 суток, или радиопультом с радиусом действия до 1 км. Eberspächer выпускает и подогреватели Termoline для топливопроводов.

Широкое распространение получили подогреватели фирмы Webasto (Германия). При работе подогревателя жидкость системы охлаждения обогревает блок и головку цилиндров двигателя, а отработавшие газы – картер двигателя.

В условиях низких температур важно обеспечить подогрев дизельного топлива в предпусковой период и поддержание его температуры при работающем двигателе. На схеме изображена система подогревателя топлива фирмы WintercaR. Режим работы: 3. 5 минут от аккумулятора и постоянный от генератора. Максимальная температура нагревателя топлива – 120 °С при мощности 110. 140 Вт, а подогревателя – 130 °С при мощности 120. 140 Вт. Автоматическое включение – при температуре воздуха ниже +3 °С. Отключение системы подогрева – при падении напряжения сети ниже 7 В.

Для облегчения пуска двигателя и повышения температуры воздуха в салоне эта же фирма выпускает устройства с аккумулятором тепла, обеспечивающие подогрев двигателя и отопителя салона.

Компания «Номакон» выпускает подогреватель топлива мощностью 150. 180 Вт, выполненный в виде бандажа, надеваемого на фильтр тонкой очистки (см. схему). Время разогрева – 3. 5 минут в зависимости от температуры окружающей среды. Компания также выпускает обогреваемый топливозаборник «Номакон ТП-16/200», обеспечивающий электроподогрев фильтрующей сетки топливозаборника за 2. 3 минуты до запуска с целью очистки ее от нефтяных парафинов и подогрева топлива в приемном стакане. Подогреватель устанавливается на баке любых автомобилей с дизельными двигателями.

После прогрева двигателя электроподогреватель отключается, и подогрев топлива осуществляется циркуляцией охлаждающей жидкости в кожухе топливозаборника. Предусмотрено два варианта схемы подключения к радиатору отопителя: последовательно и параллельно.

Все типы устройств применяемых при пуске холодного двигателя

Начнем с прописных истин, а именно: какие условия нужны двигателю, чтобы заветный процесс в его цилиндрах благополучно пошел. Здесь одинаково важны системы питания, зажигания и стартер, способный расшевелить застывший мотор.

Питание двигателя состоит из: горючего (самое распространенное — бензин) и окислителя (кислород воздуха). Если того или другого слишком мало (или много), то сгорание будет вялым или вообще не состоится. В идеале для полного сгорания бензина его весовое соотношение с воздухом должно быть около 1:15. За этим строго следят соответствующие устройства в любой исправной паяльной лампе, бензиновой горелке, примусе, обеспечивая прозрачное, голубоватое, горячее пламя.

Карбюратор, который должен готовить бензовоздушную смесь для различных режимов работы, существенно сложнее примуса. Но одна из его задач та же — держать соотношение топлива и окислителя в «горючих» рамках.

Когда мотор уже прогрет — это просто. Куда сложнее холодный зимний пуск. Промороженный воздух в диффузорах карбюратора еще больше охлаждается, и капельки бензина, смешиваясь с этой струей, испаряются неохотно. А для вспышки нужна оптимальная смесь — жидкую каплю горючего искра не воспламенит. Дело усложняется тем, что часть паров бензина, все-таки образовавшихся при карбюрации, по пути в цилиндр вновь конденсируется, соприкасаясь с холодным коллектором, и у свечи вновь один воздух — а он, увы, не горит.

Выход из этой непростой ситуации найден давно — любой карбюратор оснащен тем или иным пусковым устройством, резко увеличивающим подачу бензина, чтобы насыщенность его паров возле свечи стала достаточной для вспышки. Простейшая «полуавтоматика» представляется многим автолюбителям мудреной — хотя на деле и изучить, и отладить ее может любой вдумчивый школьник.

Гораздо более сложная проблема возникает у многих современных зарубежных машин, на которых установлен датчик температуры, который при определенном значении заданной минимальной температуры просто не позволит запуститься вашему двигателю. Бороться с этим недугом можно разными путями, вплоть до установки в машине специальной «платы» с выводом кнопки на панель. При запуске двигателя вы нажимаете кнопку, цепь размыкается и электроника, отвечающая, в том числе за ограничение пуска двигателя, перестает работать. Двигатель завелся, вы отжимаете кнопку, и работа электроники машины вновь восстановлена.

Следующая важная система — зажигание. Так ли уж важна мощность искры между электродами, если и слабая успешно заряд поджигает! Действительно, в легких условиях (лето, исправный мотор, нормально работающий карбюратор…) сверхмощная искра и не нужна. Иное дело — условия холодного пуска!

Мощная, хлесткая искра, нагревая капельки бензина, способствует их воспламенению. А слабая на это не способна. Кроме того, важно, чтобы искра между электродами проскочила вовремя — в конце такта сжатия, перед положением поршня в верхней мертвой точке. Это — так называемое опережение зажигания или угол опережения зажигания, для каждого двигателя свой, регламентируемый.

Мощность искры часто зависит и от более простых вещей. Прежде всего — от напряжения в бортовой сети. А покуда мотор не запущен — от состояния аккумуляторной батареи.

Последовательно мы подошли к стартеру. Его задача — крутить мотор, да побыстрее, чтобы карбюратору хватало разрежения, а сжатие в цилиндрах хорошо подогревало каждый заряд. Чем медленнее проворачивается коленвал, тем сложнее пустить двигатель.

Зимой стартеру особенно нелегко и тем более, если в двигателе густое летнее масло. Его настолько трудно прокачать по системе смазки, что порой ломается масляный насос, рвется корпус фильтра. Коленвал вращается еле-еле, сжатие в цилиндрах медленное и слабое, карбюратор работает плохо. Но и это не все!

Нагрузка на стартер максимальная — и он сильно «подсаживает» батарею — настолько, что и искры может не быть. Вот почему при зимнем пуске вязкость масла часто играет «первую скрипку». Поскупились, сэкономили на смене масла — неприятности обеспечены.

А теперь перейдем от теории к практике. Как можно заключить из всего вышеописанного самое главное — это общая готовность автомобиля к морозам. «Правильное», более жидкое и потому более подходящее для зимы масло, а также хороший аккумулятор. С маслом все просто — заливайте хорошее масло в проверенных автосервисах. Минеральное или просто старое машинное масло в минус 30 наверняка замерзнет. Поэтому лучше поменять масло, предпочтительно на «синтетику».

В бачке омывателя тоже нужно иметь незамерзайку, причем качественную и не разбавленную. Вода, если вдруг у кого осталась, замерзнув, разорвет детали омывателя. К сожалению, большинство «незамерзаек» предлагаемых на авторынках замерзают уже при -15ºС. Зная этот факт проще на зиму сливать всю жидкость из омывателя и тем самым обезопасить себя от неприятностей. Согласитесь: мало кто из нас пользуется омывателем зимой.

Аккумулятор. Помочь ему пережить ночь или даже несколько дней можно, хорошо прогрев машину «перед сном» — лучше всего поездить хотя бы полчаса не используя мощные электроприборы — обогрев заднего стекла и сидений, сервоприводы, навороченную музыку. Есть еще вариант унести аккумулятор домой, в тепло. Если у вас нет теплого гаража, и стоянка предстоит долгая, скажем недельная, то снять аккумулятор все же стоит.

Даже в обычных теплых условиях в течение месяца каждый аккумулятор нуждается в зарядке, что же говорить о холодах, когда процесс разрядки идет гораздо быстрее. Не забудьте перед установкой аккумулятора, зачистить все контакты, иначе у вас автомобиль либо не станет заводиться, либо при запуске начнет «глючить» сигнализация.

В холодные утра аккумулятор перед запуском нужно прогреть, на несколько секунд включив дальний свет. Мера это довольно действенная. Совет тем, кто пользуется ручной коробкой передач: чтобы не перегружать аккумулятор — не забывайте во время пуска нажать на педаль сцепления. Нейтрального положения рычага в коробке тут мало: ведь при отпущенной педали мотору придется вращать и ведомый диск, и валы в коробке.

И даже после того как двигатель завелся, имеет смысл некоторое время подержать ногу на сцеплении — если резко отпустить, автомобиль может заглохнуть и, по закону подлости, больше не завестись. Не надо крутить стартер слишком долго — лучше дать аккумулятору отдохнуть, а потом повторить операцию.

Если все же вам не удается завести своего железного коня, то в таких случаях мы вспоминаем о существовании особых устройств, носящих в народе название — «провода для прикуривания». Они предназначены для подачи большого стартового тока на клеммы разряженной аккумуляторной батареи от автомобиля-донора.

Но передать этот ток способны только провода, имеющие достаточно большое сечение. Например, чтобы обеспечить прокрутку холодного двигателя с объемом около 1,6 л, площадь поперечного сечения такого провода должна быть не меньше 16 мм?, что соответствует диаметру 4,5 мм.

Некоторые фирмы выпускают провода в резиновой изоляции, которая при отрицательных температурах дубеет и не позволяет проводам сгибаться. У лучших образцов изоляция выполнена из мягкого материала, чаще всего она силиконовая, не теряющая своих свойств на морозе.

Концы проводов обычно заделываются в мощные зажимы типа «крокодил» и отличаются цветом: как правило, плюсовой провод бывает красным, минусовой — черным. Длина проводов редко превышает 2-3 метра, поэтому ставить автомобили следует как можно ближе один к другому. И при этом учитывать расположение аккумуляторных батарей.

Хочу предостеречь: многие автомобили с достаточно сложным электронным обеспечением системы пуска — проще говоря, с компьютерами — не рекомендуется запускать таким способом. Их выпрямительные мосты и компьютеры могут при этом погибнуть. О чем в инструкциях обычно сказано достаточно определенно. Поэтому, прежде чем «прикуривать» — загляните в «мануал»!

Открыв капоты, сначала закрепите наконечник «плюсового» провода на клемме «+» страдающего автомобиля и только после этого соедините второй зажим этого же провода с клеммой «+» АКБ автомобиля-донора. Зажимы должны закрепляться плотно и надежно. После этого в такой же последовательности подключите черный провод.

Убедившись, что провода закреплены правильно и прочно, подождите пару минут и включите зажигание. Включать зажигание и запускать двигатель автомобиля-донора не следует во избежание повреждения его электронных систем. После пуска двигателя и появления признаков его устойчивой работы на оборотах холостого хода провода можно отключить: сначала «минусовой», затем «плюсовой».

Часто машина не заводится из-за плохих или грязных свечей зажигания. Их нужно проверить, очистить от нагара и при необходимости поменять.

На случай морозов в автомагазинах продается большое количество специальных присадок для топлива — например, «быстрый старт», которые заливаются в карбюратор и топливную систему для лучшего запуска двигателя.

Стартером нельзя, да и бессмысленно крутить дольше 20 секунд. Если после трех таких попыток машина не ожила — нужно подождать несколько минут, затем повторить серию. Когда не получилось запустить мотор с трех-пяти попыток и он не подает на это никаких надежд — стоит оставить машину в покое до потепления или вызвать специалиста для поиска причины саботажа техники.

В холод лучше не ставить автомобиль на ручник, чтобы не примерзли колодки. Спокойнее просто поставить машину на передаче. Владельцам дизельных автомобилей вообще не рекомендуется пользоваться машиной в серьезные холода, если она ночует на улице или в неотапливаемом гараже. Шансов на запуск дизеля при минус 30 немного.

Чтобы не копаться с замерзшими дверными замками, лучше заранее залить в «личинки» специальные «размораживалки». Поливать замок кипятком не советую — вода остынет, замерзнет, и открыть машину в следующий раз удастся уже только весной.

Один из спорных вопросов — стоит ли греть машину, если, допустим, она совершенно исправна и может ехать сразу после пуска и не глохнуть. Однозначно: стоит трогаться с места только после того, как обогреватель салона начинает выдавать ощутимо теплый для рук воздух. И, конечно, не газовать, как советуют инструкции.

Помните: один проблемный холодный пуск двигателя в сильный мороз по степени причиненного автомобилю вреда равен 300-500 км пробега. И если поездка не срочная, то лучше ее отложить на потом.

7.2. Пусковые жидкости

Назначение. Пусковые жидкости – это вспомогательные средства, позволяющие улучшить воспламеняемость топлив. Необходимость в них может возникнуть в холодное время года при недостаточной испаряемости бензина или неудовлетвори­тельных теплофизических свойствах горючей смеси дизельного топлива с воздухом.

Пусковые жидкости вводятся в топливо при помощи специ­альных устройств. Наиболее удобны аэрозольные баллоны, из

которых смесь распыливается на воздушный фильтр. Практи­чески только они сейчас и предлагаются потребителю. Несколько десятков лет назад были также разработаны ам- пульные системы, позволяющие впрыскивать пусковые составы в топливопровод и управляемые из кабины водителя. Эти гро­моздкие и неудобные устройства мы не рассматриваем.

Принцип действия. В двигателях, использующих бензин и дизельное топливо, принцип действия пусковых жидкостей различен. Проблема^ возникающая при холодном пуске бензи­нового двигателя, заключается в недостаточной испаряемости бензина при низкой температуре, в результате чего состав об­разующейся горючей смеси далек от оптимального. Из-за этого продолжительность пуска возрастает. Это приводит к повыше­нию пусковых износов, росту расхода топлива и увеличению эмиссии токсичных продуктов неполного сгорания, характер­ных для пускового периода. Если концентрация бензина в го­рючей смеси ниже нижнего концентрационного предела вос­пламенения (КПВ), то смесь вообще не воспламенится. По­этому в основу составов для пуска холодных карбюраторных двигателей входят легколетучие жидкости с широкими КПВ. Как правило, это серный (диэтиловый) эфир, диапазон КПВ которого составляет от 2 до 48% (об.). Однако в чистом виде его не используют, так как он очень быстро сгорает, и само топливо воспламеняется уже после прохождения поршнем верхней мертвой точки. При этом очень высока скорость на­растания максимального давления, вызывающая повышенный износ и снижающая долговечность деталей двигателя. Поэтому в пусковую смесь добавляют фракции, являющиеся как бы промежуточными между эфиром и бензином: петролейный эфир, газовый бензин, кислородсодержащие соединения и т. д. Их присутствие обеспечивает более плавное нарастание давле­ния.

С целью снижения пусковых износов в смеси добавляют противоизносные и противозадирные присадки. Естественно, что улучшение смазывающих свойств пусковых жидкостей пу­тем добавки смазочных масел и высококипящих углеводородов, загрязняющих свечи, в данном случае противопоказано. Пусковые составы могут также содержать промоторы воспла­менения: нитраты, пероксиды, подготавливающие горючую смесь к воспламенению. Наконец, для стабилизации серного эфира, который легко образует взрывоопасные пероксиды, в состав вводят некоторое количество антиоксиданта.

Проблема, возникающая при холодном пуске дизельного двигателя, заключается не в пониженной испаряемости топли­ва, а в недостаточно высокой температуре, развиваемой при сжатии топливной смеси. Во-первых, это происходит из-за того, что в цилиндр подаются холодные топливо и воздух, во- вторых – из-за повышенной теплоотдачи от сжимаемой смеси к холодным стенкам цилиндра. Поэтому основу пусковых жид­костей для дизелей составляют жидкости с низкой температу­рой самовоспламенения (Тс) и промоторы воспламенения. В качестве легковоспламеняющейся жидкости используют сер­ный эфир благодаря низкому значению Тс, которое при атмо­сферном давлении составляет 180-200 °С, а в камере сгора­ния – 190-220 °С. Для смягчения жесткой работы двигателя в пусковую жидкость добавляют промоторы воспламенения и легкие углеводородные фракции. Снижение пусковых износов обеспечивают добавкой низкозастывающего масла с хорошими противоизносными свойствами.

Показатели эффективности пусковых составов определяются при испытаниях двигателей на стендах в холодных камерах. В процессе испытаний оценивают среднюю продолжительность и процент удачных пусков с первой, второй и третьей попыток.

Существует понятие “надежного пуска”, которое определяется как запуск хо­лодного двигателя после трех (не более) попыток по 10 с каждая с интервалом между ними в 1 мин при питании стартера от холодной аккумуляторной батареи с 75%-й зарядкой. Если двигатель запускается при тех же условиях, но от теп­лой, полностью заряженной батареи, говорят о “возможном” пуске (101J.

Ассортимент. В России разработаны следующие пусковые жидкости.

Арктика* – жидкость, предназначенная для использования при запуске двигателей, работающих на бензине. В настоящее время она не вырабатывается, однако на рынке предлагаются ее зарубежные аналоги. Принципы, положенные в основу раз­работки этой жидкости, могут быть использованы при созда­нии новых отечественных составов. Состав жидкости “Арктика” следующий:

Жидкость впрыскивается во, впускной трубопровод, для чего разработаны специальные, достаточно сложныег устройства. Мы их не рассматриваем. Более удобны аэрозольные баллоны, из которых жидкость впрыскивается или во впускной трубо­провод, или непосредственно на воздушный фильтр.

Применение пусковых жидкостей типа “Арктика” обеспечи­вает надежный запуск двигателей при температуре до -40 °С в течение 20-25 с. Зависимость минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 от температуры приведена на рис. 59 [102]. Ниже представлены результаты запуска двига­теля ЗИЛ-375 при -25 °С [26]. При этом они сравниваются с альтернативным методом: подогревом двигателя.

Холод Д-40 – жидкость, предназначенная для дизельных двигателей. Она обеспечивает надежный запуск дизеля, оборудованного холодными аккумуляторными батареями повышен¬ной стартерной емкости типа

щенных масел, до температуры -40 °С. Жидкость имеет следуюший состав:

Жидкость “Холод Д-40” впрыскивается во впускной трубо­провод двигателя при помощи специальных устройств НАМИ 5ПП-40 или НАМИ 6ПП-40, которые устанавливаются на ав­томобиле. Устройство состоит из специальной камеры, куда вставляются ампулы с жидкостью, источника сжатого воздуха, карбюратора-с^еситеЛЯ и форсунок. Водитель должен вклю­чить подачу воздуха и проколоть ампулу. После этого жидкость попадает в карбюратор, и образующаяся смесь поступает через форсунки в систему подачи топлива.

Гарантированный запуск достигается при частоте вращения коленчатого вала: для двигателей с непосредственным впрыском – 40-60 мин”1, для вихрекамерных – 100-125 мин”1. Влияние температуры на число минимальных пусковых оборо­тов при запуске двигателя ЯМЭ-236 представлено на рис. 60 |103].

При температуре до -20 °С продолжительность пуска дизе­лей (в это понятие входит время от начала провертывания ко­ленчатого вала стартером до начала надежной работы двигателя без пусковой жидкости) составляет 4-5 с. При дальнейшем понижении температуры это время резко увеличивается и при -40 °С составляет 40-100 с (рис. 61) [102].

Расход жидкости Q может быть рассчитан по эмпирической формуле [103]

где К – коэффициент, учитывающий тип двигателя (для дизелей типа ЯМЗ он равен 0,075-0,11); Т- абсолютное значение температуры, °С; V- рабочий объем двигателя, дм3.

На практике определено, что при температуре -(35+40) °С расход жидкости при пуске двигателей ЯМЗ составляет 40-60 мл, для вихрекамерных двигателей он в 1,5-2,0 раза больше.

НИИАТ ПЖ-25 – жидкость, состоящая из равных количеств диэтилового эфира и индустриального масла И-12А. Мини­мальная температура, при которой может быть обеспечен на­дежный запуск дизеля с применением этой жидкости, – минус 25 °С.

Ограничения возможности пусковых составов. Пуск двигате­ля при низких температурах зависит не только от свойств топ­лива, но и от состояния смазочного масла. При загустевшем масле на проворачивание коленчатого вала тратится слишком большая мощность, и пуска может не произойти. Поэтому не­обходимо применять масла с малой вязкостью и хорошей вяз­костно-температурной характеристикой.

Пусковые жидкости у владельцев транспорта мало популяр­ны. Отчасти это объясняется неудобством их практического применения. Заметим, что импортные средства в аэрозольной упаковке очень удобны. Однако их составы, токсические свойства и влияние на ресурс двигателя в России не изучены.