Глава 14 система пуска двигателей

Для пуска любого ДВС необходимо предварительно раскрутить вал до определенной частоты вращения, чтобы заполнить рабочие объемы цилиндров свежим зарядом и подготовить и реализовать воспламенение топлива.

Основные требования к пусковым системам:

• малые затраты времени и энергии на осуществление пуска;

• малые габариты пусковых устройств;

• надежность работы в различных климатических условиях.

Пусковое устройство, преодолевая общее сопротивление враще­нию вала двигателя, должно сообщить валу достаточную для на­дежного запуска частоту вращения.

Минимальная частота вращения, при которой получаются пер­вые вспышки, называется пусковой частотой вращения.

Для двигателей с искровым зажиганием эта частота 35...50 мин^-1, для дизелей —150...200 мин^-1.

1. СПОСОБЫ ПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ

На современных автомобилях и тракторах применяют следу­ющие способы пуска:

• ручной;

• электрическим стартером',

• сжатым водухом;

• вспомогательным пусковым двигателем;

• с помощью гидромоторов.

Ручной пуск является, как правило, резервным, и возможность его применения ограничивается двигателями малой мощности.

Пуск электрическим стартером наиболее распространен. Схема такого пускового устройства представлена на рис. 14.1. Электроста­ртер 3 представляет собой сериесный электродвигатель постоянного тока, питаемый от аккумуляторной батареи 1. При включении кнопки 2 якорь электромотора начинает вращаться, а шестерня стартера 4, входя в зацепление с зубчатым венцом 5 маховика, передает вращение коленчатому валу.

379

Рве. 14.1. Схема пуска ДВС электростартером:

1 — аккумуляторная батарея; 2 — пусковая кнопка; 3 — электростартер; 4 — шестерня стартера;

5 — зубчатый венец маховика

Пуск сжатым воздухом может осуществляться либо с исполь­зованием пневматического стартера, либо за счет подачи сжатого воздуха непосредственно в цилиндры двигателя. На практике более широкое применение получил второй вариант. Принципиальная схема его представлена на рис. 14.2. Из баллонов 7 через вентили 6 сжатый воздух, проходя через кран-редуктор 5, воздухораспреде­литель 2 и пусковой клапан 1, поступает в цилиндры двигателя в соответствии с порядком их работы. В такте расширения сжатый воздух давит на поршень, перемещает его и проворачивает колен­чатый вал. После пуска кран 5 закрывается. Для контроля давления воздуха в баллонах и воздуха, поступающего в двигатель, имеются манометры 3 я 4.

7

Рис. 14.2. Схема пуска сжатым воздухом:

1 — пусковой клапан; 2 — воздухораспределитель; 3,4 — манометры; 5 — кран-редуктор; б — вентили; 7 — баллоны со сжатым воздухом _а

380

Л/_с=23 • 10' ³^_дау^0,3“и^,

381

382

Топливо

3* Л.:-И/

Рис. 14.3. Схема подогрева воздуха:

1 — аккумуляторная батарея; 2 — цусковая кнопка; 3 — катушка зажигания; 4 — свеча; 5 — форсунка; 6 — насос; 7 — топливный бак

Рис. 14.4. Факельная свеча:

1 — нагревательный элемент; 2 — корпус; 3 — штуцер подвода топлива; 4 — топливный фильтр; 5 — жиклер; б — трубка; 7 — сетка; 8 — контргайка; 9 — резьбовая часть корпуса для установки во вцускную трубу; 10 — объемная

сетка; 11 -

кельного подогревателя. При пуске двигателя во впускную трубу через форсунку 5 насосом 6 впрыскивается топливо, которое восп­ламеняется от свечи 4.

Образующаяся при этом теплота нагревает движущийся воздух, стенки трубопровода и стенки цилиндра, в результате чего повышается температура конца такта сжатия и обеспечива­ется более надежное воспламенение топлива, подаваемого в ци­линдр.

На дизелях в качестве такого устройства обычно используется термостарт, включающий в себя факельную свечу, электромагнит­ный тпп пия ный клапан, добавочный резистор с термореле и пере­ключатель.

Факельная свеча (рис. 14.4) имеет нагревательный элемент, пред­ставляющий собой металлический кожух, внутри которого в специ­альном наполнителе запрессована спираль. Топливо проходит по кольцевой полости между нагревательным элементом и трубкой, испаряется и после смешивания с движущимся во впускной трубе

383

воздухом воспламеняется. Образующий факел пламени обеспечива­ет нагрев воздуха, поступающего в цилиндры.

Пуск дизеля на бензине (рис. 14.5) применяется для двигателей с небольшим рабочим объемом. Для этой цели в головке цилинд­ра устраивают дополнительную камеру 5 со свечой зажигания 4, которая отделена от основной камеры клапаном 3. При пуске клапан открывается, степень сжатия понижается, что приводит к уменьшению сопротивления при прокручивании вала. Для по­дачи смеси в цилиндры двигателя при пуске используется кар­бюратор 2.

После пуска и прогрева двигателя на бензине клапан 3 закрыва­ется, включается подача дизельного топлива через штатную систе­му питания, а воздух направляется в камеру сгорания через откры­тую заслонку 1 и двигатель начинает работать как обычный дизель.

Для запуска двигателей в арктических условиях широко исполь­зуют легковоспламеняющиеся жидкости, впрыскиваемые во впуск­ной трубопровод. Отечественная пусковая жидкость для дизелей «Холод Д-40» имеет следующий состав (%): этиловый эфир —

58. .62, изопропилнитрат —13...17, петролейный эфир —13...17, мас­ло для газотурбинных двигателей — до 10.

Аналогичная жидкость для двигателей с искровым зажиганием «Арктика» включает (%): серный эфир —45...60, газовый бензин —

35. .55, изопропилнитрат—1...6, противоизносную присадку — до

2. антиокислительную присадку — до 0,5.

Для запуска дизелей широко применяют декомпрессионные устройства, конструкция одного из которых приведена рис. 14.6. При установке рычага 3 в положение «Пуск» валик 1, на поверх­ности которого имеются лыски, поворачивается и его цилиндричес­кая часть через штанги 2 передает усилие на коромысло, которое открывает клапан. При открытых клапанах существенно снижаются энергозатраты на прокручивание двигателя. По достижении пуско­вых оборотов декомпрессор отключается и двигатель начинает работать как обычный дизель.

384

Рис. 14.6. Схема механизма газораспределения с декомпрессором:

1 — валик декомпрессора; 2 — штанга; 3 — рычаг управления декомпрессором

Для рационального решения проблемы холодного запуска ис­пользуют комбинированные устройства, обеспечивающие предпу­сковой подогрев охлаждающей жидкости и масла в смазочной системе, представляющие собой автономный подогреватель, вклю­чаемый в систему жидкостного охлаждения двигателя.

Основным элементом указанного устройства является котел- подогреватель с блоком насосов. Как правило, он работает на том же топливе, что и двигатель.