книги из ГПНТБ / Гаркави, Н. Г. Эксплуатация средств технического вооружения железнодорожных и дорожных войск учебник

ходит из-за большой величины разрядного тока батареи при пу­ ске холодного двигателя. Контакты свариваются возникающей при этом электрической дугой.

При низких температурах сильно затрудняется и управление машинами. Причинами этого являются как изменения парамет­ ров систем управления, так и вредное влияние низких температур на людей. Кроме того, условия использования машин зимой обыч­ но значительно сложнее, чем летом.

Сильно уменьшается надежность гидросистем, на которые при­ ходится около 70% отказов машин в зимнее время. Во многом это

снижается производитель­

мерзание шариков клапанов. Для устранения всех этих неприят­ ных явлений рекомендуется .использовать маловязкие масла, тща­ тельно отрегулировать гидросистему, перед пуском подопревать ее

бами и аккумуляторы, а также утеплить их и некоторые клапаны

итрубопроводы.

Основной причиной многих неисправностей пневматических си­ стем управления является конденсация, а в дальнейшем и замер­ зание в них влаги. Поэтому, нужно ежедневно спускать конденсат, прогревать замерзшие места горячим воздухом или водой.

Управление машинами зимой затрудняется из-за ухудшения видимости водителем дороги или места работы при обмерзании стекол, а также вследствие низкой температуры в кабине управ­ ления. Для устранения обмерзания стекол делается двойное остек­ ление кабин или подогрев стекол, например, электроподогрев токопроводящих стекол.

Кабины должны иметь надежные и безопасные отопители, ра­ ботающие на том же топливе, что и двигатель. Использование для отопления кабины воздуха из подкапотного пространства двига-

210

теля не допускается, вследствие возможности отравления водите­ лей отработавшими газами.

Технология строительных работ, выполняемых при низких тем­ пературах, значительно усложняется сравнительно с летним пе­ риодом. Подробно этот вопрос изучается в специальных дисцип­ линах. Здесь следует отметить только то, что иногда для работы в зимних условиях требуются специальные регулировки рабочих органов и другие технологические мероприятия, повышающие эф­ фективность работы машин.

Большая сложность эксплуатации машин при низких темпера­ турах обусловливает необходимость проведения ряда мероприятий по подготовке техники к эксплуатации зимой, включаемых в се­ зонное техническое обслуживание. К основным из этих мероприя­ тий относятся:

— промывка системы охлаждения двигателей (для удаления из нее накипи и осадков), топливных баков, фильтров и трубопро­ водов системы питания;

— замена смазки с промывкой картеров и маслопроводов;

—промывка и очистка воздухоочистителей и заправка их маслом;

—проверка аккумуляторов с доведением плотности электро­

лита до соответствующей сезону;

—проверка состояния авторезины;

—проверка и регулировка тормозных систем и систем управ­

иводопроводных труб;

—выполнение всех работ в объеме очередного технического обслуживания.

Кроме того, весь личный состав, эксплуатирующий машины, должен быть обучен управлению машинами и их обслуживанию в зимних условиях.

ПУСК ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Существует два основных способа пуска двигателей при низ­ ких температурах — без тепловой подготовки и с тепловой под­ готовкой.

Пуск холодного двигателя без тепловой подготовки обеспечи­ вает быстрое приведение техники в состояние готовности. В годы второй мировой войны использование этого способа было единст­ венной возможностью поддержания боевой готовности машин. В то время были нередкими случаи запуска холодных двигателей при температурах наружного воздуха до — 50° С.

В литературе можно найти немало данных о том, что запуск холодных двигателей приводит к ускоренному их изнашиванию. Эти данные справедливы только при пусках на вязких маслах и для тех случаев, когда топливо из камеры сгорания проникает в картер через зазоры и смывает, при этом, смазку со стенок ци­ линдров. Маловязкое масло достаточно смазывает все узлы тре­ ния даже при проворачивании коленчатого вала вхолостую.

Советский исследователь Г. С. Лосавио [37] правильно показал, что износ холодного двигателя происходит в основном в период прогрева работой на холостом ходу, а не собственно пуска, кото­ рый происходит почти мгновенно. К аналогичным результатам пришли и многие другие исследователи как отечественные, так и иностранные.

Для холодного пуска двигателей обязательно применение ма­ ловязких масел и топлив достаточно легкого фракционного соста­ ва. Даже специальные зимние масла при температуре ниже —30° С не обеспечивают проворачивание коленчатого вала с достаточной для запуска скоростью, поэтому потребность в разжижении масел имеется почти всегда. Разогрев масла в картерах, как правило, не достигает цели, так как узлы трения «вал — подшипник» и «ци­ линдр— поршень» при этом остаются холодными.

Разжижение масел производится топливами, которых обычно добавляется в масло, примерно, 15%. При использовании легких топлив (авиационный или автомобильный бензин) разжижение необходимо делать ежедневно, при других топливах — в тех слу­ чаях, когда сопротивление прокручиванию коленчатого вала бу­ дет препятствовать пуску двигателя. Иногда среди специалистовпрактиков встречается мнение, что наличие топлива в масле уве­ личивает износ двигателя. Это неправильно, так как износ растет только в тех случаях, когда топливо попадает в масло из камеры сгорания, смывая при этом смазку сочленений «поршень — ци­ линдр».

Облегчение пуска двигателей может достигаться подогревом элементов его топливных систем, а следовательно и топлива для улучшения его испаряемости. Проще всего этот подогрев осущест­ вляется поливкой впускного трубопровода и поплавковой камеры горячей водой.

Запуск карбюраторных двигателей облегчается при подаче во впускную систему мелкораспылекного топлива с помощью специ­ альных пусковых насосов.

Вначале пятидесятых годов находила применение подача в ци­ линдры двигателей легковоспламеняемой горючей смеси, приго­ товленной вне двигателя, в пусковых автомобильных газогенера­ торах как индивидуальных для каждой машины, так и групповых.

Вгоды Великой Отечественной войны широко применялся пуск двигателей на ацетилене, подаваемом в воздушный патрубок кар­ бюратора. Ацетилен вырабатывался в очень простых и портатив­ ных генераторах.

212

Наиболее сложен зимний запуск дизельных двигателей, так как пока практически не удается создать дизельное топливо с низ­ кой температурой самовоспламенения, удовлетворяющее и другим эксплуатационным требованиям (высокое цетановое число, малая вязкость, отсутствие парафина и др.). Поэтому для запуска ди­ зельных двигателей, и отчасти карбюраторных, сейчас широко применяют специальные легкоиспаряющиеся и легковоспламеняю­

Эфир может употребляться для пуска в чистом виде или в сме­ си .(1:1) с дизельным топливом. Расход чистого эфира довольно

стенках. Оставшаяся часть эфира не обеспечивает запуска двига­ теля, а подогрев смеси вызывает ее взрыв. Применение чистого эфира приводит к чрезвычайно быстрому нарастанию давления в цилиндрах. Более целесообразно введение во впускной коллек­ тор парообразного эфира, когда предел воспламеняемости паров эфира и воздуха остается выше температуры — 46° С.

Удобнее, чем чистый эфир, специальные пусковые жидкости на эфирной основе, вводимые специальными устройствами, многие из которых называются «Старт-пилот». Существует большое количе­ ство пусковых жидкостей и устройств для их ввода. В состав большинства жидкостей входят: петролейный эфир, обеспечиваю­ щий плавное нарастание давления, и пиридин, способствующий лучшей растворимости всех компонентов и стабильности смеси.

Конструкции пусковых устройств, в принципе, одинаковы (рис. 40). Все они состоят из трех основных частей: ручного воз­ душного насоса, устанавливаемого в кабине водителя, смесителя, располагаемого в непосредственной близости от двигателя, и рас­ пылителей, помещаемых во впускном трубопроводе двигателя.

В смесителе воздух перемешивается с. жидкостью. Образую­

мещают в корпус смесителя. Для этого снимают крышку с иглой прокалывателя. Затем крышку с прокалывателем, находящимся в крайнем верхнем положении, ставят на место, после чего рукой нажимают на ручку прокалывателя. Жидкость стекает через об­ разовавшееся отверстие в камеру смесителя.

Одновременно с включением стартера и подачей основного топ­ лива водитель должен ручным насосом закачать воздух в смеси­ тель. Попадая туда, воздух вытесняет из камеры жидкость, кото­ рая по каналам поступает к жиклерам. К ним же подводится воз­ дух. Образующаяся воздушно-жидкостная эмульсия подается к

213

распылителям, откуда попадает во впускной трубопровод дви­ гателя.

Пусковое устройство может стационарно монтироваться нл приборном щитке машины. Иногда оно может использоваться для запуска группы машин, с переносом от одной из них к другой.

Рис. 40. Схема пускового приспособления:

/— капсула; 2— корпус смесителя; 3— крышка смесителя; 4— прокалыватель; 5 — камера смесителя; 5— воздушный насос; 7— трубка; 8— канал; Р— жиклер; /0— боковые отверстия; 11, /2— каналы; 13— трубка; /4— распылитель; А, Б — стенки левого и правого впускных трубопроводов двигателя; В — распределительный тройник.

Применение пусковых жидкостей обеспечивает запуск двигате­ лей при температурах —38—40° С за 1 мин и переход к рабочему режиму под нагрузкой за 5— 8 мин. Запускаться могуг дизельные и карбюраторные двигатели даже со значительным износом ци­ линдро-поршневой группы.

Существует ряд способов запуска холодных двигателей, тре­ бующих существенных конструктивных изменений в двигателях. Здесь эти способы не рассматриваются.

Ранее указывалось, что основная часть пускового износа хо­ лодного двигателя возникает в последующий после пуска период его работы, когда двигатель разогревается до рабочих темпера­ тур. Поэтому важно уменьшить длительность этого периода и из­ нашивание деталей в течение его. Для этой цели у всех двигателей в системе охлаждения устанавливается термостат, который рас­ считан на применение в системах охлаждения низкозамерзающих охлаждающих жидкостей. При использовании для охлаждения во­

214

ды термостат может вызвать ее замерзание в нижней части ра­ диатора (из-за недостаточной циркуляции) и сам бывает недоста­

20-30° С.

Пуск двигателей с помощью тепловой подготовки может про­ изводиться двумя способами—подогревом и разогревом.

При подогреве тепловой режим поддерживается на определен­ ном уровне в течение всего времени межсменного хранения и ма­ шина постоянно готова к работе. При разогреве — двигатель пос­ ле окончания работы остывает до температуры окружающей сре­ ды, а перед началом работы его температура доводится до вели­ чины, обеспечивающей легкий запуск.

Подогрев двигателей имеет ряд преимуществ по сравнению с разогревом. К ним относятся:

1.Минимальное время подготовки машин к работе.

2.Не требуются дополнительные работы по сливу воды б на­ чале нерабочего периода и заливке ее перед работой. Кроме того, при этом уменьшается расход воды и предотвращается интенсив­ ное образование накипи при заливке систем охлаждения свежей водой.

3.Комплексность подогрева обеспечивает необходимое тепло­ вое состояние всех основных механизмов машин, что облегчает за­ пуск их и уменьшает пусковые износы.

4.Отсутствует значительный перепад температур деталей, на­ блюдающийся при интенсивном разогреве, который может при­ вести к деформациям деталей и появлению на них трещин.

5.В ряде случаев подогрев оказывается экономически более выгодным. Хотя теоретически расход тепла на подогрев больше, чем на разогрев, фактически его требуется при разогреве не мень­ ше, вследствие потерь теплоносителя (воды или пара).

Основным недостатком подогрева является необходимость соз­ дания более или менее капитальных устройств и значительное ухудшение его экономических показателей при небольшом количе­ стве подготавливаемых машин. Область применения подогрева — это прежде всего постоянные парки для хранения и обслуживания техники частей, а также достаточно большие и редко перемещаю­ щиеся полевые парки.

Тепловая подготовка двигателей к пуску может осуществлять­ ся различными способами:

—индивидуальными подогревателями;

—при помощи горячей воды;

215

—с использованием пара;

—горячим воздухом;

—электронагревательными устройствами;

—газовыми горелками инфракрасного излучения.

Рациональность способа тепловой подготовки определяется по критериям:

—трудоемкость работ по подготовке к пуску двигателя;

— время приведения машин в состояние готовности:

—затраты на тепловую подготовку.

Индивидуальные подогреватели для разогрева двигателей удобны в работе и обеспечивают их надежный пуск. Они устанав­ ливаются непосредственно на двигателе и поэтому могут одина­ ково успешно использоваться как в парках машин, так и при ра­ боте машин малыми группами. Они осуществляют не только разо­ грев двигателей при —40° С, но и подогрев их.

Подогреватели могут работать на бензине пли дизельном топ­ ливе. В первом случае они обозначаются маркой ПЖБ, во вто­ ром— ПЖД. Число, стоящее после букв, характеризует мощность в кВт. Некоторые подогреватели (ПЖД-44, ПЖД-70) могут ра­ ботать на любом виде топлива.

В принципе подогреватели состоят из металлического котла, снабженного камерой сгорания и имеющего теплообменник с дву­ мя рубашками. По этим рубашкам, расположенным концентрично, циркулирует жидкость из системы охлаждения. Циркуляция жидкости осуществляется по принципу термосифона или прину­ дительно— насосом. В некоторых подогревателях отработавшие газы, пройдя газоходы, направляются в фальшподдон для нагрева масла в картере.

Топливо в камеру сгорания подогревателя подается обычно са­ мотеком из специального бачка, воздух — электровентилятором. Горелки применяются циклонно-испарительного типа млн высоко­ го давления. Рабочая смесь воспламеняется от запальной свечи.

Удельная теплопроизводительность подогревателей очень вы­ сока— 1500—2000 ккал/ч на 1 кг веса. Их вес 4—15 кг, расход топлива 1 —4 кг/ч, трудоемкость монтажа 3— 8 чел.-ч. По эконо­ мическим показателям это одни из лучших средств обеспечения запуска двигателей.

В .настоящее время очень распространен разогрев двигателей: горячей водой. Основной недостаток этого способа — поглощение большого количества тепла радиатором и передача его в окру­ жающую среду, минуя двигатель. Объем горячей воды и количе­ ство времени, необходимые для разогрева двигателя, весьма зна­

ность этого способа разогрева двигателей повышается при отклю­ чении радиатора с помощью кранов, заслонок и т. п.

216

Заслуживает внимания устройство, предложенное НИИАТ. «повышающее колено», которое сейчас уже имеется в двигателях ЗИЛ-130. В нем система охлаждения двигателя соединяется с ра­ диатором петлеобразной трубкой, к которой приварена воронка. Колено петли расположено выше воронки и верхней части рубаш­ ки охлаждения блока цилиндров. Поэтому заливаемая вода из во­ ронки поступает в рубашку охлаждения блока цилиндров, но не попадает в радиатор. После окончания разогрева воронка закры­ вается пробкой, а система охлаждения дозаправляется водой че­ рез горловину радиатора.

При разогреве двигателей горячей водой необходимы водогрей­ ки. Очень важно, при этом, обеспечить минимальные потери теп­ ла горячей водой, при ее транспортировании от водогрейки к ма­ шинам.

Рассматриваемый способ разогрева рационален при сравни­ тельно малых емкостях систем охлаждения (до 30 л), не очень низких температурах (до — 2 0 , —30°), маловязких маслах и осо­ бенно эффективен при использовании пусковых жидкостей, когда для разогрева достаточно одноразовое заполнение горячей водой системы охлаждения.

Значительно более эффективен разогрев или подогрев двигате­ лей паром. Существует два способа разогрева двигателей паром:

—с впуском пара непосредственно в систему охлаждения дви­ гателя;

—при помощи теплообменника, включенного в систему охлаж­

дения.

Первый способ проще и более распространен. При использо­

вании пароподогрева пар из котельной под давлением до 0,7 кгс/см2 по паропроводам, стоякам и шлангам подается в системы охлаж­ дения двигателей, где конденсируется. Конденсат выпускается наружу или по трубопроводам поступает в резервуар, откуда на­ правляется обратно в котел или в канализацию.

При прогреве паром пустой системы охлаждения детали дви­ гателя могут нагреваться неравномерно, что иногда приводит к появлению трещин. Удобно использование специального устройст­ ва (рис. 41), состоящего из кожуха, прикрепляемого к днищу кар­ тера и имеющего два штуцера —один для подвода пара из котла, второй—для соединения шлангов со штуцерами, установленными на рубашке охлаждения блока цилиндров двигателя.

При разогреве двигателей паром необходимо обращать вни­ мание на технику безопасности. Из котла отбирается большое ко­ личество пара, что приводит к быстрому понижению уровня воды и может сопровождаться обнажением поверхности нагрева. По­ этому следует обращать внимание на исправность подкачивающих е о д я н ы х насосов и водомерных стекол. Кроме того, при некачест­ венном соединении паропроводов возможен ожог людей паром.

Количество пара, необходимое для разогрева двигателей, опре­ деляется расчетом, при этом учитывается, что в зависимости от

212

наличия в паре конденсата в одном его килограмме содержится 500—600 ккал. Время разогрева паром в 1,5—2 раза меньше, чем горячей водой.

Рис. 41. Устройство для прогрева двигателей паром:

/— место ввода пара в блок цилиндров двигателя; 2 — кожух с двумя штуцерами; паровой шланг.

Необходимость получения большого количества пара и соору­ жения сети паропроводов и других устройств обусловливает целе­ сообразность этого способа только в стационарных парках. Часто более рационален не разогрев, а межсменный подогрев двигателей.

Одним из перспективных и широко применяемых в настоящее время способов подогрева автомобилей является воздухонагрез. Он имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами подогрева:

— происходит тепловая подготовка к пуску всех узлов и агре­ гатов машины, а не только двигателя;

— появляется возможность значительного расширения сорта­

К недостаткам способа относятся:

— низкий к. п. д. использования тепла теплоносителя;

218

— громоздкость оборудования, затрудняющая его перемеще­ ние и развертывание в полевых парках;

—необходимость строго фиксированной установки машин на стоянках;

—потребность в значительных площадях стоянок.

Принцип работы установок для воздухообогрева (рис. 42) за­ ключается в том, что воздух, нагнетаемый вентилятором, прохо­ дит через калориферный агрегат, где нагревается до высокой тем­ пературы. Оттуда воздух поступает в воздухопровод и через от­ водной и соединительный патрубки подается к агрегату машины.

Рис. 42. Принципиальная схема работы установок для воз­ духообогрева машин:

.4— устройство для нагрева и подачи воздуха; В — воздуховод с соедини­ тельными патрубками; У— вентилятор; 2— калорифер; 3— воздуховод; 4— сое­ динительный патрубок; 5— обогреваемая машина.

При расчете воздухообогрева принимается, что для готовности машины к пуску нужно обеспечить определенные температуры элементов, например, при температуре наружного воздуха — 30° С,

показана зависимость температуры в различных точках машины от температуры подаваемого воздуха (для автомобиля МАЗ-200 при наружной температуре —25°С). Для машин разных типов

туре 92° С может быть достигнуто значительно более высокое теп­ ловое состояние всех узлов двигателя, чем при подаче 650 м3/ч при температуре 50° С. Затрата тепла на подогрев воздуха в пер­ вом случае на 35% меньше, чем во втором.

Большая эффективность этого варианта подогрева объясняет­ ся тем, что вследствие повышения перепада температур возрастает эффективность теплопередачи. Кроме того, увеличение количества подаваемого воздуха ведет к повышению кратности обменавоз­ духа в подогреваемом пространстве и, следовательно, к уменьше­ нию времени пребывания порции воздуха в непосредственной бли­ зости к подогреваемым деталям. Все эти обстоятельства приводят к рассеиванию теплоты в окружающую среду.

219