книги из ГПНТБ / Сердечный, В. Н. Тепловая подготовка лесотранспортных машин при безгаражном содержании

струкции двигателя, уменьшением 'количества смазки в поддоне,, неудобством применения и т. п.

На практике разогрев двигателей горячей водой применя­ ется совместно с разогревом масла в картере. Для этого масло нагревается в специальной маслогрейке и заливается в картер двигателя. Указанный способ трудоемок, так как связан с до­ ставкой в больших объемах горячей воды на лесосеку или ее подогревом. в условиях лесосеки, проливом через систему охлаждения, сливом в конце смены и т. д. Аналогично исполь­

на значительные трудозатраты и длительное время предпуско­ вой подготовки этот способ широко распространен в предпри­ ятиях лесозаготовительной промышленности.

ПРИМЕНЕНИЕ ПАРА ДЛЯ РАЗОГРЕВА ДВИГАТЕЛЕЙ

Предпусковой разогрев механизмов паром при помощи пе­ редвижных пароподогревательных установок широко приме­ нялся в лесозаготовительной промышленности 10—15 лет на­ зад. Но из-за сложности и сравнительно высокой стоимости оборудования, низкой экономичности при небольших парках механизмов на мастерских участках и ряда других причин этот метод в настоящее время в условиях лесосеки почти не при­ меняется. Однако подогрев двигателей паром имеет меньше недостатков, чем подогрев их водой. Интенсивность тепловой подготовки двигателя паром значительно выше, так как пар содержит большее количество тепла: 1 кг насыщенного пара; при давлении 1 кгс!см2, конденсируясь, выделяет 538,9 ккал тепла. Коэффициент использования теплосодержания пара на­ ходится в пределах 0,80—0,95.

Двигатель разогревается путем подачи пара непосредст­ венно в незаполненную систему охлаждения через радиатор или блок цилиндров без возврата или с возвратом конденсата. В систему охлаждения впускается насыщенный пар, который,, остывая, превращается в воду. Через 8—10 мин система охлаж­ дения заправляется горячей водой.

Известны приспособления для одновременного' нагрева: масла в поддоне двигателя и разогрева рубашки блока. В этом случае насыщенный пар под давлением 0,4—0,6 кгс/см2 пода­ ется в пространство между кожухом и поддоном картера или по1 змеевику, вмонтированному в поддон картера, а затем по паро­ подводящему шлангу поступает в систему охлаждения.

Существует три схемы подачи пара в двигатель (рис. 15).. Наиболее эффективна — третья схема, так как при ее исполь­ зовании одновременно с разогревс!м блока и головки двигателя нагревается и масло в его картере.

70

При использовании пара необходимо, чтобы его тепло рас­ пределялось между всеми цилиндрами равномерно. Концентри­ рованная подача пара может послужить причиной местного перегрева и деформации цилиндра. Нельзя использовать пере­ гретый пар, заливать сразу после разогрева двигателя в си­ стему охлаждения холодную воду, так как это приводит к об­

патрубков, устройства спе­ циальных поддонов и трубчатых змеевиков, надеваемых на под­

дон или размещаемых внутри него. При низких температурах конденсат осаждается на холодных деталях, способствуя от­ сыреванию и обледенению электропроводки и других агрегатов машин. Пар как теплоноситель опасен для обслуживающего персонала уже при давлении 0,3 кгс[см2 [7].

ПОДОГРЕВ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ

Для облегчения пуска двигателей наиболее перспективным способом подогрева является использование различных элек­ тронагревательных приборов. В зимних условиях такие при­ боры позволяют поддерживать в теплом состоянии двигатели в течение всего межсменного периода. Этот способ рекомен­

стеме охлаждения и масла — в поддоне картера.

71

ющим непосредственный контакт с нагреваемой жидкостью» Такой элемент изготавливается из нихромовой или фехралевой проволоки, наматываемой на фарфоровую крестовину или пла­ стину. Нагревательные элементы подобного типа обычно уста­ навливаются в дюритовых шлангах, соединяющих нижний па­ трубок радиатора с патрубком водяного насоса. Однако ввиду недолговечности и малой мощности электронагрева­ тельные элементы этого типа не получили широкого приме­ нения.

2. Нагревательные элементы, имеющие непосредственный контакт с нагреваемой жидкостью, но выполненные в виде двух концентрично расположенных одна в другой труб. Слой охлаждающей жидкости в данном случае выполняет роль со­ противления.

3. Электронагреватели с закрытой спиралью, не имеющие непосредственно контакта с нагреваемой жидкостью, типа ТЭН серийно выпускаются промышленностью. Их конструкция опре­ деляется разогреваемой средой. Для разогрева или подогрева масла электронагреватели устанавливают либо внутрь под­ дона, либо снаружи его. Нагреватели обычно снабжаются вы­ водными клеммами или штепсельными розетками для присое­ динения к питающей сети.

Удобным способом подогрева двигателей автомобилей яв­ ляется нагрев воздуха открытыми электронагревательными приборами — электрокалориферами. Широкое распространение получили серийно выпускаемые электрокалориферы различных моделей: НЭК-16, НЭК-22, НЭК-32, СФО-25/1-Т, СФО-40/1-Т

и другие.

Отопительные электрокалориферы серии СФО поставля­ ются в собранном виде комплектно с аппаратурой для управле­ ния и регулирования. Эти электрокалориферы с трубчатыми нагревателями мощностью от 25 кет и выше имеют шесть ти­ поразмеров, предназначены для нагрева воздуха до темпера­ туры 100° С в системах воздушного отопления, искусственного климата и сушильных камерах. Электрокалорифер серии СФО состоит из кожуха и трубчатых нагревательных элементов. На­ гревательные элементы установлены внутри кожуха в четыре ряда и разделены на четыре самостоятельные регулируемые секции. В каждую секцию входит один ряд нагревателей — 25% установленной мощности. Нагреватели питаются от трех­ фазной сети напряжением 380 в, частотой 50 гц.

Калорифер может работать на ступенях 100, 75, 50 и 25% от установленной мощности. Заданная температура выходя­ щего воздуха поддерживается автоматически двумя термопарами ЭКТ-1, датчики которых устанавливаются на месте вы­

72

хода воздуха из калорифера. Конструкция установок с приме­ нением электрокалориферов позволяет автоматизировать про­ цесс предпусковой подготовки автомобилей и управлять ими дистанционно.

К недостаткам электронагревательных приборов относятся большой расход электроэнергии, опасность размораживания двигателя при выходе прибора из строя, значительная дли­ тельность предпускового разогрева холодного двигателя, необ­ ходимость наличия высококвалифицированного обслуживаю­ щего персонала, невозможность регулировки подогрева в за­ висимости от изменения температуры окружающей среды.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ

Для облегчения пуска дизельных двигателей в условиях лесосеки пользуются различными устройствами в зависимости

дизелях лесотранспортных машин ТДТ-55, ЛП-2, ТБ-1 и др. для предпускового разогрева электрофакельные подогреватели. В средней полосе более эффективны индивидуальные подогре­ ватели с проливом горячей воды или антифриза при темпера­ туре ниже минус 15° С. Если это условие не соблюдается, резко возрастает время разогрева. При температурах ниже

Предпусковая подготовка лесотранспортных машин с ис­ пользованием индивидуальных подогревателей требует выезда на лесосеку механизаторов (трактористов, операторов) за 30— 40 мин до начала рабочей смены. Агрегаты трансмиссии оста­ ются холодными. Для предотвращения чрезмерного повыше­ ния вязкости трансмиссионных масел производят их разжи­ жение.

Конструкции подогревателей довольно сложны и включают систему топливоподачи, камеру сгорания, теплообменник и си­ стему трубопроводов. Индивидуальные подогреватели, в основ­ ном жидкостные, поставляются непрсредственно с лесотранс­ портными машинами или отдельно.

Двигатель Д-48Т трактора ТДТ-40М оснащен съемным по­

(ТБ-1, ЛП-2, ПЛ-1) имеет подогреватель ПЖБ-32. Подогре­ ватель ПЖБ-44 установлен на тракторе T-10QM. Подогрева­ тели подобного типа нагревают охлаждающую жидкость, цир­ кулирующую между подогревателем и двигателем, а горячие продукты сгорания нагревают масло в поддоне двигателя.

73

Указанные подогреватели одинаковы по конструкции и от­ личаются друг от друга только размерами и теплопроизводительностью.

Аналогична конструкция жидкостных подогревателей П-ЮО меньшей мощности, установленных на автомобилях ЗИЛ-130 и

ЗИЛ-131.

Опыт эксплуатации этих подогревателей показывает, что при температуре ниже минус 28—30° G они малоэффективны*

-так как продолжительность нагрева воды в блоке до темпера­ туры 55—60° С составляет более 40 мин.

Двигатель ЯМЗ-238НБ трактора К-700 (ЛТ-48) оснащен пусковым подогревательным устройством, которое является наиболее эффективным из всех известных пусковых устройств* применяющихся на тракторных двигателях. .

Недостатком индивидуальных подогревателей является: большая трудоемкость и длительность разогрева. Подогрева­ тели ненадежны, недолговечны, пожароопасны и требуют тща­

тельного ухода.

РАЗОГРЕВ МЕХАНИЗМОВ НАГРЕТЫМ ВОЗДУХОМ

По сравнению с водяным, паровым и электрическим мето­ дами, разогрев механизмов нагретым воздухом обладает ря­ дом бесспорных преимуществ. Этот метод общедоступен, не требует проведения работ по дооборудованию или переобору­ дованию машин.

Эффективность этого метода заключается также в легко­ сти получения больших количеств нагретого воздуха и возмож­ ности его подачи к любым агрегатам машин: двигателю* кабине, аккумуляторным батареям, трансмиссии (силовой пере­ даче), технологическому оборудованию. Поступление нагре­ того воздуха в механизмы происходит под давлением, а также за счет его хорошей проникающей способности или путем устройства специальных воздухораздаточных патрубков. Воз­ дух, как теплоноситель, дешев и безопасен для работающих.

74

В процессе разогрева двигателя, благодаря непрерывной подаче горячего воздуха через радиатор или снизу, в подкапот­ ном пространстве образуется зона устойчивого микроклимата. Засасывание горячего воздуха при пуске двигателя в значи­ тельной степени повышает надежность пуска.

Несмотря на то,' что один килограмм сухого воздуха при температуре 100° С и давлении 1 кгс/см2 содержит только 24,4 ккал/кг тепла, а коэффициент использования теплосодер­ жания его равен 0,20—0,30, этот метод предпусковой подго­

лях промышленности широкое применение получили два спо­ соба тепловой подготовки машин: разогрев их перед пуском и межсменный подогрев.

Для нагрева воздуха применяются передвижные и стацио­ нарные калориферные установки различных 'конструкций: огне­ вые, электрические, паровые и водяные. В последних двух ис­ пользуется пар и горячая вода от местных котельных пли бойлерных гаражей. Среди огневых калориферов (теплогенера­ торов) нашли применение две разновидности. Для тепловой подготовки автомобилей применяются, как правило, теплоге­ нераторы первого типа, обеспечивающие подачу чистого нагре­ того воздуха. Теплогенераторы такого типа имеют теплообмен­ ники с двумя изолирующими каналами. Один — для продук­ тов горения, второй — для подогреваемого воздуха.

Тепловая подготовка трелевочных тракторов и других ме­ ханизмов в условиях лесосеки производится теплогенераторами второго типа, обеспечивающими подачу горячей газовоздушной смеси, температура которой в 2—3 раза выше температуры нагретого чистого воздуха.

Предпочтение получили теплогенераторы смесительного типа по сравнению с калориферными теплогенераторами, ко­ торые имеют сложную конструкцию, металлоемки'и обладают низким к. п. д. Опыт эксплуатации передвижных теплогенера­ торов на предпусковом разогреве трелевочных тракторов, че­ люстных погрузчиков и машин ЛП-2 показал высокую эффек­ тивность их применения при низких отрицательных температу­ рах (до минус 40°С).

При проведенном до начала рабочей смены предпусковом разогреве подготовительные операции сводятся лишь к заливке горячей воды в систему охлаждения, на что тратится 4—6 мин. Высокая температура газовоздушной смеси — до 165° С обес­ печивает требуемый уровень тепловой подготовки до прибытия трактористов и операторов на лесосеку. К недостаткам, при­ сущим теплогенераторам подобного типа, относится загрязне­ ние радиатора, двигателя и облицовки автомобиля продуктами горения.

75

Как уже указывалось, наличие горячей воды, пара или электроэнергии значительно упрощает внедрение воздухоподогрева, делая возможным использование паровых, водяных или электрических калориферов любых моделей.

При воздухоподогреве нашли применение два способа по­ дачи нагретого воздуха или газовоздушной смеси: лобовой че­ рез радиатор и снизу под двигатель. Первый способ исполь­ зуется при тепловой подготовке карбюраторных автомобилей ЗИЛ-157, ЗИЛ-131 и других, второй — при тепловой подготовке дизелей (автомобили МАЗ-509, трелевочные трактора, челюствые погрузчики). Тепловая подготовка с применением воздухоподогрева может осуществляться как при заполненной си­ стеме охлаждения в режиме подогрева, так и со слитой систе­ мой в режиме предпускового разогрева.

При заполненной системе охлаждения и лобовой подаче нагретого воздуха разогреваемый радиатор аккумулирует по­ ступающее в подкапотное пространство тепло и благодаря тер­ мосифонной циркуляции передает его двигателю. За счет этого тепловое состояние двигателя перед пуском улучшается.

Г л а в а V

КОНСТРУКЦИИ ГРУППОВЫХ СРЕДСТВ ТЕПЛОВОЙ

подготовки МАШИН.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

УСТАНОВКА ДЛЯ ГРУППОВОГО РАЗОГРЕВА ТРАКТОРОВ ГОРЯЧЕЙ ВОДОЙ

/

Для разогрева трелевочных тракторов горячей водой в усло­ виях лесосеки Белорусским технологическим институтом раз­ работан вариант передвижной установки.

Нагретая в емкости вода принудительно под давлением на­ сосом подается по шлангам в систему охлаждения двигателя и возвращается обратно в емкость установки, т. е. циркулирует по системе охлаждения, разогревая блок цилиндров и радиатор. Установка состоит из двигателя бензопилы «Дружба», насоса, бака для воды емкостью 500 л, бака для масла, двух жидко­ стных котлов ПЖД-600, реле-регулятора РРТ-24 или РРТ-32, электронасосного агрегата МБП-ЗН, переключателя режима работы насосного агрегата ММП-45, электромагнитного кла­ пана МКТ-4 и другого оборудования.

Установка предназначена для одновременного предпуско­ вого разогрева четырех — шести тракторов. Несмотря на то, что в установке использовано серийно выпускаемое' промышлен­ ностью оборудование, обслуживание тракторов в условиях ле­

76

сосеки с ее помощью представляет немало трудностей и тре­ бует высококвалифицированного обслуживающего персонала. Наличие нескольких шлангов для подачи и возврата воды не исключает возможности ее замерзания при температуре ниже минус 30° С. Установка не решает проблемы разогрева масла в картере двигателя и других агрегатах трансмиссии.

Упрощенный вариант приспособления с аналогичным прин­

в Верхне-Лупьинском леспромхозе этого комбината. Предпусковой разогрев тракторов ТДТ-40М производится

горячей водой из термоса водомаслогрейки ВМ-2, на которой установлен насос ЦБН-1М. Привод насоса — от двигателя бен­ зопилы «Дружба». Принцип работы приспособления заключа­ ется в том, что горячая вода насосом прокачивается из емко­ сти водомаслогрейки ВМ-2 через распределительную гребенку и нагнетательные шланги, подключенные к системе охлажде­ ния пускового двигателя трактора, а охлажденная вода воз­ вращается через горловину радиатора и сливной шланг об­ ратно в емкость.

Приспособление транспортабельно, не требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Однако некоторые узлы конструкции нуждаются в улучшении, например, уплот­ нения подвода и выхода циркулирующей воды. Кроме того, при температуре ниже минус 30° С происходит замерзание воды в шлангах. Чтобы этого не случилось, воду в водомаслогрейке приходится постоянно подогревать.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДОГРЕВА ТРАКТОРОВ ВОДОЙ

Целинным филиалом ГОСНИТИ разработана электрическая установка для одновременного подогрева шести тракторов (рис. 16) [25]. В установку входит водонагреватель и электро­ оборудование для подогрева тракторов. Водонагреватель вклю­ чает емкость-термос на 500 л воды, электронагревательный при­ бор, насос, пусковую и контрольно-измерительную аппаратуру. Так как сопротивление воды, а следовательно, и потребляемая нагревателем мощность изменяются в зависимости от темпе­ ратуры, то у*ля уменьшения изменения диапазона мощности нагреватель заключен в асбестовую трубу. Водонагреватель ос­ нащен термическим сигнализатором, который поддерживает температуру воды в термосе от 10 до 95° С. Горячая вода раз­ дается насосом под давлением через шланг, оборудованный пистолетом.

Электрооборудование установки включает: нагревательные элементы, устанавливаемые в картере двигателей и в узлах

77

силовой передачи, штепсельные вилки и провода. Нагреватель­ ные элементы питаются током через понижающий трансфор­ матор с выходным напряжением 36 в.

На панели управления смонтированы автоматические вы­ ключатели, которые срабатывают при коротком замыкании по­

трактор подгоняют к месту стоянки, сливают воду из системы охлаждения. К трактору подсоединяют провод питания нагре­ вателей, включают трансформатор и нагреватель воды в тер­ мосе. При этом загораются контрольные лампочки. Утром перед началом смены тракторист заправляет систему охлажде­ ния горячей водой, отсоединяет провод и заводит трактор.

Применение установки показывает, что при 25-градусном морозе температура среднего слоя масла в картере двигателя в течение 10 ч снижается с плюс 58° С до плюс 52° С, а темпе­ ратура коренного подшипника — с плюс 56° С до 0°С. Наибо­ лее интенсивно остывают узлы в первые 6 ч после включения установки,, а спустя восемь часов температура стабилизиру­

78

ется. Вода в термосе нагревается с 10 до 95° С почти незави­ симо от температуры окружающей среды за б ч работы уста­ новки. Расчеты экономической эффективности показывают, что затраты на каждый разогрев трактора составляют 0,51 руб. По сравнению с холодным пуском использование установки дает экономию в сумме 93,4 руб. на один трактор в год.

4 3 2 1

Рис. 17. Нагревательный элемент:

В условиях лесосеки применение данной установки целесо­ образно при наличии централизованного энергоснабжения или других источников электроэнергии.

ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ ШАРЬИНСКОГО РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКОГО ЗАВОДА

Для разогрева двигателей шести трелевочно-погрузочных механизмов газовоздушной смесью, нагрева воды и масла в емкостях предназначена установка УВП-3 производства Шарьинского РМЗ. Она выпускается взамен ранее изготов­ лявшейся этим заводом установки ВП-2 и не имеет принципи­ ального отличия от известных теплогенераторов, работающих на жидком топливе.

Установка УВП-3 стационарного типа, монтируется на двух самостоятельных рамах. На одной из них размещен двигатель Д-48Т, топливный бак и вентилятор Ц6-46 № 7. На второй раме расположена камера сгорания с двумя емкостями: для масла объемом 100 л и для воды объемом 400 л. Вентилятор соединен с камерой сгорания переходным диффузором. Фор­ сунки с помощью топливопроводов соединены с коллектором топливным фильтром и топливным насосом.

Все узлы установки: двигатели, топливный насос, форсунки, фильтр и другие использованы от трелевочных тракторов, ре­ монтируемых заводом. В качестве силового агрегата для при­

79