книги из ГПНТБ / Петровский Д.В. Эксплуатация автомобилей на Крайнем Севере
.pdf
Д. В. ПЕТРОВСКИЙ, Ю. к. ГОНЧАРУ К- Э^ювмпляр |
, чиу, зал.\ J
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
АВТОМОБИЛЕЙ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
И ШОССЕЙНЫХ ДОРОГ РСФСР Москва 1960
В брошюре излагаются особенности эксплуатации и техни ческого обслуживания автомобилей на Крайнем Севере, влия ние суровых климатических и тяжелых дорожных условий на работу агрегатов и узлов и особенности вождения автомоби лей. Приводятся методы подготовки двигателя к пуску и под держанию его в нагретом состоянии. Описываются способы повышения работоспособности и надежности агрегатов и уз лов автомобилей при эксплуатации их на Крайнем Севере. Даются рекомендации по выбору и подготовке площадок для строительства гаражей и открытых парков с учетом летнего и зимнего периодов.
При составлении брошюры авторы использовали как свой личный опыт эксплуатации автомобилей, так и опыт работы ряда автохозяйств.
Брошюра предназначена для шоферов, автомехаников и руководителей автохозяйств.
ГОС ПУБЛИЧНАЯ |
|
НАГУЧН-ТЕХНИЧЕСКАЯ |
|
БИБЛИОТЕКА ССОР |
бО |
ВВЕДЕНИЕ
Еще совсем недавно обширнейшие просторы Крайнего Севера
были мало изучены и почти безлюдны, а богатства его недоступ ны для человека. Но советские люди, руководимые Коммунистиче ской партией, все дальше и дальше проникают на север, иссле дуют его недра, прокладывают трассы, строят города, порты, аэро дромы. Уже сейчас Крайний Север дает нашей стране большое ко
личество угля, руды, редких металлов, дорогой пушнины, ценной рыбы. На его территории развернута густая сеть полярных стан ций, результаты научных исследований которых получили мировую известность. В тундру выходят все новые и новые партии геолого разведчиков. На многие сотни километров вдоль побережья Ледо витого океана протянулся Главный Северный морской nyYb, насчи тывающий десятки морских арктических портов. Возрастает с каж дым годом народнохозяйственное значение Крайнего Севера.
Сдповременно с быстрым развитием промышленных и культур ных районов Севера растет и его автомобильный парк. Почти пол ное отсутствие железных дорог и весьма ограниченные (до 3—4 ме сяцев в году) сроки навигации на водных коммуникациях делают
автомобильные перевозки еще более значительными и необходи мыми в этих отдаленных районах страны. Однако для надежного и эффективного использования автомобильного транспорта на Крайнем Севере необходимо тщательное изучение местных клима тических и дорожных условий и учет их при организации техниче
ской эксплуатации автомобилей.
Автодорожная сеть в районах Крайнего Севера развита очень слабо. Медленное строительство дорог обусловливается в первую
очередь большим удалением друг от друга населенных пунктов,
ограниченностью местных дорожно-строительных материалов и сложностью строительства в условиях вечной мерзлоты. Слой веч ной мерзлоты водонепроницаем, вследствие чего оттаявший слой тундры всегда содержит много воды и сильно заболочен. Постоян ные же изменения микрорельефа тундры (образование бугров пу
чения, глубоких проталин, оползней, грунтовых наледей и т. п.) приводят к быстрому разрушению полотна дороги. Устойчивость дороги может быть обеспечена лишь при условии сохранения теп
лового режима вечной мерзлоты и предотвращения оттаивания мерзлотного слоя под полотном дороги. Достигается это созданием насыпи из каменистых, песчаных или супесчаных грунтов высотой 0,8—1,0 м с устройством теплоизоляционных слоев из мха и торфа.
3
Естественный мшисто-травянистый покров тундры при возведении земляного полотна необходимо сохранять.
Возможность движения автомобилей по тундре вне дорог в лет- < нее время совершенно исключена. Зимой на некоторых возвышен
ных участках тундры, снег с которых сдувается ветром, возможно движение автомобилей повышенной проходимости (ГАЗ-63, ЗИЛ-151 и др.). Но разобщенность таких участков, образование в оврагах, руслах рек и в других неровностях рельефа глубоких снеговых забоев, промерзшие кочки и бугры на оголенных от снега участках делают тундру практически непроходимой для автомоби лей и в зимний период. Однако в зимний период предоставляется широкая возможность движения автомобилей по автозимникам
(дороги, проложенные по льду северных рек и по береговому при паю льда вдоль Ледовитого океана). Объем работ по проклады ванию и содержанию автозимников на льду сравнительно не велик,
а движение по ним автомобилей в большинстве районов может осуществляться в течение 6—7 месяцев в году.
Содержание дорог и автозимников в зимний период сводится в основном к защите их от снежных заносов и к периодической очистке дорожного полотна от снега. Низкое качество большинства дорог, имеющихся в настоящее время на Крайнем Севере, и их подверженность частым снежным заносам создают очень тяжелые
дорожные условия эксплуатации автомобилей в течение большей части года.
Климатические условия Крайнего Севера отличаются исключи тельной суровостью. Зима здесь очень холодная, лето короткое/
дождливое, с частыми заморозками. Минимальная температура
воздуха в некоторых районах достигает зимой —57°. Летом темпе ратура на побережье Ледовитого океана обычно колеблется в пре делах от 0 до 4-10°, повышаясь по мере удаления от побережья
вглубь материка. Снег в этих районах лежит по 250 и более дней
вгоду. Зима на Крайнем Севере отличается частыми и резкими ветрами, скорость которых достигает 40 м/сек.
При ветре 7—8 м/сек начинается поземка, снижающая види
мость до 2—4 км. При более сильном ветре поземка переходит в низовую метель, резко ухудшающую условия видимости и сильно затрудняющую производство работ на открытом воздухе. При штормовых ветрах (скорость ветра более 15 м/сек), особенно во
время снегопада, низовая метель переходит в общую метель — пургу. Во время пурги поднятая ветром снежная пыль снижает видимость до 2—3 м, порывы ветра сбивают человека с ног. Пере двигаться и производить какие-либо работы на открытом воздухе во время сильной пурги очень трудно. В некоторых пунктах побе режья количество дней с метелями в зимние месяцы (ноябрь—фев раль) достигает в среднем до 17 дней в месяц.
В период полярной ночи условия видимости резко ухудшаются. Продолжительность полярной ночи увеличивается по мере удале ния на север. В г. Норильске, например, полярная ночь длится около 60 суток, на острове Диксон — 90 суток.
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЕЙ
Подготовка и пуск двигателя автомобиля при низких температурах
Условия работы автомобилей на Крайнем Севере существенно : отличаются от условий их работы в других районах Советского Союза.
При низких температурах и сильном ветре значительно услож няется пуск двигателя автомобиля. Причинами этого являются:
значительное возрастание усилия, необходимого для проворачива ния коленчатого вала двигателя; ухудшение смесеобразования изза плохого испарения топлива и малых скоростей движения порш ней холодного двигателя; уменьшение температуры нагрева возду ха при сжатии в цилиндрах дизельного двигателя, в результате чего нарушаются условия самовоспламенения топлива; ухудшение искрообразования у карбюраторных двигателей вследствие пони жения емкости и падения напряжения аккумуляторных батарей;
ограничены возможности использования стартера для пуска дви гателей.
Возрастание усилия, необходимого для проворачивания колен чатого вала, является следствием резкого увеличения вязкости ма- j сел для двигателей. Так, например, при понижении температуры i
*от +20 до —20° вязкость даже масел сернокислотной очистки АКЗп-10 и АКЗп-6, содержащих специальные присадки, увеличи вается примерно в 50—60 раз.
Повышение вязкости масел для двигателей при низкой темпе ратуре окружающей среды вызывает, помимо больших усилий, не
обходимых для проворачивания коленчатого вала, также ухудше ние прокачиваемости масла по маслопроводам. При температуре, близкой к 0, прокачиваемость масла вообще прекращается. Масло
в период пуска и прогрева холодного двигателя не поступает к трущимся деталям. Нарушение условий смазки приводит к повы шенному износу деталей двигателя, а иногда и к авариям: выплав лению подшипников коленчатого вала, задирам зеркала цилиндров
и т д.
Ухудшение испаряемости топлива при низких температурах вы зывается прежде всего его переохлаждением. Кроме того, увеличе ние сил молекулярного сцепления между частицами вследствие
увеличения вязкости топлива при низкой температуре также ухуд
шает его испаряемость. При понижении температуры |
топлива от |
|
2—1036 |
• |
5 |
О до —30° вязкость его в среднем повышается на 50—55%, при понижении температуры зимнего дизельного топлива от +50 до
—30° вязкость его возрастает в 20 с лишним раз.
В целях облегчения пуска карбюраторного двигателя при низ
ких температурах обычно увеличивают количество поступающих в цилиндры легких фракций топлива за счет увеличения содержа
ния бензина в горючей смеси.
Однако обогащение горючей смеси при холодном двигателе уве личивает количество неиспарившегося бензина, который смывает масляную пленку со стенок цилиндров. В результате ухудшается компрессия, разжижается масло в картере и, как следствие, увели чивается износ деталей! кривошипно-шатунного механизма.
Увеличение вязкости дизельного топлива резко ухудшает его
прокачиваемость по топливопроводам и распиливание форсунками. Топливо, попадая на холодные стенки цилиндров, смывает с них масляную пленку, отчего компрессия двигателя снижается. В ре зультате ухудшения компрессии снижается давление, а следова
тельно, и температура конца сжатия, что в свою очередь ухудшает условия самовоспламенения топлива. Кроме того, смывание масля ной пленки и разжижение масла дизельным топливом влечет за
собой увеличение износов деталей двигателя.
Эти износы, которые принято называть пусковыми, у карбюра торных двигателей могут составлять до 60% от общего износа за все время эксплуатации автомобиля. Для дизельных двигателей пусковые износы составляют еще больший процент, так как время пуска этих двигателей более продолжительно. Достаточно сказать, что износ при пуске и прогреве двигателя при температуре наруж ного воздуха +5° соответствует пробегу автомобиля в 30—40 км, при отрицательных же температурах — в 200—250 км.
Уменьшение нагрева воздуха при сжатии в цилиндрах дизель ного двигателя объясняется: низкой температурой всасываемого воздуха и отсутствием подогрева его от холодных стенок цилинд ров при пуске двигателя, неизбежным снижением компрессии хо лодного двигателя, увеличением продолжительности такта сжатия и повышенной отдачей тепла нагреваемого при сжатии воздуха.
Ухудшение искрообразования затрудняет пуск двигателя и вы
зывает перебои в работе отдельных цилиндров.
Для нормального пуска двигателей необходимо иметь темпе ратуру головки цилиндров 30—40° и вязкость масла, обеспечиваю щую надежную смазку деталей и легкое проворачивание коленча
того вала двигателя с пусковой скоростью не менее 40—60 об/мин для карбюраторных и 100—150 об/мин для дизельных двигателей.
Наиболее рациональный и экономичный разогрев двигателя до стигается применением индивидуального пускового подогревателя, смонтированного на автомобиле. Однако индивидуальные средства разогрева двигателя в условиях Крайнего Севера при безгараж ном хранении автомобилей или при хранении в неотапливаемых помещениях не обеспечивают достаточно быстрый пуск двигателей вследствие своей ненадежности и недостаточной эффективности,
6
Так, при температуре наружного воздуха —30° и скорости вет ра 15 м/сек 'продолжительность пуска и разогрева двигателя авто мобиля ГАЗ-69 составляет больше одного часа, двигателя автомо биля ГАЗ-63 — около-полутора часов. При болеес низких темпе ратурах и сильных ветрах продолжительность пуска и разогрева двигателей еще больше увеличивается. При сильных ветрах вклю чение в работу пусковых подогревателей вообще затруднено, так как разжечь паяльную лампу па ветру невозможно. Зажечь же ее под прикрытием брезента, накидываемого на капот двигателя, тоже очень трудно, так как ветер проникает и под брезент.
Трудность пуска двигателей в условиях Крайнего Севера, поми мо низких температур и сильных ветров, обусловливается также
попаданием снега па двигатель, вследствие недостаточной герме тичности капота, при хранении, автомобилей на открытом воздухе во время пурги и метели.
В пургу снег часто может иметь сильно измельченную струк туру и, попадая на двигатель, проникает внутрь приборов электро оборудования, в картер двигателя, воздушные фильтры и т. д. Под действием ветра снег на двигателе сильно уплотняется и удалить его полностью практически не удается. При разогреве и пуске дви гателя оставшийся на нем снег тает. Появляющаяся при этом вода
смешивается с маслом и грязью и может вызывать ослабление электрических контактов, утечку тока в цепи зажигания и т. д. Все эти дополнительные осложнения порой выводят двигатель на неко торое время из строя.
В условиях сурового северного климата двигатели перед пуском рекомендуется разогревать следующим образом: паром; горячей
водой совместно с беспламенными подогревателями; жаровнями,
печками или беспламенными подогревателями совместно с инди
видуальными пусковыми подогревателями.
Разогрев двигателей паром является наиболее удобным спосо бом и находит широкое применение в автохозяйствах. Эффектив ность применения пара обусловливается его высокой температурой и большим количеством содержащегося в нем тепла. Пароразогрев двигателей производится при хранении автомобилей как в откры тых парках-стоянках, так и в неотапливаемых помещениях. При ра
зогреве пар вводится непосредственно в систему охлаждения дви гателей либо через нижний патрубок радиатора, либо через горло вину радиатора, либо через отверстие спускного краника на блоке
двигателя. При вводе пара через нижний патрубок к последнему по направлению к водяному насосу приваривается краник, имею щий калиброванное выходное отверстие диаметром 3—3,5 мм. Ввод пара через отверстие в блоке двигателя осуществляется специаль ным краником, ввертываемым вместо спускного краника.
Пар образуется в стационарных или передвижных котлах. Пе редвижные котлы устанавливаются, в зависимости от времени го да, на санный или колесный ход. Избыточное давление пара в кот лах должно составлять 0,4—0,6 кг/см2.
|
Подвод пара от стационарных котлов к системе охлаждения |
2* |
7 |
двигателей осуществляется по магистральным трубопроводам с раздаточной арматурой и съемными резиновыми шлангами. Маги стральные трубопроводы прокладываются под землей, на земле и над землей. Для предупреждения замерзания трубопроводы сверху
покрываются теплоизоляционными материалами, укладываются в бетонные каналы или дер.евянные короба и засыпаются шлаком или опилками.
При разогреве от стационарного котла на арматуру трубопро вода и краник двигателя надевается резиновый шланг, наконечни ки которого с обеих сторон затягиваются накидными гайками, за
тем снимается пробка радиатора и открываются вентиль на тру бопроводе и краник на двигателе. После пуска пара через 5—6 мин.
в радиатор порциями по 8—10 л заливается вода с интервалами
в 3—4 мин. Заполнив систему охлаждения водой, необходимо вы ждать некоторое время, чтобы дать возможность нагреться воде до температурь; плюс 35—40°, и пустить двигатель. Продолжитель
ность разогрева двигателя этим способом до температуры +35°
составляет 55—60 мин. при температуре наружного воздуха минус
25—30°.
Следует отметить, что ввод пара в систему охлаждения через водяной насос может вызвать повреждение двигателя — образова ние трещин в клапанных гнездах, в блоке цилиндров двигателя и др. Это объясняется тем, что пар, поступая в холодный блок дви гателя, неравномерно нагревает цилиндры (большую часть своего
тепла пар отдает первому цилиндру), вызывая в них температурные
напряжения. Кроме того, эффективность разогрева двигателя па ром при вводе его через радиатор значительно понижается вслед ствие большой потери пара. При вводе пара через блок цилиндры
нагреваются более равномерно и двигатели имеют меньше по вреждений.
С целью устранения неравномерности разогрева цилиндров НИИАТом была разработана специальная арматура для пароразогрева двигателей ЗИЛ-120 и ГАЗ-51. Ввод пара в двигатель ЗИЛ-120 осуществляется через краник, вмонтированный в штуцер крышки люка рубашки охлаждения блока цилиндров. Под крышку люка устанавливается пластина с отверстиями, равномерно рас
пределяющая пар между цилиндрами. В двигателе ГАЗ-51 пар подводится к отверстию в головке цилиндров, к которому обычно
присоединяется |
труба индивидуального |
пускового подогревателя. |
В некоторых |
автохозяйствах вместо |
непосредственного ввода |
пара в систему охлаждения двигателей применяется пароразогрев
с применением теплообменника, вставляемого в нижний патрубок радиатора. При применении теплообменника экономится большое количество тепла и повышается коэффициент полезного действия всей котельной установки. Кроме того, применение теплообменника позволяет производить пароразогрев при наличии в системе низко замерзающих жидкостей (марок 40 и 65, водо-спиртовые и водоглицериновые смеси). Теплообменник состоит из корпуса, в днища
которого вварены водяные патрубки. Внутри корпуса проходят
8