Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лосавио Г.С. Эксплуатация автомобилей при низких температурах

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
6.54 Mб
Скачать

Г. С. ЛОСАВИО, канд. техн. наук

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

М О С К В А « Т Р А Н С П О Р Т » 1973

У Д К 629.113-974.004

Эксплуатация

автомобилей при низких температурах. Л о с а-

в и о Г. С. Изд

- во «Транспорт», 1973; стр. 1—120.

Вкниге рассмотрены пути и методы повышения работоспособ­

ности серийных автомобилей при их эксплуатации в условиях низ­ ких температур и результаты испытании северных модификации ав ­ томобилей.

 

Предложены

обоснованные

технико-эксплуатационные требова­

ния к конструкции северных модификаций

автомобилей

и качеству

топлива и смазочных материалов для них.

 

 

 

 

Рекомендованы

пути

и

методы повышения

эффективности

средств подготовки

автомобилей к работе при низких

температурах

h

разработаны

обоснованные

технико-эксплуатационные

требования

к

обустройству

площадок

для

безгаражного

хранения

автомобилей.

Кинга предназначена для инженерно-технических работников ав­ томобильного транспорта и автомобильной промышленности. Рис. 41, табл. 22, библ. 22.

• Л 3 1 8 3 - ° 2 0

20-73

049(01)-73

 

( £ ) Издательство «Транспорт», 1973

П Р Е Д И С Л О В И Е

XXIV съезд Коммунистической партии Советского Союза наме­ тил грандиозную программу развития всех отраслей народного хо­ зяйства, в том числе и автомобильного транспорта. Годовой вы­ пуск автомобилей к 1975 г. превысит 2 млн. шт., а грузооборот на автомобильном транспорте увеличится в 1,6 раза.

Особенно интенсивное развитие народного хозяйства и транс­ порта планируется в северных и северо-восточных областях стра­ ны. В Советском Союзе около 80% грузовых автомобилей и авто­ бусов эксплуатируются в зонах с довольно продолжительным хо­ лодным периодом. Хранение же (содержание) автомобилей в меж­ сменное время в основном безгаражное. Проблемы безгаражного хранения автомобилей в ближайшие годы станут еще более остры­ ми в связи с резким увеличением выпуска автомобилей.

Суровые климатические и сложные эксплуатационные, условия работы автомобилей при низких температурах-выдвигают весьма высокие требования к надежности и работоспособности-всех агре­ гатов автомобилей, к качеству горюче-смазочных и других эксплу­ атационных материалов. Высокие требования предъявляются и к оборудованию безгаражных стоянок, особенно к средствам облег­ чения пуска двигателей, а также подготовки двигателей и других агрегатов автомобилей к работе в условиях низких температур..

Не менее важное значение приобретают вопросы приспособле­ ния серийных автомобилей к эффективной-их эксплуатации в зим­ нее время. Разработка технико-эксплуатационных требований к се­ верным модификациям автомобилей, создаваемым на базе серий­ ных, изучение результатов .их испытаний при низких температурах, обоснование технико-эксплуатационных требовании к средствам обеспечения работоспособности автомобилей зимой при их безга­ ражном содержании и научный анализ результатов испытания этих средств, безусловно, помогут быстрейшему решению сложных проблем зимней эксплуатации подвижного состава автомобильно­ го транспорта.

Рекомендуемые на основе испытаний конструктивные и техно­ логические решения различных узлов автомобилей, повышение ка­ чества горюче-смазочных материалов, разработка режимов эксплу­ атации автомобилей и вспомогательных средств их подготовки к работе в зимнее время будут способствовать созданию новых кон­ струкций автомобилей с более высокими эксплуатационными, ка­ чествами и использованию их с большей эффективностью.

3

Все указанные выше вопросы с достаточными для широкого круга читателей подробностями освещены в предлагаемой книге. Она может представить интерес для инженерно-технических работ­ ников автомобильного транспорта, автомобильной промышленно­ сти и других смежных отраслей техники.

Книга является обобщением результатов многолетнего труда автора в НИИАТе по испытаниям автомобилей, автомобильных материалов и средств обеспечения работоспособности автомобилей в зимнее время. Работая над рукописью, автор обобщил также ис­

следования других

инженеров

и коллективов (НАМИ,

ЧПИ, авто­

заводов). Особую

признательность автор выражает

рецензентам

книги проф. Г. В.

Крамаренко

и доц. В. А. Николаеву, полезные

замечания которых

позволили

существенно улучшить

рукопись.

Г Л А В А I

КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯНА ТЕРРИТОРИИ СССР

Советский Союз характеризуется исключительным разнообра­ зием климатических условий. Так, в крайних северных районах страны продолжительность зимнего периода со снежным покровом превышает 300 дней в году, температура воздуха опускается ниже —60°С. В южных районах зимний период не превышает 40 дней в году; средняя температура воздуха в январе, как правило, не опу­ скается ниже —5°С, а снежный покров нередко отсутствует.

Климатические условия существенно влияют на организацию эксплуатации автомобильного транспорта и вынуждают формули­ ровать определенные технико-эксплуатационные требования к кон­ струкции автомобилей, эксплуатируемых в условиях той или иной суровости климата. С этой точки зрения полезно воспользоваться разработанными в М Г У доц. В. O L Бурхановым методом и шкалой оценки суровости климата. Суровость климата (суровость момен­ та) определяется в баллах по эмпирической формуле

7 R б Р р /

где Д — эмпирический температурный коэффициент;

/— температура воздуха, °С;

а— энергетический ветровой коэффициент (эмпирический коэффициент, характеризующий влияние ветра) ;

V — скорость ветра, м/сек;

р— эмпирический коэффициент влияния влажности на эксплуатацию машин;

/— абсолютная влажность;

 

Y — коэффициент влияния радиации;

 

R

суммарная радиация;

 

 

ô — коэффициент барометрического давления;

 

р—'барометрическое

давление

для высокогорных районов,

А

кГ/см2)

 

 

коэффициент перевода разноразмерных величин, вошед­

 

 

ших в формулу, в безразмерные.

Территорию СССР принято делить на три климатические зоны:

северную, зону умеренного

климата

и южную *.

*

Эксплуатационные условия ю ж н о й климатической зоны, как не относящие,-

ся к

рассматриваемой теме, анализироваться в книге не будут .

S

С Е В Е Р Н А Я К Л И М А Т И Ч Е С К А Я З О Н А

К северной зоне отнесены все районы, ограниченные с юга изо­

термой января — 20°С, т. е. районы, в

которых

средняя

темпера­

тура января не выше —20°С. С учетом

суровости

климата

(харак­

теризуемой температурой воздуха, скоростью и направлением вет­ ра, влажностью и другими параметрами) в северной зоне выделя­ ют четыре подзоны для определения требований к применяемым в них автомобилям и средствам их хранения.

Первая подзона — арктическая с наивысшей

суровостью кли­

мата. Средняя годовая суровость здесь

составляет от

3,5 до 4,6

балла (по

шкале суровости климата),

а максимальная

суровость

в зимний

период — от 5,3 до 7,8 балла.

Эта зона

занимает северо­

океанскую прибрежную тундру, охватывает Чукотский п-ов, побе­ режье Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых, п-ова Таймыр, Гыданскнй, Ямал, северную часть Югорского п-ова, о. Вайгач.

В арктической подзоне зима длится до 315 суток, а минималь­ ная температура опускается до —60°С. Сезонномерзлые грунты со­ храняются до 10,5 месяца. В первой подзоне отмечаются сравни­ тельно небольшие грузопотоки, поэтому на ближайшие годы здесь не планируется строительство автомобильных дорог постоянного типа. Автомобильный транспорт работает в основном по времен­ ным дорогам (зимникам).

К применяемым в арктической подзоне автомобилям' и сред­ ствам их хранения нужно предъявлять особенно высокие технико-

эксплуатационные

требования

в

целях обеспечения бесперебойной

работы

подвижного состава

в

тяжелейших

эксплуатационных

условиях.

В этой

подзоне, точнее

в северной ее

части, бесперебой­

но работать могут только специальные автомобили северной моди­ фикации, в основном дизельные большегрузные, автобусы малой и средней вместимости, приспособленные для эксплуатации в усло­ виях особо низких температур. Причем это возможно лишь при использовании специальных эксплуатационных материалов в моро­ зостойком выполнении и при хранении автомобилен в отапливае­ мых гаражах.

Вторая подзона — субарктическая с. высокой суровостью кли­ мата. Здесь среднегодовая суровость находится в пределах 2,5—3,5 балла, а максимальная суровость в зимний период состав­ ляет от 3,5 до 5,6 балла. Минимальная температура воздуха опус­ кается до —70°С. Зима в субарктической подзоне длится до 280 су­ ток. Снежный покров и сезонномерзлые грунты сохраняются до де­

вяти месяцев. Подзона

занимает большую

площадь,

чем первая,

и отличается, насыщенными грузопотоками

с большой

длиной

рей­

са (до 2 тыс. км) как по дорогам с твердым

покрытием, так

и по

временным _ зимним дорогам. В эту подзону

входят

южная

часть

Мурманской обл., Ненецкий национальный

округ (без его север­

ной части — Югорского

п-ова), южная часть

Ямало-Ненецкого и

северная половина Ханты-Мансийского национальных

округов, Тю-

6

эдемская обл., северная часть Красноярского края (без Таймыра), центральная часть Якутской АССР, Магаданская обл.

В субарктической подзоне, как и в арктической, наиболее целе­ сообразно использовать специальные автомобили северных моди­ фикаций, в основном дизельные большегрузные и автобусы малой и средней вместимости, приспособленные для работы в условиях •особо низких температур. В этой зоне частично возможно и безга­ ражное хранение части «северных» автомобилей, находящихся •большую часть времени в длительных рейсах или имеющих непро­ должительную ночную стоянку. К этой группе относятся, напри­ мер, автобусы или грузовые автомобили, работающие в две смены. •Следует особо подчеркнуть, что в северной зоне наиболее пред­ почтительна двухсменная работа автомобилей. Основная часть автомобилей, особенно эксплуатируемых вне населенных пунктов, должна быть в «северном» исполнении. Автомобили в стандартном исполнении могут эффективно использоваться только в населенных пунктах с гаражным их содержанием.

Третья подзона — северная со средней годовой суровостью 2,2—2,5 балла. Максимальная суровость этой подзоны достигает 3,1—4,7 балла. Зима длится здесь до 240 суток, а температура снижается до —55°С.

Сезонномерзлые грунты в северной подзоне сохраняются до восьми месяцев. Грузопотоки в этой подзоне более интенсивные, чем в рассмотренных ранее. К автомобилям и средствам их хране­ ния предъявляются примерно такие же требования, как и для вто­ рой подзоны. Но при этом следует учитывать вероятность частых и внезапных метелей, сильных ветров и снежных заносов.

К третьей подзоне относятся северная часть Карельской АССР, западная половина Мурманской и средняя часть Архангельской областей, северная часть Коми АССР, южная часть Ханты-Ман­ сийского национального округа, Тюменская обл., северная поло­ вина Томской обл., часть Красноярского края, южные и восточные • районы Якутской АССР, юго-западная часть Магаданской обл.,. часть Хабаровского края, Корякский национальный округ, восточ­

ная половина

Камчатки.

 

 

Мерзлотные условия грунтов позволяют

вести в третьей

подзо­

не дорожное

строительство и организовать

эксплуатацию

дорог.

Б этой зоне целесообразно использовать «северные» модификации дизельных автомобилей, если они эксплуатируются вне населенных пунктов, с безгаражным содержанием. Стандартные автомобили можно эксплуатировать с обоими видами хранения.

Четвертая подзона — умеренно суровая. Она расположена, вдоль южной окраины северной территории СССР. Средняя годо­ вая суровость здесь не ниже 1,6—2,2 балла (для сравнения ука­ жем, что показатель средней суровости для Москвы равен 1,9, а максимальный — 3,3 балла).

Снежный покров и сезонномерзлые грунты в четвертой подзоне сохраняются до шести месяцев, а минимальная температура снн-

т '

жается до —40°С. В этой подзоне может успешно работать под­ вижной состав в стандартном исполнении при безгаражном хране­ нии его на площадках, оборудованных эффективными средствами подогрева или разогрева.

Следует отметить, что^во всех четырех подзонах северной зоны работает около 10% автомобильного парка страны. Грузоподъем­ ность автомобилей здесь составляет около 15% грузоподъемности всех автомобилей СССР. Исходя из намеченных партией и прави­ тельством бурных темпов роста промышленного развития северных и северо-восточных районов СССР в ближайшее десятилетие нуж­ но ожидать дальнейшего существенного роста автомобильного пар­

ка в этих районах. Это ставит и перед автомобильной

промыш­

ленностью, и перед организациями, эксплуатирующими,

обслужи­

вающими и ремонтирующими автомобили, целый ряд сложнейших

задач.

Основные

задачи сводятся к организации выпуска

трех

групп

автомобилей:

 

 

 

 

специальных

автомобилей

(«северных

бездорожных»),

кон­

струкция

которых полностью

обеспечивает

их высокопроизводи­

тельную

работу

в суровых условиях эксплуатации и бездорожья

при температурах до —60°С в условиях их безгаражного

хранения

и без использования групповых средств подогрева;

 

 

специальных

автомобилей

(«северных

дорожных»),

конструк­

ция которых в большой степени обеспечивает их высокопроизводи­ тельную работу в зимнее время по дорогам (постоянным и времен­ ным) при температурах до —60°С в условиях безгаражного хра­ нения их на площадках, оборудованных групповыми средствами подогрева;

серийных автомобилей, конструкция которых обеспечивает при использовании минимальных приспособлений (в основном облег­ чающих пуск двигателей) высокопроизводительную работу по до­ рогам при температурах до —40°С.

З О Н А У М Е Р Е Н Н О Г О К Л И М А Т А

Зона умеренного климата лежит южнее изотермы 'января —20°С и характеризуется среднегодовой суровостью порядка 1,9—2,0 балла и максимальной 3,3 балла. Минимальная темпера­ тура в январе здесь хотя и снижается до —40°С, но средние тем­ пературы этого ме'сяца обычно невелики—порядка минус 10—(20° С.

Продолжительность зимнего периода

достигает пяти-шести меся­

цев (зимним, или холодным, периодом

считаются периоды со сред­

ними суточными температурами от 5°С и ниже).

В зоне умеренного климата работает до 60% всех автомобилей страны.

Работоспособность стандартных автомобилей при безгаражном

— их хранении и температурах ниже —10°С здесь обеспечивается применением вспомогательных средств облегчения пуска двигате­ лей.

3

Т а б л и ц а Г

Средние температуры воздуха в наиболее холодном месяце года

Средняя температура воздуха в январе, °С

От

—5

до

—ФО

Ленинград,

Рига, - Псков,

 

Минск,

Витебск,

Боб­

 

 

 

 

руйск, Брест, Гомель, Грод.но, Львов, Смоленск,.

 

 

 

 

Орел, Курок, Киев, Чернигов, Харьков, Луганск,.

 

 

 

 

Днепропетровск, Ростов-на-Дону, Чимкент, Кзыл-

 

 

 

 

Орда, Фрунзе

 

 

 

 

 

 

От

—10

до

-^20

Мурманск,

Петрозаводск,

 

Архангельск,

Вологда,..

 

 

 

 

Ярославль,

Киров,

Иваново, Владимир,

Москва*.

 

 

 

 

Горький, Казань, Тамбов,

Рязань,

Пенза,

Улья­

 

 

 

 

новск, Куйбышев, Саратов, Волгоград, Оре-нбу.рг,.

 

 

 

 

Актюбинск,

 

Караганда,

 

Владивосток,

Пермь,.

 

 

 

 

Свердловск, Уфа, Челябинск, Нарьян-Мар, Семи­

 

 

 

 

палатинск,

Барнаул,

Томск,

Тюмень,

Кемерово,.

 

 

 

 

Петропавловск-Камчатский, Александровск-Саха-

 

 

 

 

ллнский

 

 

 

 

 

 

 

 

Ст

—20

д о

—60

Новосибирск, Красноярск,

Хабаровск,

Иркутск,.

 

 

 

 

Анадырь, У.тан-Удэ,

Чита,

Якутск

 

 

 

Для анализа климатических условий представляют интерессредние температуры воздуха в наиболее холодном месяце года (январе) для важнейших областей страны. В табл. 1 показаны значения среднеянварской температуры для ряда административ­ ных центров СССР.

Г Л А В А II

 

 

 

ВЛИЯНИЕ

НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

РАБОТЫ АВТОМОБИЛЯ

 

 

В целях

развития научной

классификации

качеств (свойств)

автомобилей

представляется

целесообразным сформулировать,

комплекс их низкотемпературных свойств, характеризующих спо­ собность автомобилей эффективно работать при низких темпера­ турах окружающего воздуха. В этот комплекс необходимо вклю­ чить следующие конкретные свойства:

работоспособность при низких температурах систем питания и. смазки двигателя и трансмиссии (включая низкотемпературные свойства топлив, смазок, спецжидкостей, резино-технических изде­

лий и шин); пусковые качества двигателей;

работоспособность,

электростартерного

устройства

(стартер,

аккумуляторная

бата­

рея); эффективность

средств

облегчения

пуска

двигателя

(легко­

воспламеняющиеся вещества

и

пусковые

дозаторы, предпусковые-

подогреватели) ; эффективность

теплорегулирующего комплекса,