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

—2'5°'С. Кроме того, следует отметить, что автомобильные заводы (МАЗ и КрАЗ) не предусмотрели оптимальной компоновки подо­ гревателя на своих автомобилях. Вынужденная установка подо­ гревателя около передней балки автомобиля не может быть при­ знана удовлетворительной. Нередко подогреватель повреждается при преодолении снежных, ледяных и иных препятствий.

Испытания подогревателя ПЖД-44 показали, что его тепловая производительность (38 000 ккал/ч) выбрана правильно: при тем­ пературе наружного воздуха —57°С двигатель нагревается до тем­ пературы 75°С за 27—30 мин работы подогревателя. При питании подогревателя дизельным зимним топливом (ДЗ) надежный его

Недостатком подогревателя ПЖД-44 является сильный нагрев (до ярко-красного свечения) гибкого металлорукава и выпускного

редь, снижена температура отходящих газов подогревателя путем более эффективного использования их в самом котле, а также пу­ тем экранизации металлорукава и впускного патрубка фальшпод­ дона. Следует также отметить практическую невозможность пита­ ния горелки подогревателя топливом из основного топливного ба­ ка. Это удается сделать только при непрерывной ручной подкачке топлива топливной помпой, на что у водителя не хватает времени,

Требования эксплуатации к индивидуальным подогревателям формулируются в следующем виде: индивидуальные предпусковые подогреватели должны при температурах двигателя до —60°С и использовании холодной аккумуляторной батареи с 75% степени заряжеиности'обеспечивать не более чем за 45 мин своей работы разогрев двигателя до температуры охлаждающей жидкости в го­ ловке блока не ниже 50°С, масла в картере не ниже 20°С, воздуха в отсеке двигателя .не ниже 10°С.

Т Е П Л О Р Е Г У Л И Р У Ю Щ И Й К О М П Л Е К С Д В И Г А Т Е Л Я

Выше было показано, что основная часть пускового износа хо­ лодного двигателя приходится не на кратковременный период са­ мого пуска, а на последующий за пуском период работы двигателя с целью его разогрева до рабочих температур. Если процесс разо­

60

пусковые износы, но и сократить время подготовки автомобиля к работе.

Заводы-изготовители автомобилей предусматривают два сред­ ства, позволяющие сократить время послепускового разогрева дви­ гателя: термостат в системе охлаждения и створчатые жалюзи пе­ ред радиатором. У «северных» модификаций автомобилей приме­ няются, кроме того, термостатические управляемые вентиляторы или вентиляторы с меньшим количеством лопастей, резияо-ткане- вые шторки перед радиатором, уплотнение отсека двигателя на­ пылением на внутренние его поверхности теплоизолирующих мате­ риалов (например, пенополиуретан), наружные утеплительные чех­ лы с повышенными теплоизоляционными качествами, нижние утеп­ лительные чехлы (типа плотного брезента), предохраняющие дви­ гатель от обдува холодным воздухом снизу.

Термостаты. Отечественные двигатели до недавнего времени снабжались термостатами еильфонного типа (гофрированный бал­ лон с термоактивной жидкостью), обеспечивающими отключение объема радиатора от системы охлаждения и ускоренный разогрев. Термостаты такой конструкции были недостаточно прочными и не­ надежными. Обычно после нескольких интенсивных нагревов гофри­ рованный баллон вытягивался, утрачивая свойство вновь сжимать­ ся, и клапан термостата не садился на свое гнездо, т. е. не выпол­ нял своих функций.

Термостат рассчитан на применение охлаждающих жидкостей с низкой температурой замерзания. При отсутствии таких жидкостей термостат, как правило, приходится удалять, так как зимой клапан термостата в течение всего времени разогрева двигателя закрыт, что при использовании воды в системе охлаждения приводит к ее замерзанию в нижней части радиатора и прежде всего в его труб­ ках. Перепускное отверстие в тарелке клапана практически не обе­ спечивает циркуляцию воды.

После слива воды из системы охлаждения капли ее остаются в отверстии тарелки клапана термостата. Образующаяся при этом

нение водой всего объема системы охлаждения и нередко приводит к тому, что автомобили выезжают на линию с не полностью заправ­ ленной системой охлаждения. В результате нарушается циркуля­ ция жидкости в системе, вода в нижней части радиатора замерза­ ет, а двигатель перегревается.

Кроме того, термостат недостаточно надежен в работе вслед­ ствие частого нарушения герметичности гофрированного баллона из-за появления трещин в местах изгиба гофров. Трещины баллона появляются в результате циклической деформации материала и значительных напряжений, которые возникают в нем после посад­ ки клапана на гнездо. При этом величина напряжения материала

61

под радиатора, различных щелей и участков, не перекрываемых: жалюзи.

Неплотность прилегания створок жалюзи можно компенсиро­ вать, закрывая .поверхность радиатора щитом из фанеры или кар­ тона. Так обычно и поступают водители автомобилей. Однако это,, конечно, примитивное решение вопроса. Более правильно было бы заменить жалюзи эластичной шторкой из резины, резинотекстиля' или другого подобного материала. Конструкция привода управле­ ния шторкой из кабины автомобиля может быть достаточно про­ стой.

Проведенный эксперимент показал, что при температуре возду­ ха —30°С закрывание радиатора шторкой при отсутствии термо­

и термостаты вынуждены снимать, установка шторки вместо жа­ люзи может дать большой эффект в деле сокращения времени ра­ зогрева двигателей после пуска и поддержания их оптимального

можность поддержания оптимального теплового состояния двига­ теля (блока цилиндров и масла), а также высокой температуры воздуха в подкапотном пространстве даже без отключения венти­ лятора (рис. 24). В процессе эксперимента на маршруте 40 км ав­ томобили двигались с постоянно работающим четырехлопастньш вентилятором и термостатически управляемым вентилятором в са­ мых неблагоприятных условиях. Даже на затяжных спусках, когда двигатель работает на малом дросселе и выделяет мало тепла в систему охлаждения, при температуре воздуха —54°С и движении

Рис. '24'. Тепловое состояние двигателя Уірал-ЗТіэК (с тюстоя'нмо включенным вентилятором) при движении в горныж условиях при температуре воздуха - 5 4 ° С :

•63

с полной нагрузкой температура блока поддерживалась на уровне

•(,ГАЗ-53С; ЗИЛ-ДЗОС; Урал-37'5К; МАЗ--500С; ЛиАЗ-677А; ЛиАЗ158ВА и др.) при температурах минус 40—60°С показали, что при­ менение терморегулирующего комплекса двигателя (отключение вентилятора, эластичная шторка, антифриз в сочетании с термо­ статом в системе охлаждения, теплоизолированный отсек двигате­ ля) обеспечивает эффективную работу автомобиля по целому ря­ ду низкотемпературных свойств автомобиля; топливную экономич­ ность, тягово-динамические качества (в сравнимых дорожных •условиях), долговечность двигателя и работоспособность-системы отопления кабин и пассажирских помещений, очистку ветрового стекла (безопасность движения). Перечисленные меры обеспечи­ вают при работе автомобиля в условиях Севера поддержание оп­ тимальных температурных режимов двигателя, топливной аппара­ туры и других механизмов, находящихся в утепленном отсеке дви­ гателя, температуры засасываемого в двигатель воздуха и жидко­

отопители, использующие только тепло двигателя, обеспечивают поддержание температуры воздуха внутри автомобиля порядка 5—15°С при наружной температуре до —60°С.

Указанные оптимальные условия имеют место при обеспечении -коэффициента теплопередачи в утепленных зонах обитания (в ка- ' бине и салоне), а также в отсеках двигателя в пределах не более !0,5°С/мин при выключенном двигателе. Во всех северных автомо­

билях качество теплоизоляции удовлетворяло этим требованиям.

Г Л А В А V

ГРУППОВЫЕ СРЕДСТВА ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ДВИГАТЕ­ ЛЕЙ ЗИМОЙ

Р А С Ч Е Т Т Е П Л А , Н Е О Б Х О Д И М О Г О Д Л Я Р А З О Г Р Е В А Д В И Г А Т Е Л Я П Е Р Е Д ПУСКОМ

Проектирование групповых средств подготовки двигателей к пуску при низких температурах начинается с определения необхо­ димого для их предпускового разогрева или межсменного подо­ грева (поддержания в определенном тепловом состоянии) коли-

64

Рис. 2©. Теоретическая зависимость .необхо­ димой теплопропзводительности .источника тепла от условий хранения автомобиля и продолжительности разогрева двигателя от

-№°С д о ЖС

Это означает, что при подогреве тепло расходуется только -на вос­ полнение тепловых потерь. При разогреве двигателя уравнение теплообмена сохраняет свой начальный вид.

Для практических расчетов пользование уравнением в диффе­ ренциальной форме было бы затруднено. Однако его решение от­

ка тепла в различных условиях эксплуатации, которые учитывают­ ся коэффициентом теплоотдачи а, зависящим от скорости ветра и степени утепления двигателя. Расчеты проведены для двигателя

трудно заметить, что необходимая теплопроизводительность источ­ ника тепла изменяется в очень широком диапазоне. Так, при а = —4 ккал/м2-ч-°С, что соответствует хорошо утепленному чехлом двигателю в безветренную погоду, необходимая теплопроизводи­ тельность источника тепла для разогрева двигателя в течение 12 ч

ветра, то значение необходимой теплопроизводительности для ра­ зогрева составит около 4С00 ккал/ч.

Пользуясь уравнением теплообмена в экспоненциальной форме, можно определять необходимое количество тепла для разогрева

66

Очевидно, при проектировании групповых средств облегчения пуска двигателей зимой следует учитывать диапазон теплопронзводительности источника тепла для конкретных эксплуатационных условий.

Безгаражное хранение автомобилей может быть рекомендовано в районах со средней температурой января до —20°С при условии, что "минимальная температура не опускается ниже —40°С. При бо­ лее низких температурах известные способы тепловой подготовки двигателей оказываются недостаточно эффективными и экономи­

сти строительства закрытых отапливаемых гаражей. Поэтому без­ гаражное хранение автомобилей в зоне особо низких температур может быть допустимо лишь в случаях практической невозможно­ сти гаражного строительства.

Выбор средств тепловой подготовки автомобилей зависит, в пер­ вую очередь, от энерговооруженности автотранспортного предприя­ тия и климатической зоны. При прочих равных условиях следует учитывать и экономическую целесообразность применения тех или иных средств, определяемую путем соответствующего сравнитель­ ного расчета стоимости нескольких доступных способов. Ниже рас­ смотрены наиболее эффективные средства облегчения пуска двига­ телей в условиях тшзкпх температур.

Р А З О Г Р Е В Д В И Г А Т Е Л Я Г О Р Я Ч Е Й В О Д О Й

Разогрев двигателей водой получил наибольшее распростране­ ние благодаря своей простоте и дешевизне, хотя вода как теплоно­ ситель менее эффективна, чем пар *. В районах, где средняя месяч­ ная температура наиболее холодного периода года не опускается ниже —15°С, этому способу следует отдать предпочтение, так как горячая вода при рациональндм ее использовании обеспечивает достаточно интенсивный разогрев двигателей.

Для разогрева двигателя горячую воду обычно заливают через горловину радиатора и в рубашку'охлаждения она поступает уже значительно охлажденной. Практикой эксплуатации установлено, что расход горячей воды с температурой 80—'85°С, необходимой для хорошего разогрева двигателя при температуре воздуха до —10°С, достигает двух емкостей системы охлаждения, а при темпе­ ратуре от —10 до —20°С — трех емкостей.

Для более рационального использования тепла горячей воды, значительной ее экономии,' интенсификации процесса разогрева

* ,В настоящей книге не рассматриваются, способы пароразогрева лишь по­ тому, что новые методы использования пара для разогрева двигателей в пос­ леднее время не были разработаны, а традиционные методы (впуск пара в гор­ ловину радиатора или через специальный пароподводящий краник в нижнем па­ трубке радиатора) достаточно широко известны.

68

двигателя и облегчения труда водителя автомобиля необходимо, чтобы горячая вода полиостью заполнила весь объем рубашки охлаждения, не перетекая в радиатор. Для этой цели между ра­ диатором и водяным насосом целесобразно устанавливать приспо­ собление типа повышающей петли* (рис. 26), которое автоматиче­ ски отключает объем радиатора на период разогрева двигателя.

Испытания подтвердили высокую эффективность повышающей петли. При температуре окружающего воздуха —31°С описанный метод отключения радиатора повышающей петлей обеспечивает весьма интенсивный разогрев двигателя до 55°С, причем расход горячей воды не превышает 19 л (табл. 20).

Как видно из табл. 20, преимущества метода предпускового разогрева двигателя с заливкой горячей воды непосредственно в

69