CC BY
15УДК 656.052
ПРЕДПУСКОВЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ КАК СРЕДСТВО ОБЛЕГЧЕНИЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ В ХОЛОДНОЕ ВРЕМЯ ГОДА
Шуруев А.В., Жосан А.А., Ревякин М.М.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет», г. Орел, ул. Генерала Родина, дом 69, 76-17-54, sanaj17@yandex.ru, a-josan@yandex.ru, revyakinmm@inbox.ru,
Ключевые слова: предпусковой подогрев, эксплуатация, трактор, холодный двигатель
Key words: preheating, operation, tractor, cold engine
В статье рассмотрены основные способы предпускового подогрева двигателей тракторов и автомобилей при их эксплуатации в областях с экстремальными климатическими условиями. Представлена принципиальная схема газовой установки для группового подогрева машинно-тракторного парка структурного подразделения. Приведены результаты анализа функционирования смазочной системы в начальный период запуска двигателя внутреннего сгорания.
The article describes the basic methods of plugs in reheating tractor engines and vehicles at their operation in areas with extreme climatic conditions. Are shown a schematic diagram of the gas installation for group heating tractor fleet of structural divisions. The results of the analysis of the functioning of the lubrication system in the initial period to start the engine of internal combustion.
Внедрение эффективных методов организации технического обслуживания и поиски резервов снижения затрат на содержание машинно-тракторного парка представляют одну из важнейших задач. Особое значение эти вопросы имеют при эксплуатации тракторов в холодное время года. Тракторы и автомобили, поставляемые в сельскохозяйственное производство, как известно, недостаточно приспособлены к работе в холодное время. Их двигатели, как правило, не имеют средств, облегчающих эксплуатацию в условиях низкой температуры наружного воздуха.
Повышение надежности и экономичности двигателей в эксплуатации значительной степени связано с совершенствованием смазочных материалов и методов их применения. В практике эксплуатации наиболее широкое распространение получил метод облегчения пуска двигателей, основанный на его тепловой подготовке. Однако при этом большее внимание уделяется разогреву блока, чем системе смазки.
За годы эксплуатации двигателей внутреннего сгорания было изобретено множество способов подогрева, автономных и стационарных установок. Различают несколько способов подготовки двигателя к пуску в холодное время: сохранение тепла от предыдущей работы, использование тепла от внешних источников, использование средств обеспечивающих холодный пуск двигателя.
Неплохой результат по сохранению тепла дает установка специальных чехлов на капот и радиатор. Также могут применяться утеплители из пенопласта, устанавливаемые под капот машины. На внутреннюю поверхность капота напыляют теплозащитный слой из пенополиуретана или пенополивинилхлорида.
В дополнение к утеплителям капота могут устанавливаться поддоны - утеплители двигателя, изготавливаемые из войлока, и листовой стали. Поддоны - утеплители обеспечивают меньшую потерю тепла от двигателя, что обеспечивает лучший запуск двигателя при непродолжительной стоянке, уменьшение травматических ситуаций, которые появляются при пуске -прогреве двигателя.
В практике эксплуатации автомобилей и тракторов предпусковой разогрев агрегатов получил распространение при помощи горячей воды (наиболее распространенный и доступный способ), а также пара, горячим воздухом, электро- и газонагревателями (рисунок 1).
Для получения горячей воды используются стационарные и передвижные водогрейные установки, а также котельные, дооборудованные теплообменниками для нагрева масел, раздаточными и заправочными устройствами.
Общим недостатком таких простейших водогреек является низкий К.П.Д., они не экономичны в работе.
Быстрое распространение получает способ разогрева двигателей при помощи электроэнергии, потому что эти устройства очень просты по конструкции и безопасны в обращении. К таким
устройствам относят трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы), внутри которых
//
1 — подземный резервуар для жидкого газа; 2 — котлован; 3 — головки емкостей; 4 —трубопровод низкого давления; 5 — трубопровод среднего давления; 6 — траншея; 7 —металлический шкаф; 8 —помещение; 9 — автоматический водонагреватель; 10 — промежуточная емкость; 11 — бак для холодной и горячей воды;12 — трубопровод для горячей воды; 13 — трубопровод для холодной воды; 14 — ручной насос; 15 — механический насос; 16 — кран выдачи горячей воды
Рисунок 1 - Принципиальная схема газовой установки
расположена спираль накаливания. Для установки такого элемента используются отверстия для слива жидкостей или лючки в двигателе. Работа их осуществляется в основном от обычной электрической сети.
На ряде автомобильных и тракторных двигателях широко применяются индивидуальные подогреватели, к ним относятся такие жидкостные подогреватели, работающие на бензине типа ПЖБ-6, ПЖБ-12, и работающие на дизельном топливе типа ПЖД-22,ПЖД-44 (рисунок 2). На ряде иностранных автомобилях и тракторах устанавливаются жидкостные подогреватели компании Webasto (рисунок 3).
Применение предпускового подогрева двигателя необходимо, это видно из приведенной осциллограммы пуска холодного двигателя на рисунке 4.
Процесс пуска двигателя обычно состоит из четырех этапов: 1- разгон до пусковых оборотов - участок А; 2- прокрутка до
первой вспышки - участок Б; 3- прокрутка с частичным использованием индикаторной мощности - В; 4- переход на режим самостоятельной работы - Г.
Весь процесс пуска - прогрева двигателя, начиная с первого оборота коленчатого вала и кончая прогревом до определенной температуры по обеспеченности маслом узлов трения можно условно разделить на три периода: 1-отсутствие подачи масла; 2-начало подачи масла; 3-установившийся режим прогрева и нормализации режима смазки.
1 — нагнетающий топливопровод; 2 — блок (клапан— форсунка — электронагреватель топлива); 3— завихритель; 4— цилиндр горелки внутренний; 5 — цилиндр горелки наружный; 6
— патрубок для выхода горячей жидкости; 7 — камера сгорания; 8
— водяная рубашка наружная; 9 — водяная рубашка внутренняя;
10 — газоход; 11— патрубок для подвода воды в котел; 12 — сливной краник; 13 — выхлопной патрубок; 14 — дренажная трубка; 15 — топливный насос; 16 — электродвигатель; 17 — вентилятор; 18 — водяной насос; 19 — патрубок водяного насоса всасывающий; 20 — свеча накаливания; I — подводящий патрубок;
11 — отводящий патрубок
Рисунок 2 - Предпусковой подогреватель двигателя
Рисунок 3 - Предпусковой подогреватель двигателя компании Webasto
В начальный момент пуска насос системы смазки при отрицательной температуре масла не обеспечивает нормальной подачи масла вследствие снижения его производительности. Последнее происходит в результате увеличения вязкости масла и его интенсивной аэрации при низких температурах. Из-за этого происходит большое трение деталей двигателя в начальный период пуска и во время прогрева. Известно, что износ при одном холодном пуске двигателя эквивалентен износу при пробеге автомобиля 25 км или примерно 1 часу нормальной работы двигателя.
1- температура первого коренного подшипника; 2- момент сопротивления прокручиванию; 3- скорость вращения; 4- давление масла перед центрифугой; 5- давление масла в первом коренном подшипнике; 6- отметчик времени; 7- отметчик оборотов; А- разгон двигателя до пусковых оборотов; Б- прокрутка до первой вспышки; В- прокрутка с частичным использованием индикаторной мощности; Г- режим самостоятельной работы
Рисунок 4 - Осцилограмма пуска холодного двигателя СМД-
18
Применение предпусковых подогревателей обеспечивает не только снижение трения, но и снижение затрат на проведение технического обслуживания, потерь времени на запуск двигателя. В среднем на запуск двигателя в холодное время года тратится 15 -30% продолжительности рабочего времени. В некоторых
организациях двигатели машин в сильные морозы вообще не глушат. Однако в тех случаях, когда машины по технологическим условиям или по недостаточности их загрузки работают в одну смену, трудности с запуском возникают ежедневно.
Еще одна составляющая предпускового подогрева -экологическая. Применение предпусковых подогревателей позволяет уменьшить выброс вредных продуктов горения при запуске двигателя, CH примерно на 30%, а СО даже на 50%, что позволяет на машинах удовлетворяющих требованиям Евро-2, выполнять стандарт Евро-3 без дополнительных мероприятий.
Из выше перечисленного можно сделать вывод, что применение предпускового подогрева в холодное время года необходимо, если организация или предприятие захочет снизить затраты на техническое обслуживание и содержание машинно-тракторного парка.
Список литературы
1. Системы управления дизельными двигателями. Перевод с немецкого. С40 Первое русское издание. — М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. — 480 с: ил
2. Свод правил по проектированию и строительству. Механизация строительства. Эксплуатация строительных машин в зимний период.СП-12-104-2002.
3. Ширков А.С., Трондин В.П., Саламасов Г.Н., Кононов С.А. Эксплуатация тракторов зимой. Алма-Ата, «Кайнар», 1972, 130 с.
