Быстрый пуск холодных ДВС

Быстрый и безотказный пуск хо­лодных карбюраторных двигателей зимой требует от автотранспортни­ков применения специальных мер. Эти меры сводятся к тому, чтобы были выполнены три важных усло­вия, которые существенно влияют на пуск холодного двигателя.

Вот эти условия. Во время пуска карбюраторного двигателя его ко­ленчатый вал должен вращаться с частотой 40...70 мин-1. Бензин перед поступлением в цилиндры должен находиться в состоянии, благоприят­ствующем его хорошему испарению. И, наконец, свечи зажигания долж­ны обладать мощным искровым раз­рядом между электродами. Если не выполнено хотя бы одно из этих ус­ловий, пуск холодного карбюратор­ного двигателя становится невоз­можным.

Обеспечение нужной пусковой ча­стоты вращения коленчатого вала холодного карбюраторного двигате­ля при низких температурах окру­жающего воздуха достигается при­менением загущенных моторных ма­сел или топливных (до 15%) разжижителей моторного масла. Когда при эксплуатации автомобиля ис­пользуют загущенные моторные масла (табл. 1) АСЗп-б или АСЗп-10 (маловязкостные низкомолекуляр­ные фракции, загущенные полимера­ми, имеющие хорошие вязкостно-температурные характеристики и низкую температуру замерзания), а также зимний бензин А-76, пуск холодного карбюраторного двигателя возможен до температур 248К (-25 °С).

Надежный пуск холодного карбю­раторного двигателя при отрица­тельных температурах окружающего воздуха возможен при очень бога­тых смесях. Это объясняется плохим испарением холодного бензина. При­чем, несмотря на сильное разреже­ние у жиклера, испарение бензина вследствие малой скорости воздуха при закрытой воздушной и прикры­той дроссельной заслонках происхо­дит и без хорошего его распыливания. Вот почему при пуске холодно­го двигателя испаряется лишь незна­чительный процент легких фракций бензина.

Неиспарившаяся часть бензина, оседая на стенках впускного трубо­провода, поступает во впускные ка­налы головки и в цилиндры, загряз­няя электроды свечей зажигания и смывая смазку. Это еще один фак­тор, затрудняющий пуск холодного карбюраторного двигателя.

Каким же образом на практике можно обеспечить зимой полное ис­парение бензина, поступающего в цилиндры двигателя? Для этого не­обходимо применить специальное устройство. Его устанавливают во впускном трубопроводе карбюратор­ного двигателя для разогрева топли­ва до температуры конца разгонки различных марок бензина -189...195°С.

В СибАДИ разработано, исследо­вано и внедрено на практике пуско­вое бензоэлектроиспарительное уст­ройство для безотказного пуска хо­лодных карбюраторных двигателей ЗИЛ-130, ЗМЗ-53, ЗМЗ-52, ЗМЗ-24, УМЗ-451, Москвич-412, ВАЗ и др.

Устройство состоит из двух взаи­мосвязанных систем — электрической и топливной (рис. 1). Электрическая система включает в себя электриче­ский испаритель бензина, электро­магнитный топливный клапан, ре­зистор с термореле, выключатель и контрольную лампочку. Эта система питается от аккумуляторной батареи (напряжением 12 В) и обеспечивает полное испарение бензина, поступаю­щего на поверхность нагревательно­го элемента электрического испари­теля. Пары бензина заполняют впускные трубопроводы и впускные каналы каждого цилиндра.

Топливная система бензоэлектро-испарителя — индивидуальная. Она включает в себя топливный бачок (емкость 0,9 л) с фильтром и запор­ным краником, бензопроводы со штуцерами, соединяющие электро­магнитный топливный клапан с бач­ком и электрическим испарителем. Топливная система обеспечивает по­дачу бензина на поверхность нагре­вательного элемента электрического испарителя.

Электрический испаритель бензина (на восьмицилиндровых двигателях надо применять два таких испарите­ля) через переходник устанавливает­ся на впускном трубопроводе в ме­сте, обеспечивающем равномерное распределение паров бензина по впускным каналам головки цилинд­ров. В качестве испарителя исполь­зуется запальная свеча из электро­факельного подогревателя воздуха «Термостарт» дизеля КамАЗ-740. Из подводящего штуцера этой свечи удалены жиклер с фильтром, а на ее нагревательный элемент подается напряжение 12В вместо 19В. Бла­годаря этому обеспечивается полное испарение бензина и исключена воз­можность его воспламенения.

Количество бензина, поступающе­го в электрический испаритель, до­зируется регулировочной иглой элек­тромагнитного топливного клапана таким образом, чтобы весь бензин испарялся, и из испарителя во впус­кные каналы головки цилиндров поступали только его насыщенные пары.

dhdhudhndhnydhdhndh17

Рис. 1. Схема электрического испарителя бензина для пуска холодного 8-цилиндрового V-образного карбюраторного двигателя;

1 — аккумуляторная батарея; 2 — выключатель, 3 — резистор с термореле; 4 — контроль­ная лампочка; 5—топливный бачок с фильтром; 6 — запорный клапан; 7 и 9 — бензопро­воды; 8 — электроиспарители бензина; 10 — электромагнитный топливный клапан

Таблица 1

Марка

моторного

масла

Минимальная температура

холодного пуска двига­теля, К (°С)

Температура

Кинематическая вязкость масла (ССт) при температурах, °С

застывания масла, °С

-12

-17

-20

-25

-30

М-8Б,

-15

-25

3800

6800

9100

11 100

40 200

М-63/10Г

-25

-32

2100

4200

5800

10 000

11 000

АСзп-10

-25

-36

2400

4500

5800

10 200

11 100

АСзп-б

-35

-42

650

950

1400

2 300

3 800

Резистор с тепловым реле, вклю­ченный последовательно в цепь электрического испарителя, обеспе­чивает необходимую выдержку вре­мени для предварительного разогре­ва поверхности нагревательного эле­мента до температуры, обеспечива­ющей конец разгонки поступающего к нему бензина, а затем включает в работу электромагнитный топливный клапан и контрольную лампочку (она сигнализирует о начале приго­товления насыщенных паров бензи­на электроиспарителем, рис. 2).

Принцип работы пускового элек­трического испарителя бензина та­ков. Напряжение от аккумуляторной батареи подается на нагревательный элемент испарителя. Ток, проходя­щий через резистор, нагревает би­металлическую пластину термореле.

При достижении нагревательным элементом температуры, обеспечива­ющей конец разгонки бензина, эта пластина, изгибаясь, замыкает кон­такты, включающие контрольную лампочку и электромагнитный топ­ливный клапан, через который бен­зин поступает на поверхность нагре­вательного элемента. Образующиеся при этом насыщенные пары бензина заполняют впускной трубопровод, впускные каналы головки цилиндров и при проворачивании коленчатого вала стартером или пусковой руко­яткой попадают в цилиндры, где воспламеняются свечами зажигания. Этим самым обеспечивается быст­рый и безотказный пуск холодного двигателя.

В зависимости от температуры ок­ружающего воздуха и состояния ак­кумуляторных батарей нагреватель­ный элемент электрического испари­теля разогревается через 2...3 мин, пуск двигателя становится возмож­ным еще через 20...40 с, когда обра­зовавшиеся пары бензина заполнят впускные каналы головки цилиндров.

С целью сокращения продолжи­тельности прогрева двигателя после пуска, снижения расхода топлива и уменьшения выброса окиси углеро­да целесообразно применять элек­трический испаритель бензина в те­чение всего времени, пока двигатель не прогреется.

Насыщенные пары бензина, при­готовляемые испарительным устрой­ством, в смеси с воздухом облада­ют широкими концентрационными пределами воспламеняемости в ус­ловиях низких температур окружа­ющего воздуха. Поэтому при ис­пользовании их для пуска холодного двигателя удается резко снизить предельную температуру его безот­казного пуска с первой попытки (табл. 2). Помимо этого, более чем в 2 раза снижается минимально до­пустимая частота вращения коленча­того вала, обеспечивается быстрое вступление в работу всех цилиндров двигателя. Расход электрической энергии при применении испарителя бензина незначителен. Невелик и расход бензина. Применение же спе­циальной пусковой жидкости стано­вится ненужным.

Таблица 2

Способ пуска холодного двигателя

Темпера­тура ок­ружаю­щего воз­духа, мин

Время нагре­ва электро-испарителя бензина, мин

Продолжи­тельность пуска дви­гателя стар­тером, с

Результаты пуска холодного двигателя

Электростартерный от холодного аккумулятора (напряже­ние 12В)

254,7

_

Пуск не осуществлен

То же, с применением пускового электро-

испарителя бензина

254,9

2,0

2,2

Пуск осуществлен с первой попытки

250,5

2,15

2,3

Пуск осуществлен с пер­вой попытки

247,6

2,2

2,5

Пуск осуществлен с пер­вой попытки

244,3

2,3

2,6

Пуск осуществлен с пер­вой попытки

241,5

2,35

2,7

Пуск осуществлен с пер­вой попытки

238,4

2,4

2,8

Пуск осуществлен с пер­вой попытки

dhdhudhndhnydhdhndh18

Рис. 2. Схема электрической системы пус­кового устройства для облегчения пуска холодных 8-цилиндровых V-образных кар­бюраторных двигателей:

1 — резистор с термореле; 2 — выключатель; 3 — аккумуляторная батарея; 4 — контроль­ная лампочка; 5 — электромагнитный топ­ливный клапан; 6 — электрический испари­тель бензина

Применять электрическое испари­тельное устройство представленной конструкции целесообразно и при пуске холодных двигателей, работа­ющих на сжиженном (ЗМЗ-52-07, ЗМЗ-53-07 и ЗИЛ-138) и сжатом природных газах (ЗМЗ-52-27, ЗМЗ-53-27 и ЗИЛ-138А).

Обладая компактной конструкци­ей, разработанное пусковое испари­тельное устройство хорошо и без затруднений размещается на двига­телях, работающих на бензине, сжи­женном и сжатом природных газах. Эффективность его достаточно вы­сока. Просто оно и в изготовлении, тем более, что все его элементы вы­пускаются промышленными предприятиями.