ПРЕДПУСКОВАЯ ПОДГОТОВКА АВТОМОБИЛЕЙ В СЕВЕРНЫХ РАЙОНАХ

В районах Крайнего Севера, в Восточной Сибири эксплуатируется большое число автомобилей. Здесь они практически единственный вид наземного транс­порта.

По данным НИИАТа, зимой, когда открываются зимники, в условиях сурового климата работает 20— 22 % всего автомобильного парка Минавтотранса РСФСР. Кроме того, много автомобилей в этот период используют нефтяники, газовики, строители предприя­тий нефтяной и газовой промышленности.

Зима на Севере сопровождается очень низкими тем­пературами и сильными ветрами. В таких условиях наиболее эффективным является хранение автомобилей в межсменное время в отапливаемых гаражах, но оно очень дорого: стоимость одного машиноместа на зак­рытой стоянке составляет 4,5...6 тыс. рублей.

Постоянная работа автомобилей в отрыве от основ­ных баз не позволяет также подготавливать двигатели к пуску при помощи известных групповых средств под­готовки, например воздухообогревом, горелками инфра­красного излучения и т. д. А поскольку автомобили не всегда оборудованы подогревателями, разогрев и пуск остывших за межсменное время двигателей связан с большой затратой сил, времени и энергоресурсов. Вот почему двигатели автомобилей, хранящихся на откры­тых площадках, часто не выключают, что приводит к снижению их ресурса, перерасходу топлива и загрязне­нию окружающей среды.

Опыт эксплуатации автомобилей в суровых клима­тических условиях показал, что применение пусковых жидкостей дает эффект при температурах до минус 30°С, причем только в сочетании с соответствующими зимними сортами масел и топлив. Подогреватели, установленные на автомобили, также не всегда позволяют быстро подготовить автомобиль к эксплуатации. Поэто­му поиск надежного и экономически целесообразного способа предпускового разогрева двигателя в условиях сурового климата в настоящее время является очень актуальной задачей.

Оптимальной схемой предпусковой подготовки дви­гателей в условиях сурового климата является подвод тепловой среды непосредственно во внутрикартерное пространство. Это позволяет сократить время подго­товки двигателя к пуску в 1,5...3 раза и снизить при этом энергозатраты в 1,5...2 раза.

Исходя из этой предпосылки, в Уральском филиале НИИАТа разработан способ разогрева двигателя пе­ред пуском горячим маслом, находящимся в картере. Известно, что при работе двигателя масло в картере разогревается до температуры 100... 120 °С. Если ис­пользовать его в качестве тепловой среды, то быстрый разогрев деталей произойдет во время контакта масла с поверхностями всех сопряжений двигателя. Одновре­менно разогреваются каналы масляной системы и ка­меры сгорания. Все детали цилиндро-поршневой груп­пы получают, кроме того, необходимую смазку перед пуском.

Чтобы разогреть двигатель при помощи описанного способа, необходимо все внутреннее пространство его заполнить горячим маслом. Затем проворачивают ко­ленчатый вал, чтобы заполнить зазоры сопряжений мас­лом. После этого лишнее масло сливают из картера до контрольной отметки.

Схематично описанный способ тепловой подготовки двигателей показан на рис. 1, аг. Здесь последова­тельно изображены различные этапы подготовки двига­теля. Общее время подготовки его к пуску при температуре минус 60 °С составляет не более 8 мин. а зат­раты тепла примерно 5000 Дж.

Чтобы на практике применить представленный спо­соб предпусковой подготовки двигателей, необходимо воспользоваться устройством, схема которого показана на рис. 2.

Это устройство имеет масляный резервуар 6 с изо­ляцией II, который крепится к раме автомобиля (объем резервуара соответствует объему внутренней полости двигателя). В нем размещен масляный насос 8 с авто­номным электроприводом 7, питающимся от аккумуля­тора. Насос соединен с заборным 9 и нагнетательным 5 трубопроводами.

В масляном резервуаре размещен компенсатор теп­ловых потерь 10, изготовленный в виде спирали. Наг­нетательный трубопровод соединен с внутрикартерной полостью через маслозаливную горловину двигателя. Трубопроводы 12 и 15 соединяют резервуар с магист­ралью масляного радиатора 2 и поддоном двигателя 14. В этих трубопроводах размещены краны / и 13.

Сливная трубка 3 установлена на уровне контроль­ной отметки — max масляного щупа. Масляный резерву­ар изготовлен в виде термоса и установлен таким об­разом, что слив масла до контрольной отметки проис­ходит по принципу сообщающихся сосудов. Отверстие под масляный щуп загерметизировано.

Работает устройство следующим образом. Перед ос­тановкой двигателя в конце рабочего дня кран / ста­вят в положение, при котором магистраль масляного радиатора 2 соединяется с резервуаром 6. Горячее мас­ло с рабочей температурой 90...100°С перекачивается из поддона насосом двигателя 4 в масляный резервуар и смешивается там с маслом, которое имеет темпера­туру 150...160 °С (эту температуру поддерживает ком­пенсатор тепловых потерь W, питающийся от генера­тора в течение рабочей смены).

После заполнения резервуара температура масла составит 140...150 °С. К началу следующего рабочего дня (с учетом потерь тепла через стенки) температура масла в резервуаре уменьшится до 100... 110 °С.

Перед пуском двигателя включают насос 8, и горя­чее масло перекачивается из резервуара во внутрен­нюю полость двигателя, разогревая сопряжения и обильно их смазывая. Затем лишнее масло сливают через трубопровод 12 и кран 13 в резервуар и запус­кают двигатель.

Эксперименты, проведенные на двигателях ЗМЗ-51, ЗИЛ-130, КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 показали, что для полной подготовки их к запуску масло в полости дви­гателя должно находиться от 5 до 12 мин в зависимо­сти от температуры окружающей среды. Данный спо­соб позволяет сократить время подготовки двигателя к пуску зимой. Снижаются и энергозатраты, а долго­вечность базовых деталей двигателей повышается.

dhdhudhndhnydhdhndh3

Рис. 1. Этапы подготовки двигателя к запуску а — сухой картер; б — внутреннее пространство двигателя запол­нено горячим маслом; в — проворачивание коленчатого вала и заполнение зазоров сопряжений маслом; г — слив масла до конт­рольной отметки на щупе перед запуском двигателя

dhdhudhndhnydhdhndh4

Рис. 2. Схема устройства для тепловой подготовки двигателя к запуску в условиях сурового климата