ПРЕДПУСКОВАЯ ПОДГОТОВКА ДВИГАТЕЛЯ ЗИМОЙ

Любое несовершенство конструкции машин и оборудования неизбежно приводит к большим материальным потерям и простоям техники, сниже­нию эффективности ее использования.

Незначительная экономия средств, получаемая в сфере изготовления различных агрегатов и оборудования, не приспособленных для работы в специфических экстремальных услови­ях, несопоставима с многократным увеличением эксплуатационных, ма­териальных и трудовых затрат, на­правленных на обеспечение безотказ­ности и долговечности этих изделий, их простоев во время технического обслуживания и ремонта.

Помимо этого, довольно часто вме­сто простых и эффективных уст­ройств и приспособлении, изготовлен­ных в заводских условиях и снижа­ющих продолжительность и трудоем­кость обслуживания и текущего ре­монта автомобилей, эксплуатацион­никам предлагают другое оборудо­вание, пользуясь которым надо руководствоваться различного ро­да временными, порой недостаточно обоснованными инструкциями. Ска­занное подтверждается рекомендация­ми по предпусковой подготовке авто­тракторных двигателей к работе в ус­ловиях низких температур.

Известно, что для надежного без­отказного пуска двигателя зимой не­обходимо обеспечить воспламенение топлива в цилиндрах и своевремен­ное поступление смазки к узлам тре­ния. Для этого применяются как индивидуальные жидкостные подогревате­ли (ПЖД, ПЖБ), так и групповые средства предпускового разогрева и межсменного подогрева с использо­ванием различных теплоносителей и энергии.

Довольно широко в этом деле при­меняется горячая вода. Однако при проливке через систему охлаждения разогреваются лишь камера сгорания и блок цилиндров двигателя. Мотор­ное же масло в поддоне остается хо­лодным (нельзя же признать решени­ем вопроса разогрев масла с помощью факелов, паяльных ламп и костров). Поэтому иногда эксплуатационникам предлагается в конце рабочей смены сливать моторное масло из поддонов двигателей, например, в масляные баки водомаслогреек, омываемые го­рячей водой, а в начале следующей рабочей смелы это же горячее масло из баков заливать в двигатель.

Необоснованность таких рекоменда­ций заключается в том, что в них не учитывается прежде всего различие моторных масел по группам качества (для различных двигателей применя­ются масла групп Ь, В, Г) и по сро­кам службы до замены. Перемешива­ние таких масел в одном резервуаре недопустимо.

Легко представить, насколько ра­бота по сливу масел и последующей заправке двигателей трудоемка, про­должительна и неудобна, особенно, если затруднен доступ к местам сли­ва. Можно в связи с этим предполо­жить, что такие «практические» рекомендации по предпусковой подготов­ке системы смазки двигателей к ра­боте зимой могли быть предложены людьми, далекими от эксплуатации автомобилей.

Естественно, что на практике такие рекомендации не выполняются, а из-за отсутствия других эффективных средств разогрева моторных масел многие двигатели выходят из строя во время пуска.

Казалось бы, при модернизации и разработке новых средств предпуско­вого разогрева двигателей горячей водой надо предусмотреть возмож­ность одновременного разогрева бло­ка цилиндров и моторного масла в поддоне. Однако это не делается, хо­тя специалистам должны быть извест­ны уже разработанные простые и эф­фективные конструктивные решения такого оборудования. К таким реше­ниям относится, например, примене­ние водомасляных теплообменников, расположенных в поддоне и включен­ных в систему охлаждения. Они обес­печивают одновременный разогрев моторного масла и двигателя перед пуском и тем самым повышают без­отказность и долговечность двигате­лей. Моторное масло разогревается перед пуском двигателя независимо от желания водителя и без увеличе­ния трудозатрат и простоя автомо­биля.

Эффективность н экономичность та­ких средств проверена многолетней эксплуатацией различных двигателей. К сожалению, вместо того, чтобы ор­ганизовать серийное производство и широко устанавливать водомасляные теплообменники на двигатели, экс­плуатирующиеся в условиях низких температур, автотранспортникам пред­лагают временные, крайне неэконо­мичные и трудоемкие меры по сниженню вязкости моторных масел пе­ред пуском двигателя.

Так, в период низких температур можно снижать вязкость моторных масел, разбавляя их дизельным зим­ним топливом (15...20 % объема мас­ла). Бесспорно, пониженная вязкость разбавленных масел облегчает пред­пусковую подготовку и пуск двигате­лей, уменьшает потери на трение в процессе работы. Однако при этом весьма трудно учитывать значитель­ные непредсказуемые колебания тем­пературы воздуха, которые иногда наблюдаются даже в течение одних суток. В случае существенного повы­шения температуры воздуха работа двигателей на разбавленных маслах может привести к ускоренным износам деталей. Значит при потеплении надо разбавленные масла заменять маслами обычной вязкости. Естест­венно, частые и непредвиденные заме­ны разбавленных масел на неразбав­ленные и наоборот усложняют экс­плуатацию автомобилей, вызывают увеличение трудозатрат и простоев, а также дополнительные потери сма­зочных материалов. Значительных ор­ганизационных усилий и материаль­ных затрат потребуют также система­тический контроль вязкости разбав­ленных масел в двигателях, необходи­мость обеспечения АТП резервуарами для хранения сливаемых масел с сор­тировкой их по группам (разбавлен­ных и неразбавленных и т. д.).

Перечисленных трудностей можно избежать, если разбавлять моторные масла бензином. Согласно рекоменда­циям, в конце рабочей смены перед остановкой двигателя в масляный поддон следует залить неэтилированный бензин (10...20 % от объема мо­торного масла). В течение 3—5 мин работы двигателя на холостом ходу бензин перемешивается с моторным маслом, и смесь поступает ко всем трущимся парам.

При пуске двигателя в начале сле­дующей смены маловязкая смесь бы­стро подается масляным насосом к трущимся деталям и предотвращает интенсивный износ деталей. Во вре­мя прогрева и работы двигателя в те­чение 40—60 мин бензин испаряется, и вязкость моторного масла восста­навливается до номинальной.

Несмотря на кажущуюся эффек­тивность, простоту и доступность, этот способ тоже нельзя рекомендо­вать для широкого практического применения из-за недопустимо боль­шого расхода бензина. Так, при тем­пературе воздуха — 30 °С только па снижение вязкости моторного масла (не на разогрев двигателя) ежеднев­но расходуется по меньшей мере 2,1 л бензина, теплосодержание которого составляет 17850 ккал. В то же вре­мя на предпусковой разогрев 21 л моторного масла от —30 до — 10°С требуется всего 340 ккал тепла. От­сюда следует, что коэффициент полез­ного использования тепла, содержащегося в израсходованном на разбав­ление моторного масла бензине, ока­зывается менее 2 %.

Столь низкий к. п. д. предлагаемых рекомендаций не нуждается в ком­ментариях. Тем не менее, разбавление моторных масел бензином предлага­ется как временная мера для авто­мобилей, постоянно эксплуатирую­щихся в условиях низких темпера­тур, и ссылка на это даже приво­дится в литературе.

Предлагаются также различные способы и средства тепловой подго­товки двигателя к пуску: предпуско­вой разогрев различной продолжи­тельности и межсменный подогрев. При этом, как правило, не обращает­ся внимание на значительное возра­стание расхода тепла и снижение ко­эффициента полезного использования расходуемого топлива с увеличением продолжительности предпускового разогрева (особенно при межсменном подогреве).

Если на предпусковой разогрев дви­гателя ЯМЗ-236 от— 20°С до +10°С в течение 20 мин с по­мощью высокопроизводительных средств (27 300 ккал/ч) расход тепла составляет 9100 ккал, то при продол­жительности разогрева 4 ч с примене­нием менее мощного источника тепла (4400 ккал/ч) расход тепла возраста­ет в 1,9 раза (до 17500 ккал). С уве­личением продолжительности предпу­сковой тепловой подготовки двигате­ля до 8 и 16 ч, которую можно рас­сматривать как межсменный подогрев соответственно при двух- и односмен­ной работе автомобилей, расход теп­ла увеличивается соответственно в 3,3 и 6,2 раза (до 29765 и 57660 ккал). Однако с учетом того, что после ра­боты автомобиль ставится на стоянку с горячим двигателем, расход тепла только на межсменный подогрев бу­дет меньше на количество тепла, необходимого на нагрев дви­гателя в этих условиях (8400 ккал).

Отношение полезного тепла, идуще­го на нагрев двигателя к общему теплу, расходуемому за время разогрева, выражает коэффи­циент полезного использования тепла. С увеличением продолжительности предпускового ра­зогрева величина К весьма заметно снижается, например, от 0,923 при т = 0,33 ч до 0,478 при т=4 ч (см. рисунок). При межсменном подогреве в течение 16 ч коэффи­циент К равен всего 0,146.

Значения будут еще меньше, если в расчетах подводимого к двигателю тепла учесть дополнительные его потери на подвод теплоносителя к двигателю (горячий воздух, вода, пар). При воздухоразогреве, напри­мер, значительные потери тепла обус­ловлены низким коэффициентом теп­лоотдачи воздуха нагреваемым стен­кам, охлаждением воздуха в магист­ральных воздуховодах, утечками го­рячего воздуха в атмосферу.

С удалением разогреваемых двига­телей от источника тепла увеличива­ется длина и поверхность линий воздухо-водопароразогрева, снижается надежность теплоизоляции, увеличи­ваются дополнительные потери тепло­носителя и тепла.

На основании приведенных данных можно сделать вывод, что для авто­мобилей, которые не должны быть в постоянной готовности к работе в любое время суток (для большинства автомобилей готовность к выезду на линию определяется началом рабочей смены), нецелесообразно предлагать межсменный подогрев. Это будет рас­точительством. Подогрев двигателей можно рекомендовать лишь во время, непродолжительной стоянки автомо­билей, в течение которой расход теп­ла будет сопоставим с затратами теп­ла на предпусковой разогрев с при­менением эффективных и экономич­ных средств.

Например, если часовой расход теп­ла при межсменном подогреве со­ставляет 3000 ккал/ч, а на предпуско­вой разогрев двигателя в этих же ус­ловиях в течение 20 мин расходуется 9000 ккал, обоснованная продолжи­тельность подогрева будет не более3 ч. Более длительный межсменный подогрев становится нерациональным из-за снижения топливной экономич­ности.

Нерационально используется топли­во и в случае длительного предпуско­вого разогрева двигателя. Наиболее экономичным и эффективным здесь будет применение мощных средств, обеспечивающих комплексную подго­товку двигателя (разогрев двигателя и моторного масла) в течение не­скольких минут непосредственно пе­ред пуском.

Следует признать также необосно­ванным широко применяемый предпу­сковой разогрев автотракторных дви­гателей жидкостного охлаждения го­рячим воздухом или газовоздуншой смесью с помощью серийно выпускае­мых воздухонагревательных устано­вок и теплогенераторов, работающих на дизельном топливе, бензине, керо­сине. При использовании этих средств не принимаются во внимание крайне низкая топливная экономичность воздухоразогрева (к. п. д. тепла равен всего 10...14-%), большие потери тепла, достигающие 90 %, и длитель­ность разогрева (4—5 ч). Следствием этого является большой расход топ­лива. Не учитываются и другие отри­цательные последствия воздухоразогрева газовоздушной смесью — интен­сивное загрязнение двигателей сажей, повышения концентрации окиси угле­рода в кабине автомобиля.

В последнее время предлагается иногда переводить средства воздухоразогрева, работающие на жидком топливе, на природный газ. Разраба­тываются и рекомендуются также ин­дивидуальные газовые подогреватели для межсменного подогрева двигате­лей с автоматическим регулированием.

Воздухоразогрев двигателей на при­родном газе также не может быть ре­комендован для практического внед­рения из-за низкой топливной эконо­мичности и малой эффективности. Еще больше расходуется топлива при применении так называемого «горяче­го режима», когда в межсменное вре­мя в экстремальных условиях крайне низких температур наружного возду­ха двигатели не останавливают, и в течение даже 16-часовой стоянки они работают на холостом ходу.

Повышение безотказности, долго­вечности и приспособленности выпускаемых двигателей к различным экст­ремальным условиям эксплуатации, в том числе и к низким температурам, путем совершенствования конструк­ции, является важной задачей мото­ростроителей. Ее не следует перекла­дывать на плечи эксплуатационников. Разрабатываемые и серийно выпускае­мые двигатели должны быть рассчи­таны на экстремальные условия экс­плуатации и оснащены всеми необхо­димыми устройствами заводского из­готовления, гарантирующими эксплу­атационную надежность, экономич­ность оборудования и низкую трудо­емкость обслуживания.

Решить актуальную и остро стоя­щую проблему пуска двигателей зи­мой можно путем применения эффек­тивных и надежных средств предпу­скового разогрева, изготовленных и установленных на двигатели в завод­ских условиях. Временные рекоменда­ции эту задачу не решают.