Способы и средства облегчения пуска двигателей при хранении автомобилей при низких температурах воздуха.

Существующие способы можно разделить на три группы: сохранение тепла от предыдущей работы двигателя; использование тепла от внешнего источника; холодный пуск.

Сохранение тепла от предыдущей работы применяется при непродолжительных остановках автомобиля в пути или при его кратковременном хранении на стоянке в условиях не очень низких температур. Для сохранения тепла в двигателе применяются ватные стеганые чехлы, покрывающие радиатор и капот автомобиля. Аккумуляторная батарея утепляется чехлом со слоем стеклянной ваты толщиной до 30 мм. Утеплительный чехол двигателя замедляет его охлаждение в 2 – 2,5 раза, а утепленная аккумуляторная батарея остывает вдвое медленнее. Кроме того, чехлами могут быть утеплены картер двигателя, топливный бак и масляный фильтр.

Продолжительность остывания двигателя до допустимых пределов при наличии утепли-тельных чехлов и скорости ветра 1 – 5 м/с колеблется от 8 ч при 0°С до 0,5 ч при – 30°С.

Следует отметить, что применение чехлов при подводе тепла к агрегатам от внешнего источника уменьшает расход тепла на 40 – 50%.

Пуск с использованием тепла от внешнего источника применяется при длительном хранении автомобиля – в межсменное время. Тепло от внешнего источника может быть использовано в режиме подогрева двигателя или его разогрева. При подогреве тепло подводится к двигателю постоянно в течение всего межсменного периода его хранения, а при разогреве – только перед пуском и выездом на линию. При этом используются групповые и индивидуальные способы средства пуска двигателей.

К групповым способам и средствам пуска двигателей относят разогрев горячей водой, разогрев и подогрев паром, разогрев электрической энергией, инфракрасными лучами и воздухоподогрев . При этом применяют групповые стационарные и групповые подвижные средства.

При групповых средствах наиболее распространен разогрев горячей водой, паром, электроподогрев и воздухоподогрев. Используют их для автомобилей, не имеющих предпусковых подогревателей, или имеющих маломощные, не удовлетворяющие

требованиям эксплуатации подогреватели.

Групповые стационарные средства предназначены для единовременного обеспечения большого количества автомобилей нагретой водой, паром, низкозамерзающей жидкостью, автомобильным маслом и смазками. К ним относятся котельные установки, теплообменные, раздаточные и заправочные устройства.

В качестве котельных установок используют водогрейные или паровыевые котлы.

Температура теплоносителей, получаемая от групповых средств, должна находиться в пределах: горячая вода 75 ...80 0C, горячий воздух 120 - 150 °С, пар под давлением (0,3...0,35)10 в пятой степени Па и температуре 120 0 С. В ряде случаев можно использовать отопительные водопароцентрали.

Подвижные групповые средства предназначены для предпусковoгo разогрева двигателей, не имеющих индивидуальных подогревателей. К этой группе относят водомаслогрейки, водомаслозаправщики, групповые воздушные подогреватели и т.д. Для электроподогрева двигателей применяют два способа: прогрев охлаждающей жидкости в течение межсменного простоя и разогрев масла в картере двигателя перед выходом автомобиля на линию. Второй способ применяют как дополнение к разогреву двигателя водой или паром. Можно применять электронагреватели закрытого типа или другие, но при этом долны соблюдаться меры пожаробезопасности. Массовый разогрев двигателей горячим воздухом требует сложных воздухонагревательных устройств.

Классификация и характеристика групповых способов и средств обеспечения пуска двигателей при безгаражном хранении автомобилей.

Подогрев и разогрев горячей водой. При централизованном подогреве горячая вода непосредственно от водогрейного котла или от пароводяного теплообменника с помощью насосов по трубам подается через гибкий шланг в нижний водяной патрубок системы охлаждения двигателя (или горловину наливного патрубка радиатора) и далее в рубашку охлаждения блока цилиндров. Отвод воды от двигателя к теплообменнику осуществляется через горловину наливного патрубка радиатора или через нижний патрубок. Таким образом, устанавливается циркуляция воды по замкнутому контуру.

При разогреве вода с помощью раздаточных шлангов заливается через горловины радиаторов в системы охлаждения двигателей (при открытых сливных краниках). Для достижения необходимого теплового состояния двигателя при температуре воздуха выше –10°С достаточно горячей воды в количестве, равном одному объему системы охлаждения: при температуре от -10°С до -20°С необходимы 1,5—2,0 объема воды, при более низких температурах не менее 2,5 – 3,0 объемов.

Из условий прочности системы охлаждения при, централизованном подогреве избыточное давление воды не должно превышать 30 – 35кПа, температура воды 90°С.

Подогрев и разогрев паром. Пар является весьма интенсивным теплоносителем. При подогреве пар может быть использован по двум схемам: «без возврата конденсата» и «с возвратом конденсата». В первом случае пар от парового котла направляется к подогреваемому двигателю и вводится в его систему охлаждения через горловину радиатора, сливной краник или непосредственно в рубашку охлаждения. В двигателе пар отдает тепло и конденсируется. Конденсат через контрольную трубку радиатора стекает на площадку. Для равномерного распределения тепла при вводе пара в рубашку охлаждения в последней применяются специальные отражатели. Способу «без возврата конденсата» свойственны недостатки, заключающиеся в возможности возникновения трещин блока из-за местных перегревов, интенсивном образовании накипи в котлах из-за необходимости постоянной подпитки котлов свежей водой взамен потерянного конденсата и образовании наледей на площадках перед автомобилем за счет стекающего из обогреваемых двигателей конденсата.

Применение способа «с возвратом конденсата» связано с усложнением оборудования площадки и повышением затрат на ее устройство. При этом способе контрольная трубка, по которой стекает конденсат, присоединяется к трубопроводу возврата конденсата в котельную.

Подогрев и разогрев воздухом. Основными частями установки для воздухообогрева являются: устройство для подогрева и подачи воздуха (калориферная установка); воздуховоды и узлы подвода воздуха к агрегатам автомобиля; система контроля и сигнализации.

Калориферная установка состоит из воздушного, паровоздушного или электрического теплообменника (или группы теплообменников) и вентиляторов.

Горячий воздух от калориферов подается к автомобилям с помощью воздуховодов, которые представляют собой бетонные, кирпичные или деревянные каналы, обитые жестью, или металлические трубопроводы, располагаемые под землей, на земле и над землей. Наземные и надземные воздуховоды утепляются слоем шлаковаты. Подача воздуха производится от воздуховода к радиатору, или снизу в подкапотное пространство, или через струйные коробки – рамки. Рамка устанавливается в нижней части подкапотного пространства и равномерно распределяет горячий воздух по длине двигателя.

Для подачи воздуха к аккумуляторным батареям и в кабину водителя в рамке предусмотрены отводы.

Эффективность использования тепла при воздухообогреве может быть повышена подачей воздуха гибким шлангом непосредственно в картер двигателя. Однако этот способ обеспечивает лишь обогрев двигателя. Аккумуляторные батареи, фильтры, агрегаты трансмиссии при этом не обогреваются.

В установках воздухообогрева предусматривается система автоматического контроля и сигнализации.

По опытным данным, количество горячего воздуха на один автомобиль (и системах без рециркуляции) составляет в зависимости от его типа от 300 до 1000 м3/ч.

В районах Крайнего Севера, Урала, Сибири по геологическим условиям более широко применяют наземные или надземные варианты установок, так как они меньше прогревают грунт.

Подогрев и разогрев с использованием электричества. При электрообогреве электронагревательные элементы включаются в систему охлаждения или в систему смазки двигателя. По принципу действия электронагревательные элементы делятся на две группы: с твердыми и с жидкими проводниками тока. В качестве твердых проводников используют сплавы (нихром, фехраль, хромаль).

Такие проводники имеют большое удельное сопротивление, мало изменяющееся при перепадах температуры, и малый температурный коэффициент расширения.

Нагревательные элементы из твердых проводников выполняются с открытой или закрытой спиралью. У закрытого нагревательного элемента спираль помещается в тонкостенной трубке, которая заполняется изолирующим материалом (порошок окиси магния или сухой кварцевый песок). В жидкостных нагревательных элементах роль жидкого проводника играет вода или антифриз. Такой элемент состоит из двух трубок, вставленных одна в другую и изолированных резиновыми втулками. С помощью клемм трубки включаются в электросеть.

При прохождении электрического тока через твердый или жидкий проводник выделяется тепло. Охлаждающая жидкость нагревается, и в системе охлаждения (или в масле) возникает термосифонная циркуляция.

Электрическое сопротивление воды зависит от ее температуры и физико-химического состава, поэтому характеристика электронагревательных элементов с жидким проводником может значительно изменяться. Их положительным качеством является большой срок службы. Закрытые нагревательные элементы могут быть использованы для подогрева масла и воды, открытые – только для нагрева воды.

Во всех случаях электрообогрева автомобили должны быть заземлены.

Подогрев и разогрев инфракрасными лучами (газовый). Инфракрасные лучи по своей природе являются электромагнитными. Они практически не поглощаются чистым воздухом, а при поглощении их твердыми телами лучистая энергия превращается в тепловую и тело нагревается.

Инфракрасные лучи получают в стационарных или переносных горелках, работающих на природном или искусственном газе, например на пропане. В стационарных установках обогреваемые автомобили устанавливаются над горелками. Передвижные горелки вместе с баллонами сжиженного газа монтируются на полозьях или тележках.

Газ, поступающий в горелку от газовой сети (или баллона), смешивается в необходимой пропорции с воздухом и заполняет большое количество каналов малого диаметра в керамической или металлической сетке горелки. Зажигание газа осуществляется с помощью электроспирали. При горении газа поверхность горелки разогревается до температуры 700 – 900°С и излучает инфракрасные лучи. Горелка размещается на расстоянии 300 – 400 мм от картера двигателя. В случае перегорания электроспирали автоматически включаются звуковая и световая сигнализации.

Недостатком газовых горелок является возможность срыва пламени, возникающая при скорости ветра 5,0 – 5,5 м/с. Широкое применение нашли жидкостные газовые подогреватели инфракрасного излучения. При работе горелки жидкость в теплообменнике нагревается и в системе охлаждения возникает термосифонная циркуляция. Кроме того, продукты сгорания нагревают воздух под капотом автомобиля.

Самые удобные в эксплуатации теплоэлектронагреватели -ТЕНы с закрытой спиралью, которые серийно выпускает промышленность. Тени выдерживают вибрации и ударные нагрузки на протяжении пяти лет эксплуатации. Электронагреватели включают в систему охлаждения двигателя (отводный патрубок радиатора), в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателей, в поддон картера двигателя и в другие агрегаты автомобиля.

Применяя электрообогрев, надо точно соблюдать правил техники безопасности.

Присоединяют установки электрообогрева автомобилей за письменным разрешением органов электронадзора соответственно «Правилам использования электроэнергии». Введение установки электрообогрева в эксплуатацию оформляют приказом по АТП с одновременным назначением лиц, которые отвечают за ее эксплуатацию.

Индивидуальные источники тепла. При хранении автомобилей в отрыве от стационарных источников теплоснабжения применяются жидкостные или воздушные индивидуальные подогреватели. Обычно они работают на том же топливе, что и двигатель автомобиля.

Преимуществами индивидуальных подогревателей являются разогрев двигателей в любых условиях независимо от наличия источника энергии и возможность использования в качестве охлаждающей жидкости антифриза, недостаток индивидуальных подогревателей – неудовлетворительный подогрев подшипников коленчатого вала.

Пуск без предварительного разогрева («холодный пуск»). Пуск двигателей при низких температурах без предварительного разогрева может быть осуществлен путем комплексного применения пусковых жидкостей, специальной регулировки карбюратора и загущенного масла с пологой вязкостной характеристикой.

Пусковые жидкости подаются во всасывающий тракт двигателя с помощью специальных пусковых приспособлений или карбюраторов. Возможно применение жидкостей в аэрозольной упаковке с подачей жидкости во всасывающий патрубок двигателя или через воздухоочиститель.

Любая из систем тепловой подготовки должна обеспечивать запуск двигателя любого авт-ля при температуре окружающей среды -45 0C в течение 36 мин; для всех автомобилей категории — при -60 0C за 45 мин.

Обязательность исполнения вышеуказанных требований факультативна, т. е. определяется по согласованию с заказчиком.

В нашей стране наибольшее распространение получили жидкостные подогреватели. В зарубежной практике и «жидкостной подогреватель» отсутствует. Аналогичный агрегат называется «жидкостный отопитель», он обеспечивает обогрев кабины, размораживание стекол кабины, предпусковую подготовку двигателя и длительное поддержание его теплового состояния.

Из зарубежных конструкций жидкостных подогревателей дви- ля для предпусковой подготовки применяют однорежимные подогреватели с распылительной камерой Thermo 230, 300, 350 webaesto, Hydronic 24, 30 и др.

Для длительного поддержания температурного состояния дви-ля и кабины, а также для обеспечения предпускового прогрева двигателя применяют подогреватели Hydronic 10.

Фирма Webaesto изготовляет подогреватели с испарительной камерой, такие как Thermo 90S и др.

Из отечественных жидкостных подогревателей распространены 15.8106;- ПЖД-12Б с испарительной камерой сгорания; 10ТС-01;14ТС-01 и др.

Из воздушных отопителей применяют ОВ65, ОВ95, 031 на дизельном топливе, ОН32Д и др.