Влияние низких температур на работу бензиновых и дизельных двигателей

Бензин

Оптимальное условие для пуска является температура +10, +20⁰С (лучшие условия смесеобразования и горения смеси).

При понижении температуры воспламенение ухудшается из-за ухудшения испаряемости, так же как и смесеобразования. При понижении температуры от 0 до -30⁰С испаряемость бензина снижается в 2 раза.

Все бензины делятся на летние и зимние кроме Аи -98 (используется всесезонно).

При температуре ниже рекомендуется проводить предпусковой подогрев двигателя.

Дизель

Хорошее воспламенение смеси обеспечивается при условии, если ДТ впрыскивается в воздух нагретый до 300 – 345⁰С.

С изменением t от +20 до -30⁰С t в конце такта сжатия уменьшается на 100-110⁰С, то есть в 2-3 раза увеличивается задержка самовоспламенения и ухудшается процесс горения.

При низких t ДТ становится более вязким, возрастает плотность, ухудшается качество распыла и затрудняется пуск двигателя.

ДТ плохо прокачивается по трубопроводам, самым уязвимым местом является магистраль трубопровода от бака до ТННД.

Свойство прокачиваемости ДТ характеризуется его t помутнения и застывания.

Эксплуатация АКБ при низких температурах

При понижении t в АКБ происходит понижение емкости стартерного тока, ухудшение приема заряда, саморазряд. Это является снижением плотности АКБ коррозии пластин и осыпание активной массы с пластин.

Значительное снижение разрядного напряжения АКБ при понижении t электролита происходит в основном в результате увеличения его внутреннего сопротвления (от +30 до -40 сопротивление возрастает в 8-9 раз)

3 t интервала эксплуатации АКБ:

Температура электролита:

От 0 до -10 – происходит незначительное ухудшение зарядных и разрядных свойств, не отражающихся существенно на работе АКБ

От -10 до -20 – происходит снижение стартерного тока во время пуска, ухудшение самовосстановления между пусками и ухудшение эффективности заряда АКБ из-за снижения зарядного тока.

Ниже -20 – АКБ не обеспечивает надежного пуска двигателя. Ниже -25 рекомендуется АКБ заносить в теплое помещение.

Лекция

5 марта.2010

ВЛИЯНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА РАБОТУ ДВС

- Длительная работа ДВС на пониженных режимах приводит к образованию нагара поршневых колец, стенок цилиндров и клапанов.

- При использовании в системе охлаждения воды возможно ее замерзание и вывод из строя двигателя.

- Снижение надежности срабатывания пневматических тормозных систем, скорость срабатывания снижена до 1,4 раза, из – за влияния низких температур на диафрагмы и клапана.

- Снижение прочности металлов и сплавов (склонны к хрупкому разрушению), снижение эластичности резинотехнических изделий и пластмасс

- Усложняются условия труда водителя

СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТС ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

-Применение низкозамерзающей охлаждающей жидкости

-Применение зимних сортов масел и топлив

-Применение предпусковых подогревателей

-Применение пусковых приспособлений и пусковых жидкостей

-Использование средств разогрева и прогрева двигателя

-Поддержание необходимой емкости АКБ

-Использование средств утепления и отопления

ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОЗАМЕРЗАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

При t окружающего воздуха ниже +50С в систему охлаждения заливается НОЖ, если до этого двигатель эксплуатировался с водой.

НОЖ в своем составе сочетает: воду, присадки, антиокислитель

НОЖ имеет ряд особенностей:

-теплоемкость и теплопроводность НОЖ ниже, чем у воды, поэтому эти жидкости под-держивают повышенный тепловой режим без закипания

-коэффициент объемного расширения при нагревании до рабочей t выше чем у воды, по-этому в систему охлаждения необходимо заливать НОЖ на 5-8% меньше ее объема (этим объясняется использование расширительного бочка)

-НОЖ обладают повышенной проницаемостью и текучестью, что предъявляет повышен-ные требования к уплотнениям системы охлаждения

-при замерзании НОЖ образуют рыхлую массу, которая увеличивается в объеме лишь на 0,25%, что не вызывает разрушение системы охлаждения.

-во время эксплуатации из НОЖ испаряется лишь вода, что означает, что можно добав-лять дистиллированную воду.

Различают отечественные (тосол А-40, А-65) и импортные антифризы.

ПРИМЕНЕНИЕ ЗИМНИХ СОРТОВ ТОПЛИВ И МАСЕЛ

ЗИМНИЙ БЕНЗИН – 1 ОКТЯБРЯ ПО 1 АПРЕЛЯ

ЛЕТНИЙ БЕНЗИН – 1 АПРЕЛЯ ПО 1 ОКТЯБРЯ

Отличаются по свойству испаряемости.

Бензины классифицируются по 5 видам, для разных районов эксплуатации.

Классификация по европейскому стандарту.

А 80 – нормаль

А 91 – регуляр

А 95 – премиум

А 98 - супер

ДТ делятся на 3 вида – летнее, зимнее, арктическое.

ГОСТ 305-82

Л – 0.2-40 (летнее)(2-я процентное содержание серы) (3-я температура вспышки)

3 – 0.2 – 35 (зимнее) (2-я процентное содержание серы) (3-я температура застывания)

А – 0.4 (арктическое)

МОТОРНЫЕ МАСЛА

Для обеспечения пуска двигателя и для сопротивления снижения вращению моторного масла применяют всесезонные и зимние масла, загущенные присадками, которые обеспечивают необходимый рабочий интервал.

М6_з/12Г₁ (отечественная маркировка)

М – моторное

6- класс вязкости при t -18⁰

_з – зимнее, загущенное присадками

12 – вязкость при 100⁰

Г – высокофорсированный

1- Бензиновый двигатель

SAE 10W/40

10 – летнее

40 – зимнее

ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДПУСКОВЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Виды:

-жидкостные

-воздушные

-автономные

-неавтономные

-стационарные

-нестационарные

Подогреватель – устройство предназначенное для предпусковой подготовки двигателя, чей принцип действия основан на подогреве ОЖ и моторного масла.

Жидкостные ПП используют то же топливо, на котором работает сам автомобиль.

Существует несколько временных интервалов работы ПП.

- 1 подготовка подогревателя к работе

-2 работа по подогреву ОЖ и моторного масла

I этап – подготовка ПП

II этап – подогрев ОЖ и моторного масла

III этап : a) подогрев ДВС на повышенных оборотах Х.Х.

o) подогрев ДВС на номинальных оборотах Х.Х.

1 ЭБУ

2 Дозировочный топливный насос

3 Электродвигатель с крыльчаткой для подачи воздуха

4 Патрубки входа (выхода) в (из) системы охлаждения

5 Труба для выхода отработавших газов (может быть направлена на поддон картера для прогрева масла)

6 Камера сгорания из нержавеющей стали

7 Свеча зажигания

8 Водяной насос

9 Датчик перегрева камеры сгорания

10 Датчик….(отключает ПП при перегреве камеры сгорания)

Схема подключения ПП

Технические характеристики некоторых моделей подогревателей

Тепловой аккумулятор

Устройство облегчения пуска двигателя (УОПД)

Его действие основано на накоплении тепловой энергии во время работы ДВС, ее сохранении и использовании через определенный интервал времени. Для хранения тепла используется тепловой аккумулятор (ТА), который представляет собой двойной металлический цилиндр с вакуумной изоляцией. Максимально держит температуру до 3-х суток.

В конструкцию входит

БУ – блок управления

ЭН – электронасос

ТА – тепловой аккумулятор

ГР (1.2) – перепускной клапан

КР – кран регулировки движения ОЖ

РП – ручной привод

Применение пусковых жидкостей

Пусковые приспособления и жидкости являются …. средством обеспечения запуска двигателя. Применяются для запуска ДВС без предварительного подогрева при t воздуха до -35⁰С Отечественные жидкости представлены двумя видами для бензиновых применяется жидкость «Арктика», для дизельных двигателей «Холод 40».

Пусковые приспособления представляют собой устройство, подготавливающее рабочую смесь из пусковой жидкости и воздуха и подводящее ее во впускной коллектор ДВС

Состав пусковых жидкостей

Использование средств разогрева и подогрева двигателя.

Один из наиболее простых способов разогрева является пролив горячей водой, незаполненной системы охлаждения. Кратность пролива зависти от t воздуха (от 0 до -10⁰ : 1 пролив, от -10⁰ до -20⁰ 1-2 раза, от -20⁰до-30⁰ 2-3 раза, ниже -30⁰ более 3-х раз.) Перед подогревом и при постановке ТС на стоянку: прочистить краники и оставить их открытыми. Разогрев воды и моторного масла в период зимней эксплуатации применяют стационарные водомаслогрелки.

Так же применяются воздушные, газовоздушные тепловые пушки и инфракрасные горелки.

Поддержание энергоемкости АКБ

При t ниже -25⁰С АКБ заносится в отапливаемое помещение.

На авто используются штатные, теплоизолирующие контейнеры для АКБ, в их отсутствии батарея утепляется теплоизолирующими чехлами.

При разряженности АКБ на 25% и более ее следует сдать на зарядку.

Для повышения пусковой мощности АКБ и отсутствии возможности утепления или обогрева:

-используют буферную схему включения собственной АКБ с аналогичной на другом автомобиле.

-использование внешних внештатных пусковых устройств (пуско - зарядное устройство)

Использование средств утепления и отопления

-утеплительный чехол на крышку капота.

-войлочный чехол на АКБ

-подвижная шторка радиатора или чехол

Для создания нормальных условий труда и для перевозки пассажиров применяется двойное остекление кабины или салона, подогрев стекол.

Для отопления салона применяются жидкостные и воздушные отопители.

Подготовка ТС при эксплуатации при низких температурах и особенности ТО

Работы по ТО рекомендуется производить сразу по прибытии ТС с линии.

Номерные ТО(1-2) должны выполнятся в полном объеме с учетом условий эксплуатации.

При низких температурах требуется проходить сезонное обслуживание (СО).

Система питания

-подготовка системы питания (особенно дизеля) промываются фильтры, производится заправка зимним топливом

Система охлаждения

-контролируется плотность НОЖ, при необходимости производится замена.

-проверяется работа термостата, приводов управления отопителем и шторкой радиатора.

-вода в системе охлаждения меняется на НОЖ. Если авто эксплуатировался на воде и встает на хранение воду сливают краники оставляют открытыми.

Система смазки

-замена масла на всесезонное или зимнее

-проверка исправности давления масла

-при наличии отключается масляный радиатор

- к работе подготавливается предпусковой подогреватель (проверка работоспособности, продувка воздуховодов, проверка свечей накаливания или зажигания)

Тормозная система

-проверяется состояние сливных краников (пневмосистема) для удаления конденсата.

Чтобы избежать повреждения шин рекомендуется движение начинать на малых скоростях.

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТС В ЖАРКИХ УСЛОВИЯХ И ПЕСЧАННО ПУСТЫННОЙ МЕСТНОСТИ

Эти условия определяются прежде всего природно-климатическими и дорожными условиями.

Неблагоприятные факторы действующие на автомобиль:

-Высокая температура воздуха

-Снижение влажности и плотности воздуха

-Повышенная солнечная радиация

-Большое содержание пыли в воздухе

-Ветровая нагрузка на открытых участках

Все эти факторы влияют следующим образом на автомобиль

-возможен перегрев ДВС

-возможны перебой в системах: топливной, охлаждения и смазки.

-увеличение расхода, особенно на бензиновом двигателе

-снижение мощности двигателя как на бензиновом так и на дизеле

-интенсивный износ и разрушение деталей из пластмассы, резины и дерева.

-выгорание лакокрасочных покрытий

Топливная система

При высоких температурах плотность воздуха уменьшается – это приводит к снижению коэффициента наполнения цилиндров, обогащение состава смеси, т.е снижение мощности .

Рабочий процесс и работа дизеля, меньше зависит от высоких температур.

При увеличении t от +20⁰ до +80⁰С мощность снижается на 15-16% (двиг ЗИЛ 130)

Расход увеличивается на 17%.

На дизеле ИМЗ 238 показатели изменяются до 10%

Высокая температура может приводить к нагреву бензина и образованию газовых пробок в топливной системе.

С повышением температуры воздуха увеличивается склонность карбюраторных двигателей к детонационной работе.

Нагретое дизельное топливо теряет свои смазочные свойства и увеличивается вероятность его подтекания.

Высокая температура является источником пожароопасного состояния в подкапотном пространстве.

Система охлаждения

Из-за снижения разности температур ДВС и воздуха снижается эффективность работы системы охлаждения.

ДВС работает в напряженном температурном режиме.

Увеличивается интенсивность испарения воды и образования накипи. (слой накипи 0.5 мм снижает теплоотдачу на 30%).

Система смазки

При высоких температурах, температура масла может достигать в картере 95-105⁰С-это снижает вязкость, прочность масляной пленки. При высоких температурах активизируется процесс окисления масла и выгорания. Увеличиваются отложения нагара и смолистых веществ.

Понижения вязкости трансмиссионного масло увеличивает износ ГП и КПП.

Пластичные смазки

Снижают свои эксплуатационные свойства, плавятся и выдавливаются из узлов трения.

Худшими свойствами обладают кальциевые смазки (солидол) при 50-60⁰С разжижаются, а при 100 вытекают.

В тормозных системах используют жидкости с высокой температурой кипения, с пониженным пенообразованием. Гидроскопичность (впитывание влаги).

АКБ

Наблюдается интенсивное испарение воды из электролита, ускорение электрохимических процессов (при 30⁰ и выше уровень может снижаться на 2 мм).

Температура и солнечная радиация снижают прочность резины и пластмасс, повышение t на поверхности резины до 100⁰С ведет к снижению ее прочности в 2-3 раза. При нагревании пластмасса размягчается и деформируется.

Усложняются условия работы водителя.

ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОЙ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА

Попадание пыли в узлы и агрегаты вызывает интенсивное абразивное изнашивание, засорение каналов, клапанов, фильтров.

Запыленность воздуха зависит от структуры почвы, дисперсности и состава пыли, состояния дорожного полотна, температуры и влажности воздуха, типа ТС и скорости движения, дистанции между ТС, направление и сила ветра.

Наибольшая интенсивность изнашивания при эксплуатации ТС наблюдается на местности с сыпучими песками – это объясняется повышенным содержанием кварца, в дорожной пыли (до 90%), который по твердости уступает только корунду и алмазу.

По этим причинам ресурс элементов трансмиссии ТС в районах с высокой запыленностью сокращается в 2-3 раза.

Надежность работы ДВС во многом зависит от качества очистки воздуха. По мере работы фильтрующая набивка засоряется, увеличивается сопротивление прохождению воздушного потока, снижается коэффициент очистки воздуха.

Все это вызывает уменьшение наполнение цилиндров воздухом и нормальное соотношение 𝛼.

Снижается экономичность и мощность ДВС. Дизель подвержен абразивному износу больше, чем бензиновые.

Есть фильтры сухие и масляные.

Сухие

-картриджы

-сетчатые

Маслянные

-центробежные

Рост сопротивления воздушного фильтра на 0.01 МПа вызывает снижение мощности бензиновых двигателей до 1%, дизельного 0.5%.

Причины, нарушающие нормальную работу системы питания воздухом.

-засорение фильтрующих элементов на полную вместимость.

-нарушение уплотнений вместе крепления корпуса с впускным коллектором

-наличие трещин и не герметичности на корпусе фильтра

-искажение и деформация от действия высоких температур

-неравномерное распределение ячеек фильтрующего картриджа

Степень загрязнения топлива в условиях песчанно –пустынной местностью в 10-15 раз выше, по сравнению со средней полосой.

Пыль попадает вместе с воздухом и топливом, вызывая износ верхнего пояса цилиндров, а проникающая в картер- износ средней части цилиндров, шеек коленчатого вала.

Абразив в ДТ вызывает абразивный износ прицинзионных пар в ТНВД.

Пыль 1г/м³ предел видимости 5-8 м.

Повышение надежности ТС в жарких условиях и песчанно-пустынной местности.

-проверка герметичности СО, работу парового клапана, термостата.

-для предотвращения накипеобразования заправляют НОЖ

-ТС оборудуется запасной канистрой с умягченной водой

-во избежание детонации применяют бензины с более высокими антидетонационными свойствами (6-8 единиц выше октановое число)

-для предупреждения взрыва паров бензина в моторном отсеке, рекомендуется проверять герметичность топливопровода и открывать крышку капота для проветривания при запуске.

-для высокой надежности подшипников, узлов трения рекомендуется использование литиевых смазок.

-через каждые 2-3 дня необходимо проверять уровень электролита и при необходимости доливать дистеллированую воду.

-топливо должно заправлятся закрытой струей из канистр и бочек, в которых топливо отстаивается в течении 5 суток

-с меньшей периодичностью обслуживать фильтры

-чехлами из плотной ткани закрываются шарниры карданных валов, рулевых тяг, шаровые опоры; сетчатым фильтром: генератор и распределитель зажигания.

Фильтрами из полунепроницаемых: корпус бензонасоса и АКБ

-автомобили комплектуются брезентами, подкладками под домкрат, средствами повышения проходимости.

-периодичность ТО снижается на 20-30% при этом объем работ увеличивается до 25%

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТС В ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ

Ряд особенностей

-постоянное изменение продольного профиля дороги.(чередование подъемов и спусков, средняя величина которых может достигать до 20%)

-изменение атмосферного давления, температуры и плотности воздуха в зависимости от высоты над уровнем моря.

-горные маршруты могут проходить в различных климатических зонах.

-резкое колебание температуры в течении суток, внезапные метели, снегопады, туманы

-наличие большого числа поворотов с малым радиусом поворотом.(15 поворотов на 1 км)

-покрытие дорог может быть низшего типа

Постоянное чередование подъемов и спусков, длительное движение с поворотами, вызывают интенсивный рост нагрузок на двигатель, трансмиссию, рулевое управление, тормозную систему.

Из-за сложного профиля горных дорог ДВС до 25% работы эксплуатируется в тормозном режиме, следовательно, не рационально расходуется топливо, работа, производимая ДВС почти в 2 раза выше, чем на равнинной местности.

Падение атмосферного давления с увеличением высоты над уровнем моря приводит к снижению коэффициента наполнения цилиндров воздухом, что отражается на ухудшении качества смесеобразования.

Замедляется процесс горения рабочей смеси, а так же увеличивается число токсических веществ в отработавших газах.