Какие способы применяются при пуске двигателя автомобиля

Способы пуска двигателей

СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ

Система пуска автомобильного или тракторного двигателя осуществляет вращение коленчатого вала с необходимым числом оборотов до получения первых вспышек.

Подводимая пусковым устройством энергия расходуется на преодоление работы сил трения, приведение в движение вспомогательных механизмов (водяного, масляного и топливного насосов, генератора, вентилятора и др.), совершение ходов впуска и выпуска в четырехтактных и совершение процесса газообмена в двухтактных двигателях, сообщение кинетической энергии движущимся массам двигателя и преодоление в начальный период пуска работы на сжатие рабочей смеси (или воздуха в дизелях).

В двигателях внутреннего сгорания применяют следующие способы пуска двигателей (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Системы пуска ДВС

Пуск электростартером является наиболее часто применяемым способом пуска автомобильных двигателей. Для пуска тракторных двигателей лесозаготовительной техники электростартеры применяют в редких случаях.

Пневматические стартеры устанавливают на двигатели в некоторых, очень редких случаях. Это специальные воздушные двигатели, в которые поступает сжатый воздух из баллонов.

Сжатый воздух при пуске двигателя может подаваться также непосредственно в его цилиндры (пневматический пуск). Перед пуском некоторых двигателей сжатый воздух подается в баллоны от специального карбюраторного двигателя, соединенного с компрессором.

Инерционные стартеры применяют для пуска автомобильных и тракторных двигателей. Принцип действия этих стартеров основан на использовании кинетической энергии специального маховика. Этот маховик перед пуском двигателя раскручивается от руки или от электродвигателя до большого числа оборотов, после чего вращение маховика при помощи механизма включения передается коленчатому валу.

В некоторых конструкциях вместо специального маховика используют маховик двигателя, устанавливаемый в этом случае на коленчатом валу свободно и соединяющийся с ним через фрикционную муфту. Во время пуска двигателя маховик при выключенной муфте раскручивается от руки до необходимых оборотов, после чего муфта включается и коленчатый вал с маховиком вращаются как одно целое.

Пусковые четырех- или двухтактные карбюраторные двигатели применяют наиболее часто для пуска тракторных дизелей большой мощности. Это обычно одно- или двухцилиндровые двигатели с зажиганием от магнето, устанавливаемые на блок- картерах дизелей. Пуск вспомогательных двигателей производится от руки или электростартером.

Источник

Тестовые задания по теме «Устройство, эксплуатация и ремонт автомобилей»

Тестовые задания по теме «Устройство, эксплуатация и ремонт автомобилей»
1. Заполните пропуски:

Эталон: карбюраторные; газовые; дизельные.

2. Дополните предложение:

а)менее экономичны; б)более экономичны; в)имеют одинаковый расход топлива.

3. Дополните предложение:

а)смазывания трущихся деталей;

б)подачи масла к трущимся деталям и отвода от них тепла и продуктов износа;

в)снижения трения между деталями;

г)предотвращения заклинивания двигателя.

4. Дополните предложение:

а) подачи в цилиндры горючей смеси в соответствии с порядком работы двигателя;

б) приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя;

в) своевременной подачи в цилиндры воздуха и распыленного топлива;

г) очистки воздуха и топлива

5. Какие способы применяются при пуске двигателя автомобиля?

б) при помощи электрического стартера;

в) и тот и другой способы.

6. Для чего предназначена трансмиссия автомобиля?

а) для передачи крутящего момента на ведущие колеса;

б) для изменения крутящего момента;

в) для распределения крутящего момента между колесами в зависимости от нагрузки на них;

г) для передачи крутящего момента с двигателя на ведущие колеса и изменения его по величине и направлению.

7. Дополните предложение:

а) уменьшить длину коробки передач;

б) уменьшить габаритные размеры автомобиля;

в) осуществить реверс на все передачи;

г) достичь всех перечисленных целей.

8. При каких неисправностях рулевого управления запрещена эксплуатация автомобиля?

а) «заедание» рулевого управления;

б) люфт рулевого колеса больше допустимого;

в) большой износ деталей рулевого управления;

г) ослабление креплений и нарушение шплинтовки;

д) при всех перечисленных неисправностях.

9. По какой причине происходит неполное торможение автомобиля?

а) из-за негерметичности пневматического привода;

б) из-за нарушения регулировок тормозных механизмов;

а) из-за замасливания и износа фрикционных накладок;

г) при наличии любой из перечисленных неисправностей.

10. Дополните предложение:

б) одно-, двух- и многоосными;

в) двух- и многоосными;

г) одно- и многоосными.

11. Какой процесс происходит в аккумуляторе?

а) химическая энергия преобразуется в электрическую;

б) электрическая энергия преобразуется в химическую;

12.При какой температуре можно нагружать двигатель автомобиля?

1З. Какие двигатели имеют внутреннее смесеобразование?

14.Для чего предназначена система охлаждения двигателя автомобиля?

а) для охлаждения двигателя;

б) для быстрого прогрева двигателя;

в) для поддержания оптимального температурного режима.

15. Какие детали двигателя смазываются под давлением?

а) стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни;

б) коленчатый вал, распределительный вал;

в) клапаны, пружины клапанов, толкатели.

16. Для чего предназначен топливный насос высокого давления дизельного двигателя?

а) для подачи топлива в цилиндры двигателя;

б) для сжатия топлива до высокого давления;

в) для подачи к форсункам точно отмеренных порций топлива;

г) для подачи топлива под давлением к фильтрам очистки топлива.

17. Для чего предназначено сцепление?

а) для соединения двигателя с трансмиссией;

б) для разъединения двигателя с трансмиссией;

в) для обеспечения плавного трогания с места;

г) для выполнения всех перечисленных функций.

18. В результате чего увеличивается люфт рулевого колеса?

а) увеличения зазоров в подшипниках ступиц направляющих колес;

б) увеличения зазора в рулевых тягах;

в) ослабления корпуса рулевого механизма;

г) недостатка масла в рулевом механизме с гидроусилителем;

д) в результате всех перечисленных неисправностей.

19.Какой тип тормозов имеет автомобиль КамАЗ-5320?

в) дисковый и колодочный.

20. Каковы причины возникновения короткого замыкания пластин аккумуляторной батареи?

Ответ-эталон: разрушение сепараторов; выпадение большого слоя осадка.

21. На сколько процентов мощности допускается загружать новый или отремонтированный автомобиль в период обкатки?

22. Для чего предназначено сцепление автомобиля?

Эталон-ответ: Сцепление автомобиля предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от ведущих колес и плавного трогания с места.

23. Из каких частей состоит механизм сцепления автомобиля?

Эталон-ответ: Механизм сцепления автомобиля состоит из кожуха, ведущего и ведомого дисков, выжимных рычагов и нажимных пружин.

24. Как работает сцепление автомобиля?

Эталон-ответ: При нажатии на педаль сцепления ведущий диск отходит от маховика, сцепление выключается, передача крутящего момента на ведомый диск прекращается. При неполном включении сцепления ведомый диск пробуксовывает относительно ведущего диска, что обеспечивает плавное трогание автомобиля.

25. Для чего предназначен привод сцепления автомобиля?

Эталон-ответ: Привод сцепления автомобиля предназначен для обеспечения легкого и эффективного управления функционированием сцепления.

26. Из каких основных частей состоит привод сцепления автомобиля КамАЗ?

Эталон-ответ: Основными составными частями привода сцепления автомобиля КамАЗ являются главный цилиндр и механизм пневмогидравлического усилителя.

27. Как работает привод сцепления автомобиля КамАЗ?

Эталон-ответ: При нажатии на педаль сцепления жидкость из главного цилиндра попадает в пневмогидроусилитель, открывает доступ сжатого воздуха в рабочий цилиндр, который оказывает давление на поршень и выключает сцепление.

28. Назовите основные неисправности сцепления автомобиля.

а) пробуксовка сцепления;

б) неполное выключение;

г) дополнительно резкое трогание автомобиля с места.

29. Для чего предназначено техническое обслуживание сцепления автомобиля?

Эталон-ответ: Техническое обслуживание сцепления автомобиля предназначено для предупреждения возникновения в нем отказов.

30. Какие контрольные операции необходимо выполнить при техническом обслуживании сцепления автомобиля КамАЗ?

Эталон ответ: При техническом обслуживании сцепления автомобиля КамАЗ необходимо проверить герметичность привода его выключения, действие оттяжных пружин педали сцепления и рычага вала вилки выключения.

31. Как устраняются обнаруженные неисправности в сцеплении автомобиля КамАЗ?

Эталон-ответ: Неисправности устраняются следующим образом: регулируется свободный ход толкателя поршня главного цилиндра привода сцепления (свободный ход должен быть 3. 4 мм) и свободный ход рычага вала вилки выключения сцепления (6. 15 мм). Закрепляется пневмогидравлический усилитель, смазываются подшипник муфты выключения сцепления, втулки вала вилки выключения. Доводится до нормы уровень жидкости в главном цилиндре привода. Сливается отстой из пневмогидравлического усилителя.

32. Для чего предназначена тормозная система автомобиля?

Эталон-ответ: Тормозная система автомобиля предназначена для эффективного управления процессом замедления его движения и предотвращения возникновения дорожно-транспортных происшествий.

33. Какие бывают приводы тормозных систем современных автомобилей?

34. Для чего предназначены маслосъемные кольца в двигателе внутреннего сгорания?

а) для предотвращения прорыва газов в картер двигателя;

б) для снятия излишков масла со стенок цилиндра и отвода его в поддон картера;

в) для предотвращения попадания масла в камеру сгорания.

35. В чем различие между впускным и выпускным клапанами двигателя?

а) в разной длине клапанов;

б) диаметр тарелки выпускного клапана меньше диаметра тарелки впускного клапана;

в) диаметр тарелки выпускного клапана больше диаметра тарелки впускного клапана.

36. Почему шестерня распределительного вала в два раза больше шестерни коленчатого вала?

а) для уменьшения частоты вращения распределительного вала;

б) для обеспечения правильной работы кривошипно-шатунного механизма;

в) для того, чтобы каждый клапан открывался один раз за два оборота коленчатого вала.

37. Каково назначение глушителя?

а) выпуск отработанных газов;

б) уменьшение скорости отработанных газов;

в) уменьшение скорости и давления отработанных газов.

38. Для чего предназначены компрессионные кольца поршня?

а) для снятия масла со стенок гильзы цилиндра;

б) для улучшения смазки зеркала цилиндра;

в) для предотвращения пропуска газов в картер двигателя.

39. В каком положении находятся впускной и выпускной клапаны при такте расширения («рабочий ход»)?

а) оба клапана открыты;

б) оба клапана закрыты;

в) выпускной клапан открыт, впускной клапан закрыт;

г) впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.

40. Что называется объемом камеры сгорания цилиндра двигателя?

а) объем между днищем поршня в НМТ и плоскостью головки цилиндра;

б) объем между днищем поршня в ВМТ и плоскостью головки цилиндра;

41. Чем отличается бесштифтовая форсунка от штифтовой?

а) наличием одного отверстия и иглы;

б) наличием нескольких отверстий;

в) наличием нескольких отверстий и штифта.

42. Назовите основные сборочные единицы системы питания дизельного двигателя.

а) топливный бак, воздухоочиститель, фильтры грубой и тонкой очистки;

б) топливный бак, воздухоочиститель, форсунки, ручной насос;

в) топливный бак, воздухоочиститель, топливный насос, форсунки, фильтры грубой и тонкой очистки, подкачивающий насос, впускные и выпускные трубопроводы, глушитель.

43. В какой момент происходит впрыск топлива в камеру сгорания?

а) до прихода поршня в ВМТ;

б) когда поршень находится в положении ВМТ;

в) когда поршень прошел положение ВМТ.

44. Назовите допустимую неравномерность подачи топлива секциями топливного насоса.

а) до 8%; б) до 5%; в) до 3%; до 4%; до 9%.

45. Каким должен быть уровень электролита в аккумуляторной батарее?

а) выше пластин на 10-20 мм;

б) выше пластин на 10-15 мм;

г) выше пластин на 8-12 мм.

46. Для чего предназначен всережимный регулятор дизельного автомобильного двигателя?

а) для облегчения запуска двигателя;

б) для поддержания заданного его скоростного режима;

в) для обеспечения работы двигателя на малых оборотах.

47. Каков процент расхода смазочных масел для карбюраторных автомобильных двигателей?

48. В каком объеме следует заправлять антифризом систему охлаждения двигателя?

б) на 20-25% меньше полного объема;

в) на 5-10% меньше полного объема.

49. Какие бывают трансмиссии по принципу действия?

а) механические, ступенчатые, комбинированные;

б) механические, гидромеханические, комбинированные;

в) механические, ступенчатые, гидромеханические, комбинироваанные.

50. Из каких сборочных единиц состоит карданная передача?

а) из двух вилок, крестовины, шести подшипников;

б) из двух вилок, крестовины, двух подшипников;

в) из двух вилок, крестовины, четырех подшипников.

51. Какие полуоси применяются на автомобилях средней и повышенной грузоподъемности?

б) полностью нагруженные;

52. Каким должен быть угол развала управляемых колес автомобиля?

а) 0-5°; б) 0-4°; в) 0-3°; г) 0-2°.

53. В каких пределах должна быть сходимость управляемых колес автомобиля?

54. Каким должен быть люфт рулевого колеса автомобиля ЗИЛ-130?

а) 15°; б) 10°; в) 20°; г) 12°.

55. В каком случае работает гидроусилитель рулевого управления?

а) при прямолинейном движении автомобиля;

б) при небольших сопротивлениях повороту;

в) при больших сопротивлениях повороту.

56. Какой привод тормозов применяется в автомобиле КАМаз?

57. Какие бывают шины по форме профиля?

а) обычного профиля, низкопрофильные, бескамерные, широкопрофильные;

б) обычного профиля, низкопрофильные, камерные, бескамерные, широкопрофильные;

в) обычного профиля, низкопрофильные, широкопрофильные, арочные.

58. Что понимается под дорожным просветом?

а) расстояние от поверхности почвы до дна коробки передач;

б) расстояние от поверхности почвы до дна коробки маховика;

в) расстояние от поверхности почвы до нижних точек переднего и заднего мостов.

59. Какие существуют виды технического обслуживания автомобилей?

б) ЕО, ТО-1, ТО-2, текущий ремонт, капитальный ремонт;

в) ЕО, ТО-1, ТО-2, ТО-3, текущий ремонт, капитальный ремонт.

Источник

Устройство автомобилей

Системы пуска двигателя

Система пуска обеспечивает первоначальное проворачивание коленчатого вала при пуске двигателя, поскольку сам двигатель в неподвижном состоянии не создает вращающего момента, и без внешнего источника энергии не запустится.
Для того, чтобы вдохнуть в двигатель жизнь, его коленчатому валу нужно сообщить определенную начальную (пусковую) частоту вращения, после чего начинают протекать газообменные и термодинамические процессы в цилиндрах, а также функционировать основные системы, обеспечивающие работу двигателя – питания, зажигания, смазки. В цилиндры двигателя начинает поступать горючая смесь (у дизелей – чистый воздух), в нужный момент на свечи зажигания подается искрообразующий электрический импульс, либо впрыскивается порция топлива (у дизелей), а система смазки обеспечивает снижение сил трения при работе механизмов двигателя – двигатель запускается и начинает работать самостоятельно.

При первоначальном проворачивании коленчатого вала системе пуска необходимо преодолеть моменты сопротивления следующих составляющих:

Суммарный момент сопротивления зависит, также, от типа и мощности двигателя, а также от его температуры и технического состояния. Так, с понижением температуры увеличивается вязкость масла смазывающей системы, что приводит к увеличению момента сил трения.

Система пуска должна обладать достаточной мощностью, чтобы преодолеть моменты сопротивления, заставив вращаться коленчатый вал с частотой, необходимой для запуска двигателя. За все время существования двигателей внутреннего сгорания изобретатели и конструкторы разработали и испробовали на практике разнообразные способы пуска двигателей. И в современных двигателях можно встретить разные по принципу действия и конструкции пусковые устройства. При этом используемый в двигателе способ пуска во многом определяется назначением и характером работы машины, а также условиями, в которых она эксплуатируется.

Классификация систем пуска двигателя

Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно запустить, раскручивая коленчатый вал различными способами:

Мускульный пуск

Мускульный пуск осуществляется вручную при помощи пусковой рукоятки (или другого аналогичного устройства), либо проворачиванием вывешенного ведущего колеса, когда второе ведущее колесо заторможено (опирается на дорогу и не вращается благодаря дифференциалу).
В данном способе источником энергии для проворачивания коленчатого вала двигателя является мускульная сила человека.

Мускульный пуск применяется на современных автомобилях только в случае отказа штатной системы пуска. Он достаточно опасен с точки зрения травмирования человека, поэтому требует особой осторожности при применении. Запускать дизельный двигатель при помощи мускульного пуска значительно сложнее и опаснее, чем двигатель с принудительным воспламенением из-за высокой степени сжатия в цилиндрах.
В последние годы на легковых автомобилях производителями не предусматриваются штатные устройства для мускульного пуска двигателя.

Пуск методом буксировки

Методом буксировки двигатель можно запустить при помощи другого транспортного средства либо с использованием мускульной силы группы людей или животных (лошадей, мулов и т. п.).
Буксированием автомобиль разгоняется до некоторой скорости, после чего водитель включает передачу КПП (обычно 3-ю) и плавно включает сцепление, заставляя коленчатый вал крутиться.
Данный метод пуска двигателя не применим для автомобилей, оборудованных автоматической коробкой передач.

Пуск от электродвигателя

Пуск основного двигателя от вспомогательного двигателя внутреннего сгорания малой мощности, который запускается от других источников энергии, в том числе – вручную. Этот способ нередко применяется в тракторных двигателях, поскольку позволяет легко запустить двигатель большой мощности с высокой степенью сжатия, свойственной дизелям, мало зависит от степени заряда аккумуляторной батареи, поэтому применим в любых условиях, в том числе вдали от населенных пунктов.
В качестве пусковых двигателей обычно используют небольшие карбюраторные двигатели, называемые «пускачами».

Пневматический пуск

Пневматический пуск осуществляется с использованием энергии сжатого воздуха, который накапливается в специальных баллонах при работе основного двигателя. Этот способ пуска ДВС в автомобильном транспорте применения не нашел; его чаще используют для запуска судовых и тепловозных двигателей, а также дизелей тяжелой бронетанковой техники.

Инерционный пуск

Непосредственный пуск

Непосредственный пуск (Direct Start) – перспективный способ пуска двигателя внутреннего сгорания без применения внешних источников механической энергии, предложенный известной фирмой Bosch.
Оригинальность этого способа пуска заключается в том, что с помощью бортового компьютера определяется, какой из цилиндров двигателя наиболее подходит для выполнения такта рабочего хода (поршень находится чуть за пределами верхней мертвой точки), после чего в него подается и воспламеняется небольшая порция горючей смеси – двигатель начинает работать.
По ряду причин этот способ можно использовать в двигателях с числом цилиндров не менее четырех.

Работы над воплощением этой идеи в настоящее время ведутся, и вполне возможно, электрическую систему пуска заменит более эффективный и удобный непосредственный пуск.

Пиротехнический пуск

Основное требование, предъявляемое к системам пуска двигателя – обеспечение достаточной частоты вращения коленчатого вала, для чего необходим крутящий момент определенной величины. При этом система пуска должна надежно функционировать в любых условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, и минимально расходовать запасы собственных источников энергии транспортного средства.

Вспомогательные устройства пуска двигателя

К системе пуска относятся и устройства, облегчающие пуск холодного двигателя, особенно при низких температурах окружающей среды. Такие устройства в момент пуска холодного двигателя позволяют улучшить искрообразование (в двигателях с принудительным воспламенением смеси), обеспечить подачу в цилиндры горючей смеси необходимого качества и количества, выполняют продувку цилиндров, а также предварительный подогрев горючей смеси, смазочного материала, охлаждающей жидкости и деталей основных механизмов двигателя.

В условиях очень низких температур для облегчения пуска двигателя нередко применяют эфиросодержащие жидкости, впрыскиваемые в небольшом количестве во впускной тракт системы питания.

В холодное время года наиболее удобным и надежным средством облегчения пуска двигателей являются предпусковые подогреватели.

Источник

Устройство автомобилей

Устройства для облегчения пуска холодного двигателя

Общие сведения о пуске холодного двигателя

К системе пуска автотракторных двигателей относятся не только элементы, непосредственно придающие импульс коленчатому валу двигателя, но и вспомогательные устройства, позволяющие осуществить запуск при низких температурах окружающей среды или в других нештатных условиях.

Пуск двигателя в условиях низких температур затруднен в результате действия ряда факторов.
Так, например, при низких температурах ухудшаются характеристики электропусковой системы из-за ухудшения характеристик аккумуляторной батареи. Кроме того резко возрастает момент сопротивления вращению коленчатого вала двигателя при пуске из-за повышения вязкости масла при понижении температуры.

На пуск дизелей оказывает влияние и температура воздуха, поступающего в цилиндры. Холодный воздух при сжатии не нагревается до температуры, необходимой для воспламенения впрыскиваемого топлива. Кроме того, дизельный двигатель оказывает большее сопротивление проворачиванию коленчатого вала пусковыми устройствами, поскольку имеет высокую степень сжатия, и в условиях загустевшей смазки нагрузка на стартер при холодном пуске резко возрастает.
При очень низких температурах окружающей среды работа холодного двигателя после пуска (например, с помощью эфиросодержащих жидкостей или аэрозолей) сопровождается сухим трением между сопрягаемыми деталями кривошипно-шатунного механизма, поскольку загустевшее масло длительное время не подается по подводящим каналам.

По этим причинам на автомобилях, эксплуатируемых в условиях низких температур окружающей среды, предусматриваются различные устройства и системы, позволяющие облегчить пуск двигателей и их нормальную работу после запуска.

Работы по обеспечению пуска двигателя при низких температурах ведутся по трем основным направлениям:

Средства облегчения пуска двигателей

Наибольшее распространение получили устройства, облегчающие пуск дизелей. К ним относятся следующие устройства:

Для бензиновых двигателей применяют устройства впрыскивания легковоспламеняющейся жидкости, имеющей компоненты с низкой температурой воспламенения. Применение таких жидкостей облегчает воспламенение топлива и повышает эффективность его сгорания.
Пусковая жидкость впрыскивается во впускной трубопровод или патрубок воздушного фильтра. Применяются и средства подогрева аккумуляторных батарей для улучшения их характеристик перед пуском.

Электрическая система облегчения пуска сводится к обеспечению высокого напряжения питания стартера при пуске двигателя, которое достигается тремя способами:

Утепление аккумуляторной батареи осуществляется помещением ее в теплоизолированный контейнер с войлоком или стекловатой, при этом необходимо обеспечить отвод газа из отверстий пробок.

Некоторые водители, эксплуатирующие автомобили в холодное время года, используют способ подогрева электролита в аккумуляторной батарее путем кратковременного включения мощных потребителей (например, фар) перед пуском двигателя.
Такой прием позволяет подогреть электролит в батарее, повышая тем самым ее пусковые характеристики.
Однако, если емкость аккумуляторной батареи понижена в результате длительной эксплуатации или неисправности, такой способ не приводит к желаемому результату – включение потребителей приведет к быстрому разряду батареи.

Вспомогательные источники питания стартера бывают двух типов. Автономные, например Э536, представляют собой тележку со смонтированными в ней аккумуляторными батареями, которые снабжены переключателем на номинальное напряжение 12 В или 24 В. Такие источники питания требуют периодической подзарядки установленных на них аккумуляторных батарей.
Преимуществом автономных источников питания является возможность использовать их в полевых условиях и при отсутствии вблизи стоянки транспорта электрических цепей трехфазного тока.

Выпускаются также вспомогательные источники питания стартеров Э307 и Э312, питающиеся от трехфазной сети, которые представляют собой трехфазный трансформатор с выпрямителем, смонтированный на тележке. Установки Э307 и Э312 обеспечивают питание электропусковых систем напряжением 12 и 24 В. Очевидным недостатком таких источников питания является отсутствие автономности.

К внешней характеристике вспомогательных источников питания предъявляются определенные требования. Характеристика источника не должна быть выше характеристики для электропусковых систем. Указанное ограничение обусловлено тем, что при слишком большой мощности вспомогательного источника возможны поломки стартера.

Для подогрева двигателя применяются специальные устройства, которые устанавливаются на автомобиле. Для подогрева всасываемого в цилиндры воздуха применяют электрофакельные устройства, а для подогрева охлаждающей жидкости – жидкостные подогреватели.
Существуют различные средства подогрева двигателей, работающие от стационарной электрической или тепловой сети, а также калориферного типа (создающие поток теплого воздуха), но такие устройства лишены автономности, и в этой статье не рассматриваются.

Свечи накаливания

Свечи накаливания применяются для облегчения пуска дизелей. При этом они могут применяться для принудительного (каллоризаторного) воспламенения топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания двигателя, или для предварительного подогрева воздуха, всасываемого в цилиндры.
В первом случае свечи накаливания устанавливаются непосредственно в камере сгорания дизеля или в предкамере (у дизелей с разделенными камерами сгорания), во втором случае свечи накаливания устанавливают во впускном трубопроводе.

Наиболее эффективным средством пуска дизелей в условиях низких температур окружающей среды является установка в камеру сгорания или вихревую в предкамеру специальных свечей накаливания, которые обеспечивают каллоризаторное (принудительное) воспламенение впрыскиваемого топлива (рис. 1 и 2).

Такие свечи накаливания выполняют с открытой спиралью и со спиралью, расположенной внутри защитного кожуха (штифтовые свечи).

Свечи накаливания с открытой спиралью

Свечи накаливания с открытой спиралью выпускаются двухполюсными (оба конца спирали изолированы от корпуса). Промышленностью выпускаются двухполюсные свечи накаливания СНД-100 БЗ открытого типа. Их устанавливают в предкамеры дизелей Д-48, Д-50, СМД-15К и др.
Спираль таких свечей выполняется из нихромовой проволоки диаметром 1,6…2 мм. Конструкция отличается достаточной коррозийной и вибрационной стойкостями.

Двухполюсные свечи накаливания, установленные на двигателе, включаются последовательно с контрольным элементом типа ГЩ-50Б, дополнительным резистором СЭБ-50 и источником тока. Время нагрева спирали до рабочей температуры 850…1000 ˚С составляет 30…60 с при силе тока 45…50 А и напряжении 12 В.
Готовность к пуску двигателя определяется по степени накала спирали контрольного элемента.
Дополнительный резистор служит для компенсации падения напряжения в момент включения стартера, в результате чего сила тока в цепи остается постоянной и степень накала свечи не меняется.

Во избежание сокращения срока службы свечи накаливания с открытым нагревательным элементом устанавливают в камеру сгорания таким образом, чтобы струи распыливаемого топлива не касались раскаленной спирали. Попадание частиц топлива на спираль хотя и улучшает процесс воспламенения топлива, но резко сокращает срок службы свечи.

Свечи накаливания с закрытой спиралью (штифтовые)

В отличие от свечи открытого типа спираль накаливания штифтовой свечи (закрытого типа) находится внутри кожуха, заполненного порошкообразным наполнителем.
В качестве наполнителя используют оксид магния (периклаз), представляющий собой электроизоляционный материал с высокой теплопроводностью.
Материалом кожуха служит сплав инконель (железо-никель-хром).

Преимуществом таких свечей являются большая механическая прочность и продолжительный срок службы вследствие отсутствия контакта нагревательного элемента с агрессивной средой в камере сгорания и окисления кислородом воздуха.
Свечи накаливания с закрытой спиралью обладают бόльшим сроком службы и меньшими габаритными размерами, по сравнению со свечами с открытой спиралью.
Штифтовые свечи накаливания выпускаются однопроводными (один конец спирали на «массе») и соединяются между собой параллельно.

Штифтовые свечи накаливания устанавливают в камеру сгорания так, чтобы конус струи распиливаемого топлива касался лишь раскаленного конца ее кожуха. В связи с большой тепловой инерцией необходимость дополнительного резистора, закорачиваемого при пуске, отсутствует.
Время нагрева штифтовых свечей до рабочей температуры (1000 ˚С) зависит от конструкции их нагревательного элемента и составляет от 7 до 60 с.
Свечи с наименьшим временем нагрева предназначены для установки на вихрекамерные дизели с небольшим рабочим объемом и высокой степенью сжатия (22-23).

Свечи накаливания для подогрева воздуха

Свечи накаливания для подогрева воздуха устанавливаются во впускном коллекторе двигателя и подогревают всасываемый воздух. Относительно невысокая мощность свечей накаливания для подогрева (0,4…1,0 кВт) ограничивает их применение на дизелях с рабочим объемом до 5 л.
Свечи накаливания для подогрева воздуха во впускном трубопроводе выполняются с открытой спиралью, поскольку такая свеча разогревается до рабочих температур быстрее, а условия ее работы менее тяжелые по сравнению со свечами накаливания, используемыми для воспламенения топлива в камере сгорания.

Вследствие подогрева воздуха во впускном трубопроводе свечой накаливания СН-150 на 20…35 ˚С увеличивается температура в цилиндре в конце такта сжатия, в результате чего на 5…10 ˚С снижается минимальная температура пуска двигателя.
Из-за потери теплоты при большой длине трубопровода снижается эффективность работы свечей накаливания в условиях низких температур. Поэтому их используют на дизелях с малыми рабочими объемами, пуск которых должен обеспечиваться до температуры окружающей среды -12…-17 ˚С.

Во время пуска двигателя спираль свечи накаливания нагревается до температуры 900…1500 ˚С. Свечи накаливания остаются под напряжением (от 1,2 до 1,7 В). После начала самостоятельной работы двигателя свечи накаливания должны быть отключены.
Лучший теплоотвод от спирали 1 (рис. 1, б) обеспечивается при использовании фланцевых свечей накаливания, которые устанавливают в разъемах впускного трубопровода, что приводит к большому разнообразию их конструкций, но усложняет конструкцию трубопровода.

Электрофакельные подогреватели воздуха

Для обеспечения пуска дизелей с большим рабочим объемом вместо свечей накаливания и подогрева применяют электрофакельные подогреватели воздуха и электрофакельные штифтовые свечи.
Перед пуском дизеля сначала включается спираль накаливания. После ее нагрева подается напряжение на катушку электромагнитного клапана, в результате чего клапан открывается и топливо подается на раскаленную спираль, испаряется и перемешивается с поступающим воздухом.

Топливовоздушная смесь воспламеняется и образуется пламя, нагревающее поступающий в цилиндры воздух. После пуска двигателя подогреватель отключают. Топливный клапан под действием пружины перекрывает подачу топлива, и горение прекращается.

Водители дизельных автомобилей иногда используют своеобразный факельный подогрев поступающего в цилиндры двигателя холодного воздуха с помощью паяльной лампы, которую разжигают и направляют пламя в воздуховод, сняв предварительно воздушный фильтр. Такой способ пуска двигателей пожароопасен, поэтому не рекомендуется к применению.

Основными деталями подогревателей, выпускаемых отечественной промышленностью, являются две штифтовые свечи накаливания, электромагнитный топливный клапан и термореле.

Штифтовые свечи накаливания (рис. 3) ввертываются во впускные трубопроводы дизеля. На резьбе корпуса свечи накаливания имеется гайка 5, которой свеча контрится при установке в трубопровод. Топливо поступает к свече накаливания через отверстие штуцера 6, фильтр 7 и жиклер 8. Вокруг нижней части электронагревателя 1 установлены сетка 3 и экран 4, которые формируют пламя в виде факела. Конструкция свечи накаливания неразборная.
На автомобилях с бортовой сетью 24 В («КамАЗ», «Урал», «БелАЗ», «МАЗ» и «КрАЗ») применяются электрофакельные свечи 11.3740, потребляющие 11…12 А и нагревающиеся до 1040…1230 ˚С за 90 с.
Подогреватели автомобилей с 12-вольтовой сетью (ЗИЛ-133ВЯ, ЗИЛ-133ГЯ, «ГАЗ») используют свечи накаливания 13.3740, потребляющие ток 21…23 А и нагревающиеся до температуры 1080…1150 ˚С за 90 с.

Термореле (рис. 4) состоит из спирали 1, рассчитанной на номинальный ток 22,8 А, биметаллической пластины 3 с подвижным контактом и неподвижного контакта 4 с выводом. Конструкция надежно смонтирована на основании 5 и закреплена с помощью болтов гайками 6 и 7.
Спираль и контакты изолированы от основания и закрыты защитным кожухом 2.

Параметры термореле подобраны таким образом, что время срабатывания контактов при протекании тока через спираль равно времени нагрева электронагревателей штифтовой свечи накаливания.
На автомобилях марки «КамАЗ», «Урал», «БелАЗ», «МАЗ» и «КрАЗ» применяются термореле 12.3741, имеющие сопротивление спирали в холодном состоянии 0,156…0,169 Ом. Время от момента включения до замыкания контактов – 50…65 с; время замкнутого состояния после отключения тока – 45 с.
На автомобилях с боровой сетью 12 В устанавливаются термореле модели 14.3741.

Электромагнитный топливный кран (рис. 5) состоит из основания 1, в котором имеются два радиальных глухих отверстия с резьбой, посредством которой в них крепятся трубки топливопровода. Через одно отверстие клапан соединяется с топливоподкачивающим насосом системы питания, начинающим подавать топливо к клапану при прокручивании двигателя стартером.
Во втором отверстии закрепляется трубка, соединяющая клапан со штуцером свечи накаливания. Отверстия соединены осевыми каналами с внутренней полостью клапана.
Одно из отверстий в исходном состоянии перекрыто прокладкой 8, поджимаемой к основанию пружиной 6 через подвижный якорек 4. Для исключения попадания топлива на обмотку 5 электромагнита клапана между основанием 1 и направляющей подвижного якорька 4 установлено уплотнительное кольцо 2.

Электромагнит клапана закрыт корпусом 3, край которого завальцован в кольцевой канавке основания. При подаче напряжения между выводом 7 обмотки и корпусом реле подвижный якорь вместе с прокладкой, преодолевая усилие пружины, втягивается, и клапан открывается, пропуская топливо к свече накаливания.

При включении стартера топливоподкачивающий насос через открытый клапан подает топливо к раскаленным свечам накаливания, где оно испаряется, смешивается с воздухом и воспламеняется. Возникающий при этом факел подогревает поступающий во впускные трубопроводы воздух, что обеспечивает пуск двигателя при отрицательных температурах.

На автомобилях с бортовой сетью 24 В применяются электромагнитные клапаны 11.3741, срабатывающие при подаче напряжения на обмотку не более 12 В. Они потребляют ток 0,8…1,1 А.
На автомобилях с 12-вольтовой бортовой сетью используются электромагнитные клапаны 13.3741 (рис. 5), срабатывающие при напряжении на выводах не более 6 В. Такие клапаны потребляют ток 1,6…2,2 А.
Вес электромагнитных клапанов примерно 0,4 кг.

Предпусковые подогреватели

Пуск двигателя при более низких температурах можно осуществлять с использованием предпускового подогрева. Современные предпусковые подогреватели двигателей, работающие в автономном режиме, подогревают не только охлаждающую жидкость, узлы и детали двигателя, но и картерное масло.
В результате подогрева смазочного материала снижается его вязкость и обеспечивается прокачиваемость масла по системе смазки, чем обеспечивается снижение момента сопротивления при пуске и быстрое поступление смазочного материала к трущимся поверхностям после пуска двигателя.

Выпускается много различных конструкций предпусковых подогревателей, которые обычно работают на том же топливе, что и двигатель транспортного средства.
Время подготовки двигателя к принятию нагрузки (разогрев, пуск и прогрев в режиме холостого хода) с применением предпускового подогревателя и подогрева аккумуляторной батареи при температуре 60 ˚С не должно превышать 45 минут.

На автомобилях марки «КамАЗ» устанавливаются подогреватели жидкостные ПЖД-30, обеспечивающие разогрев охлаждающей жидкости и масла в поддоне картера двигателя. Разогрев обеспечивается за счет выделения тепла при сгорания топливовоздушной смеси в горелке котла подогревателя.
Тепло от котла подогревателя передается циркулирующей вокруг него в теплообменнике жидкости системы охлаждения. Циркуляция жидкости по теплообменнику обеспечивается специальным насосом. Топливо в котел подается шестеренчатым насосом, воздух – вентилятором.
Воспламенение горючей смеси принудительное, от свечи зажигания. Продукты сгораяия через выпускную трубу направляются под масляный поддон двигателя, обеспечивая подогрев масла.
Конструкция подогревателя и его общий вид приведены на отдельной страничке сайта.

Более совершенные подогреватели 15.8106 обеспечивают автоматическое поддержание теплового состояния двигателей с жидкостным охлаждением не зависимо от работы самого двигателя.
Работа такого подогревателя управляется датчиками температуры и светочувствительным датчиком (индикатором пламени). Принципиальная схема предпускового подогревателя 15.8106 приведена на рис. 6.

Существуют, также, подогреватели, обеспечивающие, кроме разогрева двигателя, отопление кабин грузовых автомобилей и салонов автобусов независимо от работы двигателя. Они имеют аналогичное устройство с предпусковыми подогревателями.

Среди устройств автономного подогрева можно отметить электрические подогреватели ленточного типа, иногда применяемые для подогрева масла или дизельного топлива в баке, и устанавливаемые под поддоном картера грузовых автомобилей (или под топливным баком дизелей). Такие подогреватели работают от аккумуляторной батареи или генератора (при работающем двигателе).
Для подогрева масла в картере двигателей легковых автомобилей во время длительной стоянки в холодное время года иногда используют специальные щупы-нагреватели, работающие от аккумуляторной батареи и потребляющие незначительное количество энергии. Такие щупы-нагреватели вставляются в штатное гнездо вместо обычного маслоизмерительного щупа.

Источник