Особенности запуска двигателя при низких температурах воздуха

Территория республики Беларусь расположена в умеренной климатической зоне со средней температуре января -10°С. Причем зимний период длится до пяти месяцев. Хранение автомобилей в межсменное время в автотранспортных предприятиях возможно на открытых или в закрытых стоянках. Хранение автомобилей на открытых стоянках в зимний период характеризуется затрудненным пуском двигателей, ухудшением показателей надежности автомобилей, повышением расхода топлива и усложнением работ ТО и ремонта.

Определенную трудность представляет запуск холодного двигателя. Пуск двигателя считается надежным, если при 75% зарядке аккумуляторной батареи двигатель начинает работать при одной из трех попыток его пуска с интервалом в 1 минуту и временем прокручивания коленчатого вала 10 с для бензиновых и 15 с для дизельных двигателей.

Затруднение пуска происходит из-за ухудшения условий смесеобразования и ухудшения воспламенения рабочей смеси.

Надежный пуск двигателя возможен, если коленчатый вал вращается со скоростью, при которой эти условия выполняются (табл.6.1).

Таблица 6.1 – Пусковые частоты, мин^-1

t^* - температура воздуха

Чтобы обеспечить пусковую частоту, стартер должен преодолеть момент сопротивления прокручиванию:

М_с = М_Т + М_и + М_к + М_в, (6.1)

где М_Т – момент на преодоление сил трения в двигателе;

М_и – момент сил инерции движущихся масс;

М_к – момент на преодоление компрессии двигателя;

М_в – момент на преодоление сопротивления при впуске топливно-воздушной смеси.

М_и и М_к слабо зависят от температуры окружающей среды, а М_в при пусковых частотах практически равен нулю. Величина М_Т зависит от литража, тактности и типа двигателя, вязкости моторного масла и составляет до 70% от величины пускового момента. При снижении температуры воздуха ухудшаются вязкостные свойства масла. В нем образуется структурный каркас из кристаллов парафина. При этом резко снижается прокачиваемость масла и увеличивается время его поступления к трущимся поверхностям (рис.6.1). Это приводит к увеличению момента сопротивления и вызывает перегрузку деталей.

Рисунок 6.1 – Зависимость времени поступления масла к трущимся деталям двигателя от температуры воздуха при запуске

Кроме того, у бензиновых двигателей происходит обеднение смеси из-за ухудшения испаряемости бензина, так как увеличивается его вязкость и увеличивается плотность воздуха. У дизельных двигателей ухудшается качество распыливания топлива из-за повышения его вязкости. Так, например, при снижении температуры от +20 до –20 °С вязкость дизтоплива может возрастать до 5…7 раз. Одновременно снижается плотность электролита аккумуляторной батареи. Так при снижении температуры воздуха на 1 °С, емкость батареи снижается примерно на 1%. При температурах ниже –30°С электролит может замерзнуть.

При низких температурах ухудшаются и показатели работы автомобиля. Так при хранении подвижного состава при низких температурах возрастает вероятность отказов в связи со снижением сопротивления деталей ударным нагрузкам и повышением их хрупкости, возникновением температурных деформаций деталей, потерей эластичности резинотехнических изделий. Соответственно увеличиваются объемы ТО и ремонта. Увеличивается на 5…20% расход топлива из-за необходимости обогащения смеси при работе двигателя на режимах запуска и прогрева.

Все это приводит к необходимости проведения мероприятий по снижению отрицательного влияния низких температур на подвижной состав.