Вопрос. Пусковые качества двигателей внутреннего сгорания.

Для того чтобы двигатель са­мостоятельно начал работать, его коленчатому валу нужно сообщить определенную начальную (пусковую) частоту вращения. При этом необходимо преодолеть момент следующих составляющих.

· момент сил трения, возникающих между поверхно­стями сопряженных деталей двигателя и во вспомогательных меха­низмах, имеющих привод от коленчатого вала.

· момент инерционных сил, которые появляются в про­цессе разгона двигателя, создаваемых движущимися деталями (основную долю составляет момент силы инерции маховика).

· момент сопротивления тепловых циклов горючей сме­си, определяемый затратами энергии на расширение и сжатие топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателя.

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

Основными факторами, влияющими на возможность осуществления надежного пуска двигателя, являются следующие:

· степень сжатия в цилиндрах;

· рабочий объем;

· число и схема расположения цилиндров;

· тепловое состояние деталей двигателя;

· регулировочные параметры системы зажигания бензиновых двигателей;

· регулировочные параметры топливной аппаратуры;

· низкотемпературные свойства топлива;

· вязкостно-температурные характеристики моторного масла;

· мощность и энергоемкость системы пуска;

· наличие и эффективность вспомогательных пусковых устройств.

Пусковые качества двигателя внутреннего сгорания оцениваются обобщенными показателями:

· минимальной пусковой частотой вращения коленчатого вала - ;

· средним давлением трения - (средним моментом сопротивления - );

· предельной температурой надежного пуска - ;

· временем подготовки двигателя к принятию нагрузки - .

Минимальная пусковая частота вращения — это наименьшая частота вращения коленчатого вала, при которой пуск двигателя в заданных условиях происходит за две попытки старта продолжительностью по 10 с для бензиновых двигателей и по 15с для дизелей с перерывами между попытками 1 мин.

Минимальные значения пусковой частоты вращения коленчатого вала определяются по зависимостям времени пуска от средней частоты вращения п коленчатого вала (рис. 1.1). Требуемые пусковые частоты вращения коленчатого вала для автомобильных бензиновых двигателей составляют 40 - 85 мин^-1 , а для дизелей — 50 - 200 мин^-1 . Минимальные пусковые частоты вращения коленчатого вала увеличиваются с понижением температуры, ростом вязкости масла и заметно снижаются при повышении числа цилиндров двигателя и использовании устройств для облегчения пуска.

Рис. 1.1. Пусковые характеристики двигателей: а) – бензинового; б) – дизеля (1 - без средств облегчения пуска; 2 – с электрофакельным устройством).

Среднее давление трения представляет собой условную величину, характеризующую сопротивление вращению коленчатого вала двигателя, укомплектованного всеми штатными навесными агрегатами:

Па ;

где М_с - средний момент сопротивления, Н·м; V_h- рабочий объем двигателя, м³ .

По минимальной пусковой частоте вращения n_min коленчатого вала и соответствующему ей моменту сопротивления М_с определяют требуемую пусковую мощность.

Предельная температура Т_п надежного пуска − наиболее низкая температура окружающей среды, при которой осуществляется надежный пуск холодного двигателя. Под надежным пуском понимается пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе при использовании штатных аккумуляторных батарей, имеющих 75 %-ную степень заряженности, не более чем за три попытки пуска холодного двигателя и не более чем за две попытки пуска горячего двигателя или после предпускового его подогрева.

Холодный двигатель − двигатель, у которого температура деталей, охлаждающей жидкости, масла и топлива, отличается от температуры окружающей среды не более чем на 1 °С..

Горячий двигатель — двигатель, остановленный после работы, при температуре окружающей среды до 45 °С и температуре деталей двигателя, охлаждающей жидкости и масла не ниже рабочей.

Время подготовки двигателя к принятию нагрузки - это время, затраченное на приведение в действие и работу устройства для облегчения пуска холодного двигателя или системы предпускового подогрева, на пуск двигателя и его работу в режиме холостого хода до состояния, обеспечивающего принятие нагрузки. При использовании предпускового подогревателя время подогрева электролита аккумуляторной батареи до температуры не ниже − 35 °С не учитывается.