Средства облегчения пуска двигателей

При температурах пуска карбюраторных и дизельных двигателей минус 30 °С должны применяться устройства для облегчения пуска холодного двигателя, а при температурах минус 40 °С и ниже должна применяться система предпускового подогрева.

К средствам облегчения пуска двигателя относятся: пусковые жидкости, свечи накаливания, спирали подогрева воздуха, элекрофакельные подогреватели, предпусковые подогреватели, подогреватели аккумуляторной батареи и др.

В системах электростартерного пуска энергия аккумуляторной батареи расходуется на управление предпусковым подогревателем охлаждающей жидкости (двигатели 3M3) и стартером, электрофакельного (двигатель Д-240, Д-245, КамАЗ-740) подогревателя всасываемого воздуха и стартера при пуске, электропривода насоса предпусковой прокачки масла (двигатель ЯМЗ-240В14).

Наибольшее количество устройств, облегчающих пуск холодного двигателя, предназначено для дизелей.

Для бензиновых двигателей выпускаются устройства для впрыскивания легковоспламеняющейся жидкости, имеющей компоненты с низкой температурой самовоспламенения. Ее применение облегчает воспламенение топлива и повышает эффективность его сгорания. Разработаны также и выпускаются средства подогрева аккумуляторных батарей.

В отечественной практике применяются пусковые легковоспламеняющиеся жидкости «Арктику» для бензиновых двигателей и «Холод-40» – для дизелей.

Пусковая жидкость впрыскивается во всасывающий трубопровод или патрубок специальным приспособлением. Выпускаются пусковые жидкости и в аэрозольных баллончиках. В этом случае пусковая жидкость вводится в патрубок воздушного фильтра. Применение пусковых жидкостей снижает минимальную температуру пуска двигателя до 30 – 35 °С.

Аэрозольное пусковое приспособление с электромагнитным приводом для подачи пусковой жидкости во впускной трубопровод приведено на рисунке 3. Пусковая жидкость находится под давлением в аэрозольном баллоне 13 с клапанным устройством. В качестве вытесняющего газа применяют пропан, бутан и др, давление которых мало изменяется с изменением температуры. Аэрозольное приспособление устанавливается с помощью кронштейна 5 в моторном отсеке в легкодоступном для смены баллона месте. Управление приспособлением - дистанционное из кабины водителя. При включении электромагнита 7 якорь 8 перемещается вниз, нажимает эмульсионной трубкой на шток клапана аэрозольного баллона и одновременно открывает проход для аэрозоли в трубопровод 10 через пластинчатый клапан 9. К форсунке 11 распылителя, расположенной во впускном трубопроводе двигателя, аэрозоль поступает через эмульсионную трубку 6 и внутреннюю полость якоря электромагнита 7.

Рисунок 3. Аэрозольное пусковое приспособление с электромагнитным приводом

1 – регулировочный винт; 2 – нажимной подпятник; 3 – складывающиеся дужки; 4 – ось дужек; 5 – кронштейн крепления; 6 – эмульсионная трубка; 7 – электромагнит; 8 – сердечник; 9 – пластинчатый клапан; 10 – трубопровод; 11 – форсунка; 12 – резиновый уплотнитель; 13 – аэрозольный баллон

Один аэрозольный баллон может обеспечить 8 – 10 пусков двигателя при температуре минус 30 °С. При установке в приспособление верхнюю часть нового баллона совмещают с корпусом и прижимают к нему опорной пятой 2, перемещающейся по дужкам 3 с помощью регулировочного винта 1. Уплотнение в стыке баллона с корпусом обеспечивается резиновым уплотнителем 12. Дужки 3 поворачиваются относительно корпуса на осях 4.

Свечи накаливания (рисунок 4) применяются для облегчения пуска дизелей. Они бывают с открытой спиралью и со спиралью, расположенной внутри защитного кожуха (штифтовые свечи).

Свечу накаливания с открытым нагревательным элементом устанавливают в камере сгорания таким образом, чтобы струи распыляемого топлива не касались спирали.

Штифтовые свечи устанавливаются таким образом, чтобы конус струи распыляемого топлива касался конца ее кожуха. Свечи с закрытой спиралью обладают большим сроком службы и меньшими габаритами. Пусковые свечи накаливания выпускаются как однопроводными, так и двухпроводными. Время нагрева свечи до пуска дизеля 30 – 60с, сила, потребляемого тока 40 – 50 А. Спираль свечи нагревается до температуры 900 – 1050 °С.

Свечи подогрева воздуха устанавливаются во впускном коллекторе двигателя и подогревают всасываемый воздух. Относительно невысокая мощность свечей подогрева (400 – 1000 Вт) ограничивает их применение на дизелях с рабочим объемом до 5 л.

Для обеспечения пуска дизелей с большим рабочим объемом вместо свечей накаливания и подогрева применяют элекрофакельные подогреватели воздуха и элекрофакельные штифтовые свечи (рисунок 5). Перед пуском дизеля первоначально 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 выключают. Топливный клапан под действием пружины перекрывает подачу топлива, и горение прекращается.

Применение такого подогревателя позволяет снизить предельную температуру пуска холодного двигателя на 10 – 15 °С.

Предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости дизельных двигателей состоит из котла в сборе с горелкой, электродвигателя насосного агрегата с вентилятором (рисунок 6), жидкостным и топливным насосом (24 В, 300 Вт), электромагнитного топливного клапана 2 с форсункой, электронагревателя (топливной мощностью 200 Вт), высоковольтной искровой свечи 3, источника высокого напряжения – транзисторного коммутатора с катушкой зажигания, контактора К1 цепи электродвигателя, реле К2 нагревателя топлива и топливного клапана, переключателя B1 режимов работы.

Рисунок 4. Пусковые свечи подогрева

а – сердечник искровой свечи подогрева: 1 – изолятор; 2 – ниппель; 3, 4 - уплотнительные шайбы, верхняя и нижняя; 5 – центральный электрод; 6 – контактная гайка; 7 – стержень; б – однопроводная свеча накаливания СН150:

1 – гайка; 2 – шайба стальная; 3 – шайба изолирующая; 4 – корпус; 5 – спираль; 6 – стержень; 7 – шайба уплотнительная; 8 – изоляция; 9 – шайба;

10 – шайба пружинная ; 11 – контактная гайка;в – однопроводная свеча накаливания CP65A: 1 – гайка; 2, 9 - шайбы; 3 – шайба изоляционная; 4 – шайба уплотнительная; 5 – спираль; 6 – экран; 7 – стержень; 8 – корпус; 10 – шайба пружинная; 11 – контактная гайка; г – двухпроводная свеча накаливания СНД100БЗ; 1 – контактная гайка; 2 – шайба пружинная; 3 – шайба; 4 – изолятор; 5 – корпус; 6 – уплотнительная шайба; 7 – спираль; 8 – заглушка; 9 – сердечник; 10 – кольцо контактное; 11 – стержень; д - схема включения свечей накаливания: 1 – свечи накаливания; 2 – контрольный элемент; 3 – дополнительный резистор; 4 – выключатель свечей и стартера; 5 – стартер; 6 – батарея

Подогреватель работает следующим образом. Сначала рычажок переключателя В1 устанавливают в положение III (продувка, нагрев). При этом подается питание в обмотку контактора, который включает электродвигатель M1 насосного агрегата для продувки котла, а через нормально замкнутые контакты реле К2 поступает ток в электронагреватель 1 для подогрева топлива в специальной камере котла. Время продувки и нагрева топлива – от 20 до 90 с в зависимости от температуры окружающего воздуха (-20... -50 °С). Затем рычажок переключателя переводят в положение 1 (пуск). В этом положении продолжает работать электродвигатель насосного агрегата, отключается нагреватель топлива, а включаются электромагнитный топливный клапан 2 через замыкающиеся контакты («86», «87») реле К2 и искровая свеча 3, на которую подаются импульсы высокого напряжения с катушки коммутатора TK-107. Происходит воспламенение топлива.

Рисунок 5. Предпусковой электрофакельный подогреватель дизеля Д-240

1, 5 - токоподводящие клеммы катушки электромагнита и спирали; 2 - болт штуцера; 3 - дозирующий элемент; 4 - гайка; 6 - штуцер; 7 - пружина перепускного клапана;

8 - катушка электромагнита; 9 - клапан; 10 - корпус клапана; 11 - спираль; 12 - кожух

Рисунок 6. Схема предпускового подогревателя

1 – нагревательный элемент топлива; 2 – электромагнитный топливный клапан;

3 - свеча; M1 – электродвигатель насоса и вентилятора; K1 – контактор; К2 – реле нагревателя топлива и электромагнитного клапана; В1 - переключатель режимов работы; ТК-107-транзисторный коммутатор.

Когда в котле появится характерный гул горящего топлива, рычажок переключателя устанавливают в положение 1. При этом выключается электроискровая свеча, и остаются включенными электродвигатель насосного агрегата и электромагнитный топливный клапан.

Порядок выполнения работы

1. По учебнику ознакомьтесь с правилами техники безопасности при выполнении лабораторной работы.

2. Изучите конструкцию и электрические схемы стартеров, используя плакаты, препарированные и разрезные стартеры. При изучении стартеров обратите внимание на конструктивные особенности их основных частей.

3. Уясните принцип работы стартеров, схему соединения обмоток.

4. Рассмотрите на стенде действующего электрооборудования схему подключения агрегатов системы пуска. Выполните пробные включения электрической системы пуска на действующих стендах. Проведите испытание стартера на холостом ходу и при полном торможении на стенде КИ-968. Результаты испытаний и их анализ запишите в тетрадь лабораторных работ.

5. Ознакомьтесь с техническими характеристиками стартеров, приведенными в [1, с.156 – 157].

Содержание отчета

1. Электрическая схема системы пуска заданной модели двигателя с показом на схеме путей токов в реле системы пуска и стартера, с расшифровкой отдельных элементов схемы.

2. Результаты проверки стартера на стенде с заряженной аккумуляторной батареей.

3. Оценка исправности стартера.

4. Правила техники безопасности при испытании и работе со стартерами.

5. Основные неисправности стартеров и систем электрического пуска.

7. Контрольные вопросы

1. Из каких основных элементов состоит система пуска?

2. Какие функции выполняет приводной механизм стартера?

3. Как изменяются электромеханические характеристики стартера при изменения вольт-амперной характеристики аккумуляторной батареи?

4. Чем определяется величина момента сопротивления прокручивания коленчатого вала двигателя?

5. От каких факторов зависит минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя?

6. В чем заключаются операции по техническому обслуживание системы пуска?

7. Чем отличаются стартеры СТ-230А, СТ-362, CT-142, CT-103A?

8. Какие неисправности встречаются в тяговых реле стартеров?

9. Какие типы приводов и муфт свободного хода Вам известны? Как они работают?

10. Какая допускается продолжительность включения стартера?

11. Через какие промежутки времени и сколько раз можно включать стартер при неудачных попытках пуска двигателя?

12. Как обслуживаются стартеры?

13. Какие типы коллекторов Вам известны?

14. Назовите преимущества стартеров с торцовым коллектором.

15. Как подключены обмотки возбуждения различных стартеров относительно обмотки якоря?

16. Почему при включении стартера выключаются дополнительные резисторы системы зажигания и электрофакельного подогревателя?

17. Покажите пути токов в электрофакельный подогреватель (ЭФП) при различных положениях включателя стартера, а также в тяговые реле и обмотки стартера СТ-212А.

18. О чем сигнализирует контрольная лампочка с красным фонарем на щитке приборов трактора «Беларус»? В каких случаях она загорается и гаснет (или пригасает)?

19. Каковы перспективы в развитии конструкции и характеристик элементов системы пуска?

ЛИТЕРАТУРА

1. Тиминский В. И. Справочник по электрооборудованию автомобилей, тракторов, комбайнов. – Мн.: Ураджай, 1965.

2. Тракторы и автомобили. / Под ред. В. А. Скотникова. – М.: Агропром-издат, 1985.

3. Ют В. Е. Электрооборудование автомобилей. – М.: Транспорт, 1989.

4. Резник А. М. Электрооборудование автомобилей. – М.: Транспорт, 1990.

5. Акимов С. Е. и др. Электрическое и электронное оборудование автомобилей. – М.: Машиностроение, 1988.

6. Боровских Ю. И., Гутенев Н. И. Электрооборудование автомобилей. – Киев: Выща школа, 1988.

7. Электрооборудование автомобилей. / Под ред. Ю. П. Чижкова. – М.: Транспорт, 1993.

8. Электронагревательные устройства автомобилей и тракторов. – Л.: Машиностроение, 1984.