5 Засоби полегшення пуску ДВЗ

Для полегшення пуску ДВЗ за понижених температур використовують: засоби поліпшення умов запалювання; засоби полегшення прокручування механізмів двигуна.

Свічки підігріву повітря у впускному трубопроводі

Дизельний двигун не потребує свічки для запалювання робочої суміші. У зв'язку з цим запальні свічки застосовуються для полегшення пуску холодного двигуна за рахунок попереднього підігріву повітря у впускному колекторі або паливно-повітряної суміші в камері згоряння.

Запальні свічки складаються з дротяної спіралі, до якої підводиться напруга від акумулятора. Після пуску двигуна ланцюг живлення свічок автоматично вимикається.

На дизелях з неподіленими камерами згорання застосовують електричні свічки і електрофакельні підігрівачі для нагріву повітря, що поступає в циліндри двигуна на такті впуску. Запальні свічки типу AG2 і СН2 призначені для підігріву повітря у впускному колекторі. Вони сконструйовані таким чином, щоб забезпечити максимально швидкий підігрів великої кількості повітря.

Метою підігріву повітря є підвищення температури в кінці такту стиску і, тим самим, поліпшення умов запалювання і згорання паливо-повітряної суміші.

Свічка СН-150 підігріву повітря в трубопроводі (рис. 5.1,а) впускання потужністю 400 Вт розрахована на споживання струму силою 45 - 47 А. Спіраль 1 свічки нагрівається до температури 900-950^оС через 40-60 с після підключення до акумуляторної батареї. Свічки підігріву встановлюють на початку трубопроводу впуску або в місцях розводки каналами циліндрів.

Кращий тепловідвід від спіралі 1 (рис. 5.1,б) повітрю впускання забезпечується при використовуванні фланцевих свічок. Фланцеві свічки встановлюють в роз'ємах трубопроводу впуску, що приводить до великої різноманітності їх конструкцій, але ускладнює конструкцію трубопроводу.

Унаслідок підігріву повітря в трубопроводі впуску свічкою СН-150 на 20 – 35^оС збільшується температура в циліндрі в кінці стиску, внаслідок чого на 5 - 10°С знижується мінімальна температура пуску двигуна. Через втрату теплоти при великій довжині трубопроводу знижується ефективність роботи свічок підігріву в умовах низьких температур. Тому їх використовують на дизелях з малими робочими об'ємами, пуск яких повинен забезпечуватися до температур -12...-17^оС.

в

Рисунок 5.1 – Свічки підігріву повітря у впускному трубопроводі:

а – будова на прикладі СН150-А; б – фланцева свічка; в – загальний вигляд;

1 – спіраль розжарювання; 2 – стрижень; 3 – шайба ущільнювача; 4 – корпус;

5 – ізоляційна шайба; 6 – контактна гайка; 7 – ізоляційна втулка

Свічки розжарювання

Свічка розжарювання з відкритим нагрівальним елементом (рис. 5.2,а) встановлюється в камері згорання двигуна так, щоб розжарена спіраль 3 знаходилася на деякій відстані від межі струменя палива, що розпилюється. Якщо струмінь палива зачіпає спіраль, процес запалювання поліпшується, але скорочується термін служби свічки. Нагрівальний елемент в цих свічках типу AG4 і СН4 має низький опір і працює за напруги 1 чи 2В. Тому свічки такого типу сполучені послідовно між собою, а також з додатковим резистором.

Спіраль розжарювання 3 (рис. 5.2,б) штифтової свічки типу AG60 і СН60 знаходиться в закритому кожусі 5, заповненому ізоляційним матеріалом з високою теплопровідністю. Кожух свічки виготовляють з залізо-нікель-хромового сплаву. Штифтову свічку в камеру згоряння встановлюють так, щоб конус струменя палива, що розпилюється, торкався розжареного кінця її кожуха. Опір цих свічок вищий, тому вони мають паралельне підключення до електромережі автомобіля.

Частіше використовують однополюсні штифтові свічки, споживаючі струми силою 5 і 10 А при напругах відповідно 24 і 12 В. Двополюсні свічки для дводротяних схем споживають струми силою до 50 А при напрузі 1,7 В. Час прогрівання штифтової свічки складає 1-2 хв. Унаслідок великої теплової інерції таких свічок немає необхідності встановлювати в їх ланцюг живлення додатковий резистор. Перевагою штифтових свічок в порівнянні з свічками відкритого типу є велика механічна міцність і більший термін служби унаслідок відсутності окислення спіралі киснем повітря. Штифтові свічки можуть бути встановлені в дизелях з однопорожнинними камерами згорання.

Ефективність застосування свічок розжарювання при пуску дизелів залежить від робочої температури відкритої спіралі або кожуха штифтової свічки, яка визначається силою струму, що проходить спіраллю. Пуск дизелів при використовуванні свічок розжарювання забезпечується до температур -10...-15°С при частоті обертання колінчастого валу 60–80 хв^-1.

а б

Рисунок 5.2 – Свічки розжарювання:

а – з відкритим нагрівальним елементом; б – штифтова;

1 – центральний електрод; 2 – корпус; 3 – спіраль; 4 – висновок;

5 – кожух спіралі

Електрофакельні підігрівачі повітря

На дизелях встановлюють електрофакельні підігрівачі повітря (рис. 5.3) в трубопроводі впуску, що в поєднанні з малов'язким моторним маслом дозволяє понизити мінімальну температуру пуску холодного дизеля на 10-15°С. У електрофакельних підігрівачах через електричну спіраль проходить струм невеликої сили, оскільки вона служить тільки для підігріву, випаровування і запалення палива. Повітря в трубопроводі впуску підігрівається за рахунок теплоти згорання паливо-повітряної суміші.

Рисунок 5.3 – Електрофакельні пристрої (КамАЗ-740): а - факельна штифтова свічка 13.3740; б - електромагнітний паливний клапан 13.3741; в - додатковий резистор з термореле; 1 - захисний екран; 2 - випарна сітка; 3,7, 8 - гайки; 4 - випарник; 5 - фільтр; 6 - паливний жиклер; 9 - ізоляційна шайба; 10 - ізоляційна втулка; 11 - нагрівач; 12 - корпус свічки; 13 - підстава клапана; 14 - гільза; 15 - якір; 16 - котушка; 17 - осердя; 18 - штекер; 19, 23 - вивовди; 20 - захисний кожух; 21 - спіраль додаткового резистора; 22 - біметалічна пластина з рухомим контактом; 24 - ізолятор; 25 - нерухомий контакт

Комутаційна апаратура

Схеми керування залежать від розташування стартера та акумуляторної батареї на автомобілі, відповідності номінальних напруг стартера і системи електрообладнання, наявності й типу пристрою для полегшення пуску двигуна.

У випадку дистанційного керування акумуляторну батарею розташовують якнайближче до стартера і з'єднують із ним під час пуску контактною системою тягового електромагнітного реле.

Втягувальні обмотки стартерів споживають струм, який досягає 30 А. Тому, щоб захистити контакти вимикачів запалювання, потрібно для керування стартерами використовувати додаткове реле. У розглянутих схемах керування після пуску двигуна потрібно негайно вимикати стартер, бо, коли ведена обойма із шестірнею приводу обертатиметься тривалий час, муфта вільного ходу може зіпсуватися, внаслідок чого пошкодиться якір. Якщо стартер увімкнути, коли двигун працює, то можуть пошкодитись зубці шестірні приводу і маховика або вийде з ладу муфта вільного ходу приводу.

Пускаючи двигун, багато водіїв із запізненням вимикають стартер, що погано позначається на його довговічності. Якщо вимикач стартера несправний, то може статися рознесення колектора стартерного електродвигуна і, як наслідок, відмова стартера та розряджання акумуляторної батареї. Щоб запобігти цим небажаним явищам, використовують реле блокування стартера, яке дає змогу в 1,3-1,4 рази підвищити термін його служби.

Рисунок 5.4 – Схема увімкнення стартера (на прикладі СТ-142, КамАЗ, ЗИЛ)

Особливості конструкції засобів полегшення пуску ДВЗ, перспективи їх розвитку та удосконалення

Електрозасоби полегшення прокручування механізмів двигуна мають на меті підігрів ДВЗ, зокрема моторного масла. А також керування декомпресією (неповне закриття випускних клапанів в момент стартового прокручування) чи від’єднання керованими муфтами окремих механізмів.

Передпусковий рідинний підігрівник призначений для передпускового розігрівання холодного дизеля рідинного охолодження. Розігрівання двигуна забезпечують, здебільшого нагріваючи рідину в системі його охолодження. Використовують підігрівники і для підігрівання масла в картері двигуна. Деякі з них не тільки розігрівають двигун, а й опалюють кабіни вантажних автомобілів і салони автобусів незалежно від того, працює ДВЗ чи ні.