Гидромолоты среднего класса (ч.1)
Обзор моделей гидромолотов представленных на российском рынке
Проблемы пуска дизельных двигателей
КДМ российского производства
Отечественные комбинированные дорожные машины и сменное рабочее оборудование для них
Многофункциональные дорожно-строительные машины (ч. 2)
Рациональное применение
Курьер для опасного груза
Бензовозы
Канадская легенда о дорожном грузовике
История марки Hayes
 1
Думпер – это не самосвал!
Что же такое строительный думпер?
ОчУМЕЛЫЕ ручки
Навесное оборудование для мини-погрузчиков
Лизинг – это удобно
Обзор рынка лизинга грузового транспорта и спецтехники
 1
Нормы Евросоюза по токсичности отработавших газов легких грузовиков
 1
О приемах против «ломов» (ч.1)
АКП (автоматические коробки передач) с гидротрансформатором
Покупаем предприятие
Оценка технического состояния машин и оборудования на предприятии

Проблемы пуска дизельных двигателей

А. Дмитриевский, канд. техн. наук, ГНЦ РФ «НАМИ»

Основным преимуществом дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми является относительно низкий расход топлива. Поэтому в последние годы в связи с необходимостью выполнения Киотского соглашения и Самообязательства Европейских Автомобильных Производителей снизить локальные выбросы СО2 на 25% для уменьшения парникового эффекта планеты дизельные двигатели находят все большее распространение. Их разработчикам приходится решать сложные задачи, связанные с устранением ряда недостатков. Одними из основных недостатков дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми являются ухудшение пусковых качеств и осложнение эксплуатации в условиях низких температур.

Каким же образом решаются проблемы пуска дизельных двигателей? У двигателей с неразделенной камерой сгорания (с непосредственным впрыском) пусковые качества лучше, чем при разделенной камере сгорания (вихрекамерные или предкамерные двигатели). Поэтому дизели с разделенной камерой оснащают электрическими свечами накаливания, устанавливаемыми в предкамеру или вихревую камеру. Иногда свечи накаливания устанавливают и в двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Свечи накаливания бывают открытого и закрытого типа с одной или двумя спиралями накаливания или нагревательным элементом. Свечи Duraterm фирмы Bosch с нитями накаливания из легированного металла Co8Fe, покрытого керамическим порошком из окиси магния, вдвое (до 4 с) сокращают время нагрева от 0 до 850 °С. Новый материал автоматически поддерживает заданную температуру, обеспечивая, по данным фирмы, снижение дымности на 40%. В систему управления входит электронный блок, индикатор предварительного нагрева, переключатель режимов пуска и прогрева.

[b]Электрическая свеча накаливания закрытого типа Duraterm фирмы Bosch:[/b] 1 – контактор; 2 – кольцевая гайка; 3 – изоляционная шайба; 4 – уплотнительное кольцо; 5 – корпус; 6 – уплотнительное кольцо; 7 – резьба; 8 – кольцевой зазор; 9 – трубка накаливания; 10 – спираль регулируемого нагрева; 11 – изолирующий заполнитель; 12 – нагревающая спираль

Свечи накаливания фирмы Beru выпускаются пяти типов:

  • GN – стержневая свеча накаливания с двумя спиралями для автомобилей нового поколения с рабочим напряжением до 13,5 В. Предусмотрено три фазы накаливания – предварительный, пусковой, дополнительный разогрев;
  • GV – стержневая свеча накаливания для автомобилей прежних поколений с рабочим напряжением 11 В. Используется только две фазы – предварительный и пусковой разогрев. После начала работы двигателя свеча отключается;
  • GF – факельная свеча накаливания для двигателей с большим рабочим объемом, с непосредственным впрыском топлива. После накаливания в испарительную зону подается дополнительное топливо, обеспечивающее подогрев впускаемого воздуха;
  • GD – свеча накаливания с проволочной спиралью для автомобилей прошлых поколений, тракторов, стационарных двигателей;
  • GH – стержневая или спиральная свеча зажигания для дополнительных нагревателей (бензиновых или дизельных).

Свечи закрытого типа фирмы Champion имеют кожух из специального никелевого сплава – inconel, обладающего высокой теплопроводностью. Свечи накаливания NGK выпускаются для ведущих автомобильных фирм Европы и Японии. Маркировка свечей накаливания следующая: Y – однополюсная; YD – двухполюсная. Следующая цифра – число спиралей и диаметр резьбы.

Одна нагревательная спираль и диаметр резьбы в мм: 1 – 10; 2 – 12; 4 – 14; 8 – 18. Две нагревательные спирали и диаметр резьбы в мм: 7 – 10; 9 – 12. Вторая цифра – рабочее напряжение: 0...4 – 12 В; 5...9 – 24 В. Третья цифра – тип свечи: T – свеча накаливания быстрого пуска; R – свеча накаливания ультрабыстрого пуска; без буквы – нормальный материал в корпусе; S – специальный материал, предотвращающий перегрев. Следующая цифра: номер модификации.

При впрыске топлива за счет затрат теплоты на испарение температура в камере сгорания понижается настолько, что его воспламенения не происходит. Пуск двигателя может быть улучшен при подогреве воздуха во впускном трубопроводе. Это осуществляют, устанавливая свечи подогрева (например, СН-150 мощностью 400 Вт) в специальных бобышках. Номинальная сила тока может доходить до 45 А, время нагрева до 900 °С – около минуты. Однако наибольший эффект достигается в случае применения электрофакельного подогревателя. Подогрев осуществляется подаваемым во впускной трубопровод факелом горящего топлива или специальным электрофакельным устройством.

Топливо, подаваемое на испарительную сетку, воспламеняется от штифтовой свечи, нагревающей кожух до 1000 °С, прогревает воздух и камеру сгорания.

При низкотемпературном пуске иногда (в крайнем случае!) после остановки как бензинового, так и дизельного двигателя в систему смазки добавляют немного бензина, затем на несколько минут снова запускают двигатель, чтобы бензин перемешался с маслом. Это повышает частоту вращения коленчатого вала при пуске даже после длительной стоянки. Чтобы облегчить пуск двигателей в условиях особо низких температур, применяется впрыск пусковых жидкостей в воздушный фильтр. Для дизельных двигателей используют легковоспламеняющиеся жидкости в аэрозольной упаковке («Холод-40», «Автожидкость для пуска двигателя» и др.).

Свечи накаливания фирмы Brisk открытого типа со спиралью для дизельных двигателей
Тип Резьба M L, мм B, мм S
33,50 M 18x1.5 91 28 21
34,51 M 18x1.5 121 25 19
Z 25 125 30

При длительной эксплуатации в условиях особо низких температур рекомендуется предпусковой подогрев систем охлаждения и смазки двигателей подогревателем, подключаемым к электрической сети, или жидкостными подогревателями на соответствующем виде топлива (бензине или дизельном топливе), включенными в систему охлаждения двигателя. Это обеспечивает не только хороший пуск, но и снижает износ двигателя, расход топлива за период прогрева, уменьшает загазованность окружающего воздуха. Существуют жидкостные, воздушные и комбинированные подогреватели. Нагрев охлаждающей жидкости и дизельного топлива позволяет обеспечить прогрев и пуск двигателя за 30 минут
при температуре до –60 °С. Прогрев системы смазки осуществляется подачей горячего воздуха на картер двигателя, а иногда и внутрь него.

Для отечественных дизелей применяют воздушные подогреватели ПЖД-30 с тепловой мощностью 30 кВт, ПЖД-600 (69,6 кВт), жидкостный подогреватель ПЖД-400 (43,5 кВт). Имеется ряд отопительных устройств фирмы Eberspаcher (Германия): жидкостные отопительные устройства Hydronic B4W, B5W, D4W, D5W для легковых автомобилей и микроавтобусов, D9W, D24W, D30W, D35W для грузовиков, автобусов, фургонов. Эта же фирма выпускает воздушные отопительные устройства Airtronic B1LC, D1LC, D3LC, D5LC, D8LC, D12LC. Отопители автономные можно использовать при неработающем двигателе. Они могут включаться специальным устройством без присутствия водителя, запрограммированным на срок до 7 суток, или радиопультом с радиусом действия до 1 км. Eberspächer выпускает и подогреватели Termoline для топливопроводов.

[b]Схемы подключения системы «Номакон ТП-16/200» к радиатору отопителя для подогрева топлива последовательно (а) и параллельно (б):[/b] 1 – радиатор отопителя; 2 – система кранов управления подогревом; 3 – приемный стакан топливозаборника; 4 – насос охлаждающей жидкости

Широкое распространение получили подогреватели фирмы Webasto (Германия). При работе подогревателя жидкость системы охлаждения обогревает блок и головку цилиндров двигателя, а отработавшие газы – картер двигателя.

В условиях низких температур важно обеспечить подогрев дизельного топлива в предпусковой период и поддержание его температуры при работающем двигателе. На схеме изображена система подогревателя топлива фирмы WintercaR. Режим работы: 3...5 минут от аккумулятора и постоянный от генератора. Максимальная температура нагревателя топлива – 120 °С при мощности 110...140 Вт, а подогревателя – 130 °С при мощности 120...140 Вт. Автоматическое включение – при температуре воздуха ниже +3 °С. Отключение системы подогрева – при падении напряжения сети ниже 7 В.

[b]Автоматизированная система подогревателя топлива фирмы WintercaR:[/b] 1 – двухцветный светодиод; 2 – предпусковой подогреватель; 3 – подача нагретого топлива при пуске; 4 – подача подогретого топлива при работающем двигателе; 5 – проточный подо греватель; 6 – холодное топливо; 7 – электронный блок управления; 8 – предохранитель
Автоматизированная система подогревателя топлива фирмы WintercaR: 1 – двухцветный светодиод; 2 – предпусковой подогреватель; 3 – подача нагретого топлива при пуске; 4 – подача подогретого топлива при работающем двигателе; 5 – проточный подо греватель; 6 – холодное топливо; 7 – электронный блок управления; 8 – предохранитель

Для облегчения пуска двигателя и повышения температуры воздуха в салоне эта же фирма выпускает устройства с аккумулятором тепла, обеспечивающие подогрев двигателя и отопителя салона.

Компания «Номакон» выпускает подогреватель топлива мощностью 150...180 Вт, выполненный в виде бандажа, надеваемого на фильтр тонкой очистки (см. схему). Время разогрева – 3...5 минут в зависимости от температуры окружающей среды. Компания также выпускает обогреваемый топливозаборник «Номакон ТП-16/200», обеспечивающий электроподогрев фильтрующей сетки топливозаборника за 2...3 минуты до запуска с целью очистки ее от нефтяных парафинов и подогрева топлива в приемном стакане. Подогреватель устанавливается на баке любых автомобилей с дизельными двигателями.

После прогрева двигателя электроподогреватель отключается, и подогрев топлива осуществляется циркуляцией охлаждающей жидкости в кожухе топливозаборника. Предусмотрено два варианта схемы подключения к радиатору отопителя: последовательно и параллельно.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ, СЕРВИС УЗЛЫ, АГРЕГАТЫ, КОМПОНЕНТЫ Двигатель
А. Дмитриевский, к.т.н. Основные Средства 02'2008 7 апреля 2016

Комментарии (0)