Хранение подвижного состава на открытых стоянках

Существующие в настоящее время способы облегчения запуска двигателей автомобилей при их хранении на открытых стоянках подразделяются на три группы: сохранение тепла от предыдущей работы автомобилей, холодный пуск и использование тепла от внешнего источника.

Если автомобиль кратковременно хранится на открытых площадках в условиях не очень низких температур, то можно использовать тепло агрегатов от их предыдущей работы. Для этого используют специальные чехлы, которыми укрывают капот двигателя, аккумуляторную батарею, картер двигателя, топливный бак, масляный и топливные фильтры. Чехлы изготавливаются стегаными из ваты, а для аккумуляторной батареи – из стекловаты толщиной не менее 30 мм. Они замедляют время охлаждения в 2…2,5 раза.

При длительных стоянках можно поддерживать рабочую температуру двигателя периодически запуская его и доводя температуру охлаждающей жидкости до 50…60 °С. Для этого используется устройство, включающее датчик температуры, реле, коммутатор, которые включают стартер при запуске и выключают двигатель после прогрева. Устройство должно оборудоваться звуковой или световой сигнализацией, особенно если в системе в качестве охлаждающей жидкости используется вода.

При холодном пуске желательно использовать маловязкие моторные масла в двигателях и пусковые жидкости. Для бензиновых двигателей применяют пусковые жидкости типа «Арктика», состоящие из серного эфира (до 60 %) и противозадирных, противоизносных и антиокислительных присадок. Они вводятся во впускной тракт через карбюратор или топливный насос. Для дизельных двигателей рекомендуются пусковые жидкости типа «Холод», состоящие из диэтилового эфира (до 60 %) и моторного масла, изопроплинитрата, петролейного эфира. Температура ее воспламенения составляет 130…140 °С, а температура кипения – 34 °С. Использование этих жидкостей обеспечивает надежный пуск при температурах – 35… – 40 °С.

В последнее время созданы и серийно выпускаются пусковые устройства, подключаемые к автомобилю при запуске (табл.6.2). Их применение позволяет быстро и эффективно произвести запуск двигателей.

Таблица 6.2 – Пуско-зарядные устройства

При длительном хранении в зимнее время бывает целесообразным использовать тепло для повышения температуры в моторном отсеке, получаемое от внешнего источника. Оно может подводится в режимах подогрева или разогрева. При подогреве тепло к двигателю подводится постоянно все межсменное время. При разогреве – непосредственно перед запуском двигателя. Соответственно, температура головки блока цилиндров должна быть 40…50 °С и 70…80 °С. Существует целая гамма методов и средств тепловой подготовки двигателя перед пуском в зависимости от источника тепла, теплоносителя и состояния системы охлаждения (рис.6.2).

Выбор внешнего источника тепла осуществляется по уравнению для определения теплопроизводительности:

(6.1)

где q – количество тепла, которое необходимо подвести к двигателю, Вт/ч;

t_g – нужная температура двигателя, К;

t_b – температура воздуха, К;

a – коэффициент теплоотдачи двигателя (лежит в пределах 5…30 Вт/м²×К, причем большее значение характерно для сильного ветра и неутепленного двигателя).

F – поверхность теплоотдачи двигателя, м²;

t – время, в течение которого подводится тепло, час;

С_Д – общая теплоемкость двигателя, Дж/К.

Рисунок 6.2 – Классификация методов тепловой подготовки автомобилей перед запуском

Общее количество тепла, которое необходимо подвести к группе автомобилей численностью А_с определяется:

Q = q × t × А_с. (6.2)

Зная общее количество тепла и теплопроизводительность можно обосновывать методы и средства тепловой подготовки.

При централизованном подогреве горячей водой, она непосредственно от водогрейного котла или пароводяного теплообменника (рис.6.3) с помощью насосов по трубам подается через гибкий шланг в нижний водяной патрубок системы охлаждения двигателя (или горловину радиатора) и далее в рубашку охлаждения.

Отвод воды осуществляется через горловину патрубка двигателя, идущую к радиатору.

1 – бак для воды; 2 – обратный клапан; 3 – насос;

4 – редукционный клапан; 5 – манометр; 6 – теплообменник;

7 – воздухоотделитель; 8 – запорный кран

Рисунок 6.3 – Схема подогрева горячей водой

Температура воды на входе в двигатель должна быть 80…90 °С. Давление в системе не более 0,03…0,035 МПа, чтобы не произошло повреждений систем охлаждения двигателей. Недостатком данного метода является необходимость подключаться и отключаться от системы охлаждения. Кроме того, водоподогрев не приемлем, если в систему залит антифриз.

Использование пароподогрева объясняется высокой теплоемкостью пара. Она в 2000 раз больше теплопроводности воздуха. Могут применяться два варианта: с возвратом и без возврата конденсата. По второму варианту (рис.6.4) пар от парового котла поступает к двигателю и вводится в систему охлаждения через горловину радиатора. В двигателе пар конденсируется и возвращается в систему подогрева.

Недостатками пароподогрева являются возможность появления температурных деформаций деталей и трещин блока в результате местных перегревов. Кроме того, при водо- и пароподогреве необходимо сливать охлаждающую жидкость, а это будет приводить к образованию наледи в зоне хранения. Также частая смена воды в системе охлаждения способствует увеличению накипи в ней.

1 – бак для воды; 2 – обратный клапан; 3 – водяной насос;

4 – редукционный клапан; 5 – манометр; 6 – паровой котел;

7 – насос для перекачки пара; 8 – запорный кран

Рисунок 6.4 – Схема подогрева двигателей паром

В устройствах для подогрева горячим воздухом основными элементами являются калориферные установки, вентиляторы, воздуховоды (рис.6.5). Как правило, используются водовоздушные калориферы, но могут применяться паровоздушные или с термоэлектрическими нагревателями.

1 – вентиляторная установка; 2 – воздуховоды; 3 – калориферная установка; 4 – узлы подачи воздуха к автомобилю

Рисунок 6.5 – Схема воздухоподогрева

Калориферные установки устраивают в подземных камерах. Воздуховоды могут иметь подземное, наземное и надземное исполнение. Последние два требуют более высокой степени теплоизоляции. Подача осуществляется снизу автомобиля для более полной обдувки двигателя. Можно подавать воздух непосредственно в масло заливную горловину двигателя, но при этом не обогреваются фильтрующие элементы, аккумуляторная батарея и другие узлы автомобиля. Для обеспечения режима подогрева необходимо к каждому автомобилю подводить 300…500 м³/час воздуха с температурой 40…60 °С. Метод хорош тем, что система охлаждения может оставаться заполненной. Однако при использовании в системах охлаждения воды система подогрева должна обеспечиваться автоматическим контролем исправности, звуковой и световой сигнализациями, включаемыми при ее отказе.

Подогрев и разогрев газовоздушной смесью предполагает использование огневых калориферов. Сгоревшие газы вместе с воздухом подаются к автомобилю снизу. Недостатками являются загрязнение окружающей среды и потребление нефтепродуктов при работе калориферов.

При подогреве и разогреве с использованием электричества электронагревательные элементы включаются в систему охлаждения или смазки двигателя. Автомобиль в этом случае должен быть надежно заземлен.

Разогрев и подогрев инфракрасными лучами осуществляется с помощью стационарных или переносных горелок, работающих на пропане, бутане или их смесях. Газ поступает в горелку (рис.6.6), смешивается с воздухом и воспламеняется электроспиралью. Сгоревшие газы проходят через керамическую или металлическую решетку и нагревают ее до 800..900 °С. при этой температуре поверхность горелки начинает испускать инфракрасные лучи, которые почти не поглощаются воздухом, а, попадая на твердое тело (двигатель), поглощаются им с выделением тепла.

1 – газовая форсунка; 2 – решетка; 3 – защитный экран;

4 – электроспираль

Рисунок 6.6 – Схема инфракрасного излучателя

Продукты сгорания, выходя из горелки, дополнительно обогревают двигатель и все подкапотное пространство. Такие горелки тоже имеют определенные недостатки: загрязняют окружающую среду продуктами горения и возможен срыв пламени в горелке при скоростях ветра свыше 5 м/с.

При невозможности использования средств подогрева и разогрева применяют жидкостные или воздушные индивидуальные подогреватели. Они входят в конструкцию автомобиля. Существует большое количество подогревателей, которые классифицируются: по назначению на общего, северного и многоцелевого назначения; по роду теплоносителя на жидкостные, воздушные и смешанные; по способу циркуляции рабочего тела на термосифонные и принудительные; по виду топлива на бензиновые и дизельные.

Характеристики некоторых типов индивидуальных подогревателей даны в табл.6.3.

Таблица 6.3 – Характеристики индивидуальных подогревателей

Индивидуальный подогреватель состоит из теплообменника, системы питания и системы зажигания. В камеру сгорания воздух и топливо закачивается электронасосами. Воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется свечой накаливания. Охлаждающая жидкость нагревается в теплообменнике и начинается ее термосифонная циркуляция. В результате этого осуществляется прогрев двигателя.