Требования к средствам облегчения пуска двигателей и их разновидности

Современные средства облегчения пуска двигателей при отрицательных температурах должны:

обеспечивать высокую эффективность пуска двигателя. Высокая эффективность пуска характеризуется: низким значением предельной температуры, при которой возможно осуществлять пуск двигателя; минимальным временем, затрачиваемым на пуск двигателя; небольшой величиной минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя, необходимой для обеспечения пуска двигателя;

обеспечивать подготовку автомобиля к движению в минимально короткие промежутки времени. Для средств облегчения пуска двигателя это требование выражается в подготовке двигателя к возможности принятия Нагрузки с затратой небольшого времени;

потреблять минимальное количество электрической энергии аккумуляторных батарей автомобиля для работы самого средства облегчения пуска и последующие невысокие значения нагрузок на электростартерную пусковую систему двигателя автомобиля при пусках;

обеспечивать пуск двигателя при использовании товарных эксплуатационных материалов (масел для двигателя, топлив, воды в системе охлаждения двигателя); не вызывать больших износов деталей двигателей при пусках; снижать жесткость работы дизельного двигателя при холодных пусках;

обеспечивать возможность работы в условиях Снежной пурги, пониженного атмосферного давления и сохранять работоспособность в летний период эксплуатации автомобилей без специальных мер консервации;

быть простыми по конструкции и технологичности, иметь невысокую стоимость, обслуживаться одним лицом;

обеспечивать соблюдение техники безопасности и правил пожарной безопасности при использовании;

быть долговечными (на весь срок службы автомобиля).

Наряду с основными общими требованиями к средствам облегчения пуска двигателей существуют специальные требования, определяемые особенностями конструкции и назначением того или иного средства. Эти требования будут перечислены далее при рассмотрении основных конструкций средств облегчения пуска двигателей.

Естественно, что создать универсальное средство облегчения пуска двигателей, полностью отвечающее всем этим требованиям, практически невозможно. Поэтому в зависимости от условий эксплуатации и назначения автомобиля необходимо выбирать и применять такое средство, которое в достаточной мере отвечало бы поставленной задаче.

Все устройства, предназначенные для пуска автомобильных двигателей при отрицательных температурах окружающего воздуха, делятся на два вида: устройства, обеспечивающие возможность пуска холодного двигателя, и устройства, обеспечивающие возможность пуска путем предпускового разогрева двигателя.

Первый вид устройств дает возможность обеспечивать пуск двигателя без предварительного изменения его теплового состояния, второй изменяет тепловое состояние двигателя перед пуском, прогревая его до температуры, при которой возможен надежный пуск.

В свою очередь, устройства для производства холодного пуска двигателей можно подразделить на устройства, обеспечивающие снижение величины минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя (калильные свечи, электронагревательные решетки, факельные подогреватели, электрофакельные подогреватели-термостарты, устройства, изменяющие степень сжатия при пусках, пусковые приспособления для впрыска легковоспламеняющейся жидкости), и устройства, обеспечивающие повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя стартером (устройства для подогрева электролита и обеспечения теплоизоляции аккумуляторных батарей, подключение дополнительных батарей при пуске, устройства, обеспечивающие пуск от внешнего источника, устройства для подогрева масла в двигателе).

Устройства, обеспечивающие снижение величины минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала в пусковой период, оказывают непосредственное влияние на процессы смесеобразования, воспламенение (самовоспламенение) и сгорание топлива в цилиндрах двигателя, повышая температуру и давление в конце такта сжатия, создавая условия для получения необходимого состава рабочей смеси и обеспечивая возможность для воспламенения топлива при невысоких значениях параметров в конце такта сжатия.

Устройства, обеспечивающие повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя при пусках, воздействуют на процессы за счет повышения средней скорости поршня и снижения неравномерности вращения коленчатого вала стартером. При этом снижаются тепловые потери в процессе сжатия и уменьшаются утечки в зазорах между поршнями и цилиндрами, что повышает конечные значения температуры и давления в конце такта сжатия. Повышение частоты вращения коленчатого вала стартером положительно сказывается на работе топливной аппаратуры и на условии испаряемости топлива.

Устройства, обеспечивающие предпусковой подогрев двигателя, подразделяются на: индивидуальные предпусковые подогреватели (работающие на бензине или на дизельном топливе); стационарные средства подогрева двигателей автомобилей на стоянках (водо-, паро-, воздухо- или электроподогрев, а также подогрев с использованием инфракрасных горелок) и переносные (передвижные) групповые средства. Все типы устройств могут использоваться не только для предпускового подогрева, но при необходимости и для длительного поддержания требуемого теплового состояния двигателя.

Устройства, обеспечивающие снижение величины минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала для дизельных и карбюраторных двигателей, могут иметь одинаковую конструкцию или различаться. Устройства, обеспечивающие повышение частоты вращения коленчатого вала, и устройства, обеспечивающие предпусковой прогрев двигателя, по принципу действия одинаковы для карбюраторного и дизельного двигателей.

Устройства для холодного пуска, основанные на использовании во впускном трубопроводе двигателя факела пламени или нагревательных элементов с высокой температурой (выше температуры вспышки бензина), не могут применяться в карбюраторных двигателях с внешним смесеобразованием. Поэтому калильные свечи, факельные и электрофакельные подогреватели используются только на дизельных двигателях. Устройства, повышающие величину действительной степени сжатия в период пуска двигателя, основанные на введении масла в камеру сгорания, уменьшающего ее объем, или на отсоединение дополнительных объемов камеры сгорания, или совсем неприемлемы для карбюраторных двигателей, или не дают должного эффекта, поэтому также используются только на дизельных двигателях.

Все остальные устройства, приведенные выше, одинаково приемлемы как для дизельных, так и для карбюраторных двигателей. В нашей стране наибольшее распространение получили средства облегчения пуска двигателя, обеспечивающие предпусковой его подогрев. Это обстоятельство связано с тем, что большая территория страны имеет продолжительные и суровые зимы, а для средств предпускового подогрева температурного предела по использованию практически не существует. Кроме того, при использовании предпускового подогрева снижается величина износов деталей двигателя в период пуска, в меньшей мере требуется применение специальных загущенных масел в двигателе, менее сказывается на пуск двигателя его техническое состояние и состояние аккумуляторных батарей, снижается расход топлива на подготовку автомобилей к движению.

К недостаткам устройств предпускового подогрева по сравнению с устройствами для пуска холодного двигателя следует отнести несколько повышенную стоимость и сложность конструкции, причем это характерно в большей мере для стационарных групповых средств подогрева.

Наряду со средствами предпускового подогрева все большее распространение получают средства для пуска холодного двигателя.

Эти средства облегчения пуска особенно оправдывают себя в условиях эксплуатации, характерных для средней полосы страны, где температура окружающего воздуха не снижается ниже минус 30°С. По этой же причине большинство западно-европейских и американских автомобильных фирм делают акцент на средства пуска холодного двигателя.

Наибольший эффект средства облегчения пуска холодного двигателя дают при применении на дизельных двигателях.

Основными достоинствами средств облегчения холодного пуска являются: простота конструкции и невысокая стоимость, удобство обслуживания, сокращение времени на пуск и подготовку двигателя к принятию нагрузки. К недостаткам средств холодного пуска можно отнести: ограниченность по предельной температуре пуска двигателя; зависимость эффективности пуска от температурно-вязкостных свойств масла, применяемого для двигателя, и состояния аккумуляторных батарей; несколько повышения величина износов деталей двигателя при пусках по сравнению с пусками предварительно прогретого двигателя.

Ниже будут рассмотрены наиболее широко применяемые и перспективные средства облегчения холодного пуска двигателей: электрофакельные устройства и приспособления для впрыска легковоспламеняющейся жидкости; индивидуальные средства предпускового подогрева - предпусковые подогреватели.