Пусковые приспособления типа ПП-40

Пусковые приспособления типа ПП-40 (рис. 24) состоят из следующих основных узлов: воздушного насоса, смесителя, распылителей, воздушного и эмульсионных трубопроводов.

Рис. 24. Пусковое приспособление типа ПП-40: 1 - воздушный клапан; 2 - приводная рукоятка насоса; 3 - корпус воздушного насоса; 4 - шток; 5 - поршень; 6 - перепускной клапан; 7 - капсула; 8 - воздушная трубка; 9 - игла-прокалыватель; 10 - крышка смесителя; 11 - жиклер-смеситель; 12 - корпус смесителя; 13 - эмульсионный трубопровод; 14 - распылители

Пуск двигателя с применением этого пускового приспособления осуществляется следующим образом.

Запаянная капсула 7, содержащая легковоспламеняющуюся пусковую жидкость, устанавливается перед пуском двигателя в корпус 12 смесителя и прокалывается, в результате чего обеспечивается перетекание пусковой жидкости из капсулы в смеситель. Воздушным насосом нагнетается воздух в смеситель, где он в определенной пропорции смешивается с пусковой жидкостью, образуя эмульсию. Эмульсия поступает к распылителям 14 и в мелкораспыленном состоянии подается во впускной трубопровод двигателя. Одновременно включается стартер двигателя. При этом распыленная пусковая жидкость с потоком воздуха (рабочей смеси) попадает в цилиндры двигателя. Вследствие хорошей испаряемости пусковой жидкости и наличия внешнего смесеобразования получается равномерное распределение пусковой жидкости по всему объему камеры сгорания двигателя и равномерное ее воспламенение, способствующее воспламенению основного топлива.

Для обеспечения надежного выхода двигателя на режим устойчивой работы пусковое приспособление некоторое время продолжает работать после отключения стартера двигателя. После прекращения работы воздушного насоса поступление пусковой жидкости в цилиндры двигателя прекращается, так как обеспечивается герметизация пускового приспособления.

Воздушный насос пускового приспособления типа ПП-40 - ручной, поршневой, двойного действия, вследствие чего обеспечивается подача воздуха в смеситель при прямом и обратном ходе поршня 5. Изготовляется насос в отдельном литом корпусе 3, что позволяет рационально и удобно размещать пусковое приспособление на автомобиле, помещая насос в кабине автомобиля, а остальные узлы пускового приспособления, устанавливая в отсеке двигателя. Такая установка пускового приспособления исключает попадание паров эфира пусковой жидкости в кабину водителя. Насос устанавливают в кабине автомобиля с таким расчетом, чтобы обеспечивалось одновременное действие его с включением кнопки стартера двигателя одним лицом. Крепление насоса осуществляется с помощью кронштейна, выполненного как одно целое с корпусом насоса.

Воздух от насоса к смесителю подается через трубопровод 8. Герметизация пускового приспособления в нерабочем состоянии обеспечивается воздушным клапаном 1, установленным в приводной рукоятке насоса 2, который под воздействием пружины перекрывает впускной воздушный канал. Открывается клапан в период действия насоса рычагом на рукоятке 2. Для обеспечения работоспособности насоса при отрицательных температурах внутреннюю поверхность цилиндра смазывают смазкой, имеющей низкую температуру застывания. С этой же целью поршневые кольца насоса изготовлены из морозостойкой резины.

Смеситель пускового приспособления представляет собой баллон, в который устанавливается тонкостенная капсула 7 с пусковой жидкостью. Крышка 10 с прокладкой из бензомаслостойкой резины обеспечивает герметизацию внутренней полости смесителя. Прокол капсулы обеспечивается легким ударом руки по игле-прокалывателю 9, предусмотренной в крышке смесителя. Шток иглы уплотняется резиновой прокладкой. Пусковая жидкость из капсулы вытекает в корпус 12 смесителя, где под воздействием давления воздуха, подаваемого от насоса, вытесняется через несколько параллельных эмульсионных каналов, дозируется жиклерами 11 и смешивается с воздухом, подаваемым через серию наклонных отверстий. В пусковом приспособлении 5ПП-40 предусмотрены два эмульсионных канала, в приспособлении 6ПП-40 - четыре.

Многоканальность смесителя является достоинством пусковых приспособлений, так как позволяет подавать эмульсию на несколько распылителей, что дает возможность более равномерно распределять эмульсию по цилиндрам двигателя. Это особенно важно для многоцилиндровых двигателей, в которых получить равномерность распределения эмульсии по всем цилиндрам при ограниченном числе распылителей очень трудно, а от равномерности распределения пусковой жидкости по цилиндрам двигателя в значительной мере зависит эффективность его пуска.

Смеситель устанавливается в отсеке двигателя автомобиля вертикально. Место установки выбирают из условия обеспечения минимальной длины эмульсионных трубопроводов. В этом случае исключается конденсация эмульсии в трубках. Расположение смесителя должно обеспечивать свободный доступ к нему для установки капсул с пусковой жидкостью. Во избежание нагрева корпуса смесителя следует избегать его установки в непосредственной близости от нагреваемых в процессе работы деталей двигателя. Эмульсия, полученная в смесителе, подается из каждого канала к отдельному распылителю или через тройник на два распылителя.

Распылители обеспечивают дробление эмульсии на мелкие частицы и подачу ее в определенные участки впускного трубопровода двигателя. Места установки распылителей и их количество выбирают из условия обеспечения равномерного распределения пусковой жидкости по цилиндрам двигателя. Для лучшего смешивания частиц пусковой жидкости с потоком воздуха (получения рабочей смеси), всасываемого в цилиндры двигателя, и избежания конденсации жидкости на поверхности впускного трубопровода туманообразный конус распыла эмульсии должен быть направлен в область потока движущегося воздуха. Это обеспечивается соответствующей установкой распылителей во впускных трубопроводах, а также применением различных конструкций распылителей, которых для пускового приспособления типа ПП-40 разработано пять типов, отличающихся друг от друга количеством, размерами и расположением распыливающих отверстий. У распылителя типа А (рис. 25, а) отверстия расположены с двух сторон перпендикулярно к оси распылителя. Распылитель типа Б (рис. 25, б) обеспечивает распыл в одну сторону перпендикулярно к оси распылителя. У распылителя типа В (рис. 25, в) направление конуса распыла совпадает с осью распылителя. Распылители типов Г (рис. 25, г) и Д (рис. 25, д) обеспечивают распыл на обе стороны распылителя под определенным углом. Выбор того или иного типа распылителя также зависит от конструкции впускного трубопровода двигателя.

Рис. 25. Схемы установки во впускные трубопроводы двигателей автомобилей распылителей: а - типа А; б - типа Б; в - типа В; г - типа Г; д - типа Д; 1 - распылитель; 2 - впускной трубопровод; 3 - конус распыла

На корпусе распылителя имеется стрелка для соответствующей ориентации распылителя на впускном трубопроводе. Распылители устанавливают во впускные трубопроводы двигателя на резьбе и фиксируют в определенном положении контргайками.

В зависимости от рабочего объема цилиндров двигателя имеются два типоразмера распылителей, в которые входят все пять типов распылителей. Эти типоразмеры отличаются диаметром распыливающих отверстий и имеют различные установочные размеры. Для двигателей с рабочим объемом свыше 5 л рекомендуются распылители с большими проходными сечениями и установочной резьбой М8 × 1,25. Для двигателей с рабочим объемом менее 5 л целесообразно использовать распылители с меньшими проходными сечениями и установочной резьбой М6 × 1.

Для осуществления пуска двигателя с применением пускового приспособления предварительно из капсул заправляют смеситель пусковой жидкостью. Количество пусковой жидкости, необходимой для одного пуска двигателя, зависит от его конструкции и литража, а также от температуры окружающего воздуха. На основе испытаний большого количества разных двигателей построен график зависимости необходимого количества пусковой жидкости, отнесенного к рабочему объему цилиндров двигателя для его пуска, при различных температурах (рис. 26). Из графика видно, что по мере снижения температуры потребное количество пусковой жидкости увеличивается, причем для двухтактных дизельных двигателей более резко. Менее чувствительны к изменениям температуры карбюраторные двигатели, Используя приведенный график, можно подсчитать потребное число капсул (исходя из объема существующих) для пуска конкретного двигателя при разных температурах.

Рис. 26. Зависимость необходимого на один пуск количества легковоспламеняющейся жидкости, отнесенного к рабочему объему двигателя, от температуры: 1 - для карбюраторных двигателей; 2 - для четырехтактных дизельных двигателей с объемным смесеобразованием; 3 - для двухтактных дизельных двигателей

После заправки смесителя пусковой жидкостью приступают к пуску двигателя. Пуск двигателя осуществляют с выжатым сцеплением.

Перед включением стартера делают пять-шесть качков ручным воздушным насосом. Этим обеспечивается создание давления в смесителе, заполнение эмульсионных трубопроводов и подача некоторого количества пусковой жидкости во впускной трубопровод двигателя.

Далее включают стартер и продолжают подкачивать воздух в смеситель. После пуска двигателя стартер отключают, но подачку ручным насосом продолжают. При этом обеспечивается работа двигателя на основном топливе, но с использованием пусковой жидкости. Время сопровождения работы двигателя работой пускового приспособления в основном зависит от окружающей температуры: чем ниже температура, тем больше время сопровождения работы двигателя работой пускового приспособления. Ввод пусковой жидкости в первый период после пуска двигателя способствует быстрому выходу его на режим устойчивой работы, а также включению в работу всех цилиндров. После выхода двигателя на режим устойчивой работы подкачку воздуха в смеситель прекращают и соответственно прекращается подача пусковой жидкости в цилиндры двигателя.

Эффективность пуска двигателя с применением пускового приспособления оценивается по величине минимальных пусковых частот вращения коленчатого вала двигателя и предельной температуре.

На рис. 27 приведена зависимость минимальных пусковых частот вращения коленчатого вала двигателя ЯМЗ-740 с применением пускового приспособления 5ПП-40А и жидкости "Холод Д-40" от температуры. Для сравнения приведена та же зависимость при использовании пускового приспособления "Старт-Пилот" Визо Ф-55 и пусковой жидкости "Ф-Арктика" (Франция, фирма "Про-комбюр").

Рис. 27. Пусковая характеристика двигателей ЯМЗ-740 (1) с маслом М8Вз и Дейтц F 8 L413 (2) с маслом SAE10W

Как видно из приведенного графика, величины минимальных пусковых частот вращения коленчатого вала незначительные (30-50 об/мин), в то время как без средств облегчения пуска уже при температуре -15°С они должны быть примерно 170 об/мин.

Испытания различных двигателей показали, что применение пусковых приспособлений и легковоспламеняющихся жидкостей в сочетании с загущенным маслом для двигателя дает возможность обеспечивать предельные температуры пуска двигателей до -40°С.

При этом сокращается время для принятия двигателем нагрузки.

К недостаткам пусковых приспособлений типа ПП-40, основанных на использовании ручного воздушного насоса, следует отнести:

неудобство заправки смесителя приспособления из капсул (особенно для двигателей с большим литражом);

невозможность контроля уровня пусковой жидкости в смесителе в период пуска двигателя;

возможность засорения жиклеров при существующем методе заправки смесителей механическими примесями или забивания льдом.

В силу этих недостатков пусковые приспособления типа ПП-40 до сих пор не получили широкого применения на автомобильном транспорте, несмотря на высокую эффективность пуска двигателей с их использованием.

Пусковые приспособления, основанные на пневматическом распыле пусковой жидкости с использованием ручного воздушного насоса, получили особое распространение на многих моделях автомобилей ведущих зарубежных фирм. Наибольшее применение получили пусковые приспособления "Старт-Пилот", разработанные и выпускаемые французской фирмой "Про-комбюр". Эти приспособления, различные по конструктивному исполнению, но в основном одинаковые по принципу действия, предназначаются для двигателей различного рабочего объема.

К известным пусковым приспособлениям, выпускаемым фирмой "Про-комбюр", относятся: "Старт-Пилот" № 3, № 5, № 6, Визо 2 и Визо 4. К наиболее совершенным пусковым приспособлениям, выпускаемым в последние годы фирмой "Про-комбюр", относятся "Старт-Пилот" моделей Визо Ф-27 и Визо Ф-55. В этих приспособлениях учтены все недостатки, присущие пусковым приспособлениям, разработанным и выпускаемым фирмой ранее, в частности: разделены воздушный насос и смеситель, введен корпус смесителя из прозрачного полимерного материала, применена более совершенная конструкция воздушного насоса и т. д. Кроме того, отличительным признаком и безусловно достоинством пусковых приспособлений Визо Ф-27 и Визо Ф-55 является способ заправки смесителя пусковой жидкостью (рис. 28). Пусковая жидкость содержится в баллончике, на котором предусмотрен клапан, служащий для обеспечения заправки смесителя пускового приспособления и герметизации баллончика после прекращения заправки. На корпусе смесителя предусмотрен аналогичный клапан, который выполняет роль пропускного устройства пусковой жидкости, заправляемой в смеситель, и обеспечивает герметизацию смесителя после прекращения заправки его.

Рис. 28. Заправка смесителя пускового приспособления 'Старт-Пилот' Визо Ф -27: 1 - баллон с пусковой жидкостью; 2 - смеситель пускового приспособления

Для заправки смесителя достаточно установить баллончик на смеситель так, чтобы обеспечить стыковку их клапанов, затем легким нажатием на донышко баллончика обеспечить срабатывание клапанов и подачу жидкости из баллончика в смеситель. Объем баллончика составляет 300 см³, что в зависимости от рабочего объема цилиндров пускаемого двигателя и окружающей температуры обеспечивает от 10 до 50 пусков. При заправке смесителя практически исключается потеря пусковой жидкости и ее паров.

Такой способ заправки смесителя пусковых приспособлений в значительной мере облегчает обслуживание пускового приспособления, особенно в условиях низких температур, поэтому его целесообразно использовать в пусковых приспособлениях отечественного производства.

Испытания в холодильной камере автомобильного завода имени И. А. Лихачева образцов пускового приспособления "Старт-Пилот" модели Визо Ф-55 показали, что эти приспособления удобны в обслуживании, достаточно работоспособны и надежны и в сочетании с пусковой жидкостью типа "Ф" или "Ф-Арктика" имеют высокую эффективность.

К недостатку перечисленных конструкций пусковых приспособлений следует отнести их одноканальность, что ограничивает количество устанавливаемых во впускной трубопровод двигателя распылителей и соответственно не позволяет получать достаточно равномерное распределение паров пусковой жидкости по цилиндрам двигателя.

Пусковые приспособления "Старт-Пилот" моделей Визо 2, Визо 4, Визо Ф-27 и Визо Ф-55 могут комплектоваться вместо ручного воздушного насоса электрокомпрессором ротационного типа с напряжением электрического питания 6, 12, 24 В.

Из зарубежных конструкций пусковых приспособлений с ручным воздушным насосом также достаточно широко известно американское приспособление типа "Шеврон", которое имеет поршневой воздушный насос одностороннего действия. В нем используются запаянные капсулы, которые прокалываются специальной иглой.

Достаточно известно пусковое приспособление "Иков" чехословацкого производства. Конструкция этих приспособлений близка к конструкции ранних моделей "Старт-Пилот".