Проблема повышения эффективности при эксплуатации транспортных машин в условиях низких отрицательных температур является особенно актуальной для Российской Федерации, что подтверждает принятая «Стратегия развития на период до 2020 года, арктической зоны Российской Федерации. Современные автомобили не отвечают в полной мере требованиям эффективной эксплуатации в условиях низких отрицательных температур.
Для эффективной, бесперебойной работы автомобиля требуется его адаптация конструкционного, технологического, эргономического и эксплуатационного характера.
Автомобиль, предназначенный для эксплуатации в суровых климатических условиях, таких как: бездорожье, резкие перепады температур -50° — +50°С; высокая влажность (до 98 %); запыленность воздуха (до 1,52 г/м2); скорость ветра (до 20 м/с) и др.
Время готовности машин для их эксплуатации после длительной стоянки, включая подогрев, пуск и работу двигателя на холостом ходу при температуре до -45°С, не должно превышать 25 мин.
Обеспечение надёжного пуска холодного двигателя и исключение самопроизвольной остановки двигателя из-за загустевания дизельного топлива на морозе и закупоривания топливных фильтров, выпавшим из топлива парафином и кристаллами льда, являются основными проблемами, с которыми сталкиваются эксплуатационники автотракторной техники при низких отрицательных температурах [1, 2].
Анализ факторов, влияющих на воспламенение топлива в цилиндрах дизеля (рис.1), [3] показал, что для улучшения пусковых и эксплуатационных качеств автомобиля при низких отрицательных температурах наиболее эффективен подогрев основных функциональных систем двигателя: питания, охлаждения и смазки.
Известно большое количество различных типов подогревателей, используемых для создания и поддержания оптимальной температуры основных систем двигателя и автомобиля в целом [4, 5].
Рисунок 1. Схема факторов, влияющих на воспламенение топлива
в цилиндре дизеля
Предлагаемая система комплексной предпусковой подготовки дизельного двигателя, включает в себя подогреватели основных функциональных систем двигателя, датчики температуры, плотности электролита, прозрачности дизельного топлива, тока, а так же блоки управления и индикации. В качестве подогревателей масла, топливного фильтра и топливозаборника предполагается использовать подогреватели ленточного типа, как наиболее эффективных [5].
В блок управления поступает информация о температуре окружающей среды, масла в картере двигателя, охлаждающей жидкости, топлива в баке и в фильтре тонкой очистки, электролита аккумуляторной батареи; также поступает информация о степени оптической прозрачности дизельного топлива в фильтре тонкой очистки и о плотности электролита аккумуляторной батареи. Информация о плотность электролита позволяет судить о степени заряженности аккумуляторной батареи, т.е. о энергозапасе. Датчик оптической прозрачности дизельного топлива позволяет отслеживать момент начала кристаллизации парафинов. Использование информации о прозрачности дизельного топлива позволяет рационально расходовать энергию на подогрев дизельного топлива, как с точки зрения минимизации расхода энергии, так и с точки зрения минимизации его обводнения (растворимость воды в углеводородах повышается с ростом температуры [1]).
Назначением блока управления и датчиков является оптимальное распределение электрической энергии аккумуляторной батареи между потребителями для обеспечения максимальной вероятности пуска двигателя, при работе предлагаемой системы в автономном режиме. Так же в случае невозможности пуска двигателя в заданных условиях водитель будет проинформирован об этом для предотвращения глубокого разряда аккумуляторной батареи.
На основе полученной информации блок управления определяет оптимальную длительность включения подогревателя каждой из систем двигателя для достижения максимальной вероятности его пуска. В случае, если в данных условиях пуск двигателя невозможен без использования внешнего источника энергии, то для предотвращения глубокого разряда аккумуляторной батареи до водителя доводиться соответствующая информация при помощи блока индикации (наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды, приводящие к сульфатации пластин — пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить [6]).
Так как эффективность процесса заряда аккумуляторной батареи падает при уменьшении температуры электролита [6], то после пуска двигателя при необходимости автоматически включается электрический подогреватель аккумуляторной батареи для уменьшения времени восстановления заряда.
Библиографический список:
- Васильева Л.С.Автомобильные и эксплуатационные материалы. Учебник для ВУЗов / Л. С. Васильева. — М. : Транспорт, 1986. — 279 c. Библиогр.: с. 273. Предм. указ.: с. 274-277
- Квайт С.М. Пусковые качества и системы пуска автотракторных двигателей/С.М. Квайт, Я.А. Менделевич, Ю.П. Чижков. – М.: Машиностроение, 1990. – 256 с.
- Крамаренко Г.В. Безгаражное хранение автомобилей при низких температурах./Г.В. Крамаренко, В.А. Николаев, А.И. Шатилов. – М.: Транспорт, 1984. — 136 с.
- Вашуркин И.О. Тепловая подготовка и пуск ДВС мобильных транспортных и строительных машин зимой. С-Петербург, «Наука», 2002.
- Робустов В.В. Исследование теплофизических характеристик ленточных подогревателей моторного масла двигателей типа В2Ч, используемых на дизель-генераторах и тракторах производства/. В.В.Робустов, Д.В.Худяков, С.Г.Фомин, В.К. Шарапов// Двигателестроение. – 2005. — № 3.
- Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов/С.В. Акимов, Ю.П. Чижков. – М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. – 384 с.[schema type=»book» name=»ТЕХНИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР» description=»В статье рассмотрена проблема, связанная с предпусковой тепловой подготовки дизельного двигателя. Предлагается система комплексной предпусковой подготовки дизельного двигателя, позволяющая повысит эффективность пусковых характеристик двигателя в условиях низких отрицательных температур.» author=»Тышкевич Лариса Николаевна, Шевелев Максим Сергеевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-22″ edition=»euroasian-science.ru_25-26.03.2016_3(24)» ebook=»yes» ]