Затруднение пуска двигателей

Приводим одну из многочисленных эмпирических формул:

(2.8.)

где Адв – коэффициент, определяемый конструкцией двигателя, см3;

v – кинематическая вязкость масла, Ст;

п – пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя, об/с. https://vampirskoeporno.net

Для ориентировочной оценки доли составляющих МС при пуске, а также для выявления степени влияния температуры на эти составляющие рассмотрим расчет их величин на примере дизеля ЯМЗ-236. Пусть минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала при 0° С п0 = 8,5 об/с, а при –20° С n-20 = = 10 об/с; время достижения пусковой частоты вращения коленчатого вала t = 2 с; момент инерции двигателя I = 2,45 Н • м • с2, литраж двигателя 11,15 л; применяемое масло ДС-8 (М6В); кинематическая вязкость при 0° С v0= 1200 Ст, а при –20° n-20=ll 000 Ст.

В результате расчета получим следующие значения составляющих, Н·м.

При 0°С: Mj=10,5; Мк= 117,7; Мr= 176,6, а при –20° С: Mj=10,5; Мк=117,7; Мr = 598,4.

Таким образом, в рассматриваемом диапазоне температур для двигателя ЯМЗ-236 основной составляющей Мс является Мr – момент на преодоление сил трения (от 30 до 80%), на втором месте Мк (15–40%). Преодоление же сил инерции требует лишь от 1 до 3% затрат энергии стартера.

Важным выводом из результатов расчета является то, что моменты Mj и Мk практически не изменяются при изменении температуры. Момент же преодоления сил трения, даже в рассмотренном ограниченном диапазоне температур 0… – 20°С изменяется почти в 3,5 раза. Анализ показывает, что главной причиной такого резкого изменения Мr является увеличение (при низких температурах) вязкости масла. Естественно, что эти выводы по результатам приведенного выше расчета, не являются общими. Они не могут быть распространены на все типы двигателей и на весь эксплуатационный диапазон температур. Однако с известной степенью приближения можно считать, что они достаточно полно характеризуют влияние температуры на величину составляющих момента сопротивления.

Затраты на сжатие воздуха связаны главным образом с увеличением внутренней энергии рабочего тела (см. рис. 2) и температурой воздуха. В свою очередь, полученная таким образом энергия, проявляется в теплоте сгорания.

Второй положительной составляющей энергобаланса двигателя при пуске является химическая энергия топлива.

Теплота сгорания топлива, полученная в результате суммирования энергии аккумуляторной батареи, энергии, реализуемой в работе сжатого воздуха, и химической энергии топлива, в свою очередь, влияет на другие составляющие энергетического баланса двигателя при пуске. Естественно, что и в этом случае имеют место значительные потери энергии в окружающую среду. Эти потери тем больше, чем больше перепад температур между двигателем и окружающей средой, то есть тем больше, чем ниже температура окружающей среды.

Суммарная энергия, полученная от указанных выше источников, несколько повышает температуру масла и расходуется на снижение потерь на трение.

Однако как температура воды, так и температура масла могут быть повышены не только описанным путем (чего при низких температурах недостаточно), но и путем применения внешних источников теплоты – подогревателей масла и воды.

Момент, затрачиваемый на преодоление сил инерции, относительно невелик, кроме того, его величина практически не зависит от температуры двигателя.

Таким образом, основное затруднение в получении необходимой пусковой частоты вращения коленчатого вала при низких температурах связано прежде всего со значительным увеличением энергии, затрачиваемой на преодоление сил трения. Эти силы резко возрастают при понижении температуры вследствие повышения вязкости моторного масла.