Легковоспламеняющиеся жидкости для облегчения пуска двигателя. Виды. Подача в двигатель

Легковоспламеняющаяся жидкость является наиболее эффективным средством облегчения пуска двигателя. Впрыскивание пусковой жидкости во впускные трубопроводы является универсальным средством для обеспечения пуска с nmin как бензинового двигателя, так и дизеля. Это обеспечивается за счет интенсификации воспламенения топлива или рабочей смеси и повышения эффективности их сгорания вследствие наличия в ней компонентов с низкой температурой самовоспламенения и широкими пределами воспламенения.

Промышленностью выпускаются пусковые жидкости:

• «Арктика» для бензиновых двигателей
• «Холод-40» для дизелей
• универсальная пусковая жидкость «Автожидкость для пуска двигателей» (ТУ 6-15-07106-84 ) в аэрозольной упаковке

Основным компонентом пусковых жидкостей является этиловый эфир с температурой самовоспламенения 180—206 С». Он имеет высокое давление насыщенных паров, и его смесь с воздухом обеспечивает широкие пределы воспламеняемости по составу. С увеличением эфира в смеси улучшается процесс горения, но повышаются рост давления и его конечная величина. Поскольку от количества эфира в смеси зависит нагрузка на кривошипно-шатунный механизм, его количество строго дозируется. Кроме того, попадая на стенки цилиндров, он смывает масляную пленку, увеличивая износ. Поэтому для уменьшения износов в состав легковоспламеняющейся жидкости вводят специальные противоизносные, противокоррозийные и противоокислительные присадки. Для уменьшения жесткости работы двигателя в легковоспламеняющейся жидкости имеются и другие компоненты, которые по температуре самовоспламенения находятся между эфиром и топливом. К ним относятся изоприпилитрат, петролейный эфир и газовый бензин.

Рис. Пусковое устройство 5ПП-40А:
1 — рукоятка воздушного насоса: 2 — воздушный клапан; 3 — шток с поршнем: 4 — перепускной клапан; 5 — воздухопровод; 6 — корпус смесителя; 7 — капсула для жидкости; 8 — игла-прокалыватель; 9 — крышка-смеситель; 10 — жиклер смесителя; 11 — эмульсионный трубопровод; 12 — распылитель

Для обеспечения подачи жидкости в цилиндры двигателя разработало много способов. Наибольшее распространение получил способ распыливания легковоспламеняющейся жидкости непосредственно во впускной трубопровод. Для этого используются устройства, работа которых основана на пневматическом или механическом способе распиливания и испарения жидкости. Отечественной промышленностью для двигателей с рабочим объемом до 10-12 л выпускается устройство 5ПП-40А, а для большего рабочего объема — 6ПП-40, в конструкцию которых заложен принцип пневматического распиливания топлива.

Устройство 5ПП-40А включает:

• ручной воздушный насос двустороннего действия
• обеспечивающий подачу воздуха в смеситель при прямом и обратном ходе поршня, установленный в кабине водителя
• смеситель, который служит для приготовления эмульсии легковоспламеняющейся жидкости, имеющий два эмульсионных канала, соединенных с распылителями с помощью эмульсионных трубопроводов и устанавливаемый в наиболее доступном месте моторного отсека вблизи распылителей
• распылители, тип и количество которых выбирается в зависимости от двигателя и его рабочего объема
• капсулу (капсулы) с легковоспламеняющейся жидкостью

Известно пять типов распылителей, различающихся между собой количеством, размером и расположением сопловых отверстий. Тип распылителя выбирают по величине необходимого расхода легковоспламеняющейся жидкости. При установке распылителей их сопловые отверстия (согласно имеющимся на их корпусе указателям), ориентируют по воздушному потоку впускного трубопровода. В связи с отсутствием у большинства дизелей автоматической установки Уоп при пуске выбор места расположения распылителей оказывает влияние на исключение (или уменьшение количества) преждевременных вспышек воспламенения в цилиндрах двигателя, вызывающих резкие циклические нагрузки на его кривошипно-шатунный механизм. Устранению этого способствует правильный выбор пусковой частоты вращения коленчатого вала, которая должна обеспечить пуск дизеля с легковоспламеняющейся жидкостью не более чем за несколько секунд (3-5 с).

Перед пуском двигателя капсулу с легковоспламеняющейся жидкостью помешают в смеситель и, закрыв крышку, прокалывают ее иглой. После этого делают несколько ходов насосом, предварительно открыв воздушный клапан путем нажатия на рычаг, расположенный на ручке насоса.

Под давлением воздуха легковоспламеняющаяся жидкость поступает к жиклерам, в которых происходит дозирование и смешивание с воздухом, после чего она в виде эмульсии поступает к распылителям. Затем включают стартер и одновременно обеспечивают насосом беспрерывную подачу воздуха в смеситель. Подкачку воздуха насосом прекращают после начала самостоятельной работы двигателя. Частота подкачек насосом, их продолжительность определяются экспериментально в зависимости от температуры двигателя и окружающей среды. Конструкция пускового устройства обеспечивает герметизацию оставшейся части (после распиливания) легковоспламеняющейся жидкости в смесителе, которая сохраняется в течение трех-четырех дней.

Широкое распространение получают устройства, основанные на аэрозольном распиливании легковоспламеняющейся жидкости. При одинаковой эффективности пуска холодного двигателя такой способ обеспечивает меньший расход пусковой жидкости, некоторое снижение жесткости работы двигателя и возможность автоматизации процесса подачи.

Легковоспламеняющаяся жидкость хранится под давлением в пластмассовом или металлическом баллоне с клапанным механизмом. В качестве вытесняющего газа (пропелента) в отечественной аэрозольной упаковке используется двуокись углерода, обеспечивающий достаточное давление распиливания (около 0,2 кПа при -40 С») при низких температурах. Клапанный механизм баллона срабатывает при нажатии на шток клапана механическим, пневматическим или электромеханическим способом. Аэрозольными упаковками пользуются вручную, для этого во впускном трубопроводе ниже воздушного фильтра необходимо сделать отверстие, закрываемое пробкой. Однако больший эффект получается при применении специального устройства. При пуске двигателя одновременно с включением стартера нажимают на шток клапана и обеспечивают подачу аэрозоли во впускной трубопровод через имеющееся отверстие. В некоторых случаях можно осуществлять подачу жидкости через открытую крышку воздушного фильтра, или через отверстие в ней, но при условии, что пусковая жидкость не должна попадать на сухой элемент фильтра, так как в ней присутствует минеральное масло.

Рис. Устройство для аэрозольного распыливания легковоспламеняющейся жидкости:
1 — аэрозольный баллон; 2 — дужки крепления баллона; 3 — кронштейн крепления; 4 — эмульсионная трубка; 5 — электромагнит; 6 — сердечник; 7 — резиновый уплотнитель

Пусковое приспособление для дистанционного управления подачей легковоспламеняющейся жидкости в аэрозольной упаковке с электромагнитным приводом типа 17.3741 состоит из корпуса с электромагнитом, механизма крепления аэрозольной упаковки, вихревой форсунки и трубопровода. Пусковые приспособления выпускаются с электромагнитами с номинальным напряжением 12 В (тип 17.3741) и 24 В (тип 171.3741) и комплектуются по заказу потребителя прямыми или прямоугольными штуцерами топливопровода. В зависимости от напряжения, сила тока в электромагнитном клапане, составляет соответственно 12 и 6 А. Крепится приспособление с помощью кронштейна моторном отсеке в доступном для смены баллонов месте. Во избежание перегрева оно защищено экраном. Перед пуском двигателя устанавливается аэрозольный баллон, для чего его верхнюю часть совмещают с корпусом и прижимают с помощью дужек и опорной пятки. Уплотнение с корпусом обеспечивается резиновыми прокладками.

Включение пускового приспособления осуществляется дистанционно и блокируется с выключателем стартера. При включении сердечник электромагнитного клапана, перемешаясь вниз, давит на клапан аэрозольной упаковки. Легковоспламеняющаяся жидкость под давлением пропелента поступает в корпус электромагнитного клапана и по трубопроводу к форсунке. В форсунке легковоспламеняющаяся жидкость получает завихрение двухзаходным шнеком и в виде аэрозоля распиливается во впускном трубопроводе. Распыленная аэрозоль смешивается с поступающим воздухом (в дизеле) или с топливовоздушной смесью (в бензиновом двигателе) и поступает в цилиндры двигателя. При обесточивании электромагнитного клапана поступление аэрозоля во впускной трубопровод исключается. Следует отметить, что легковоспламеняющаяся жидкость является эффективным, экономичным и удобным в эксплуатации средством облегчения пуска, которую применяют для разнообразных двигателей, особенно для дизелей с малой степенью сжатия. При использовании маловязких масел обеспечивается снижение предельной температуры надежного пуска примерно на 10-15 С». Минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала для различных двигателей при температуре -30 С» составляет в среднем 40-80 мин-1.

Опыт эксплуатации тракторов МТЗ-80 показал, что применение аэрозольной легковоспламеняющейся жидкости обеспечивает незначительные износы деталей двигателей. Это подтверждается результатами экспертизы технического состояния двигателей после наработки ими порядка 2300 мото-ч при низких температурах.

При температурах ниже -30 С» легковоспламеняющуюся жидкость используют с одновременным разогревом двигателя индивидуальными подогревателями, что сокращает продолжительность его пуска. Это подтверждается зарубежным и отечественным опытом при пуске двигателей при температурах до -60 С». Например, канадские автопоезда, осуществляющие междугородные перевозки, наряду с индивидуальными подогревателями-отопителями оснащаются приспособлениями различных фирм, обеспечивающими подачу во впускной трубопровод легковоспламеняющейся жидкости.