Затруднение пуска двигателей

Вместе с тем на получение пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя в большей мере влияет снижение энергетических возможностей аккумуляторной батареи, которое, в первую очередь, происходит из-за изменения ее внутреннего сопротивления. Напряжение на клеммах аккумуляторной батареи:

U=E – IR, (2.9.)

где U – напряжение, В;

Е – электродвижущая сила батареи, В;

R – внутреннее сопротивление батареи, Ом;

I – сила тока, отдаваемая батареей, А.

Величина Е изменяется при понижении температуры незначительно. Так, с изменением температуры от +20 до –70° С электродвижущая сила снижается лишь с 2,12 до 2,08 В. В то же время, при разрядке батареи стартерными токами существенно возрастает величина произведения IR, что происходит не только за счет увеличения силы тока I, но и за счет роста внутреннего сопротивления батареи R. В свою очередь, внутреннее сопротивление батареи складывается из сопротивления перемычек, пластин, электролита и сепараторов. Можно считать, что сопротивление пластин и перемычек практически не зависит от температуры. Сопротивление электролита с понижением температуры изменяется заметно. По данным Г.С. Лосавио, удельное сопротивление электролита с плотностью 1,3 г/см3 при изменении температуры от +20 до 18°С увеличивается в 2,5 раза.

С понижением температуры возрастает также и внутреннее сопротивление сепараторов. Причиной этому является сужение каналов в которых находиться электролит в сепараторах.

Зависимость напряжения U па зажимах полностью заряженной аккумуляторной батареи от температуры t при стартерном режиме показана на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Зависимость напряжения полностью заряженной аккумуляторной батареи от температуры при стартерном режиме

Одновременно с падением напряжения при низких температурах понижается и емкость аккумуляторной батареи. В среднем при понижении температуры электролита на 1° С емкость батареи снижается на 1,0–1,5%. При температурах электролита ниже –30° С батарея не принимает заряд и часто фактически эксплуатируется разряженной до 50–60% номинальной емкости.

Снижение возможностей пускового устройства при низких температурах еще больше затрудняет получение максимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Значительную роль в затруднении пуска играет ухудшение условий смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Схема факторов, влияющих на воспламенение топлива в цилиндрах дизеля, и связь между ними показана на рис. 2.5. Как видно из рисунка, можно выделить пять таких факторов:

§ температуру всасываемого воздуха;

§ температуру охлаждающей жидкости;

§ температуру масла;

§ температуру электролита;

§ температуру топлива.

Рис. 2.5. Схема факторов, влияющих на воспламенение топлива в цилиндрах дизеля

Снижение температуры всасываемого воздуха приводит к снижению температуры стенок цилиндров и температуры воздуха в конце такта сжатия. Для надежного воспламенения рабочей смеси в цилиндре дизеля температура конца сжатия Тс должна быть выше температуры самовоспламенения топлива на 200–300 К. В свою очередь, температура конца сжатия

(2.10.)

где Та – температура всасываемого воздуха, К;

ε – степень сжатия;

n – показатель политропы сжатия.

В зимнее время температура всасываемого воздуха Та снижается. Кроме того, уменьшается и значение показателя политропы сжатия n. Уменьшение n вызывается увеличением теплоотдачи от находящегося в цилиндрах двигателя воздуха в холодные стенки двигателя. Таким образом, при снижении температуры окружающего воздуха температура конца сжатия уменьшается, а следовательно, ухудшаются условия воспламенения смеси и пуск двигателя.