Влияние низких температур окружающей среды на пуск АТД

увеличение момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала двигателя, вызванное повышенной вязкостью масла;

снижение температуры поступающего в двигатель воздуха, что приводит к понижению температуры топливной смеси в конце сжатия. Пуск дизеля возможен лишь, когда температура в конце такта сжатия в камере сгорания достигает 350 .400 0С. Так, например, при частоте вращения коленчатого вала двигателя 190 мин-1 и температуре окружающего воздуха 0 0С впрыск топлива снижает температуру смеси в конце такта сжатия на 130 0С;

снижение температуры конца такта сжатия из-за интенсивной теплоотдачи в стенки цилиндров, ведет к снижению среднего индикаторного давления, развиваемого двигателем;

увеличения утечки воздуха через зазоры в сопряжениях деталей ЦПГ из-за медленного прокручивания коленчатого вала;

увеличение вязкости топлива, образование парафинов и ухудшения распыла его форсунками;

ухудшение работоспособности аккумуляторных батарей.

Для обеспечения надежного пуска тракторного двигателя необходимо, чтобы температура воздуха в конце сжатия была выше температуры самовоспламенения топлива. Температура самовоспламенения дизельного топлива в распыленном состоянии составляет 400 0С, а температура воздуха в конце такта сжатия достигает 700 0С (при нормальных условиях эксплуатации). Для нагрева воздуха до указанной температуры необходимо сжать его до (300 .350) ´104 Н/м2. Однако в холодное время года даже высокое давление не обеспечивает нагрев воздуха до необходимой температуры в конце такта сжатия. Температура воздушного заряда зимой снижается в результате действия ряда факторов.

Во-первых, в цилиндры двигателя подается сильно охлажденный наружный воздух, который во время впуска не нагревается от холодных гильз цилиндров.

Во-вторых, во время сжатия (при малой частоте вращения коленчатого вала) происходит большая утечка воздуха через зазоры между поршнем и гильзой цилиндров. По данным [11, 13 и др.] при скорости вращения коленчатого вала в пределах 50 .75 мин-1 утечка воздушного заряда в среднем составляет 24% (при степени сжатия =16) от всего объема воздуха, поступившего в цилиндры двигателя. При увеличении угловой частоты коленчатого вала до 200 мин-1 утечка воздуха через зазоры снижается в среднем до 5%.

При пуске холодного двигателя, за счет усиленного теплообмена между воздушным зарядом и стенками цилиндра, повышение температуры сжимаемого воздуха замедляется, а, следовательно, ухудшаются условия самовоспламенения топлива. Кроме того, впрыск холодного топлива в камеру сгорания приводит к увеличению поверхностного натяжения и кинематической вязкости капель. Это сказывается на том, что увеличивается масса и кинетическая энергия каждой капли, уменьшается суммарная сила их аэродинамического торможения. В результате интенсивность торможения капель уменьшается, и лишь небольшая часть цикловой подачи оказывается взвешенной в объеме факела. Все это приводит к тому, что увеличивается время на прогрев, испарение и воспламенение топлива, и как следствие происходит нарушение процесса горения и повышается жесткость работы двигателя. Пуск двигателя в холодное время года затрудняется еще тем, что температура самовоспламенения дизельного топлива возрастает с понижением давления в камере сгорания. Так, например, если при давлении 30 МПа температура самовоспламенения топлива равна 200 0С, то при давлении 1 МПа она достигает 400 0С [14].

Зимой особенно трудно пустить двигатели с электростартерами, так как ухудшается работоспособность аккумуляторных батарей. Вязкость электролита увеличивается. Электролит медленно проникает в поры активной массы пластин аккумуляторных элементов, вследствие чего полезная отдача аккумуляторных батарей, особенно при разрядке токами большой силы, например при работе стартера, значительно уменьшается. Эксперименты по пуску двигателя ПД6-150 при различных значениях отрицательных температур (от минус 16 до минус 34 °С) показали, что уже при температуре электролита минус 16°С в аккумуляторах с эксплуатационной степенью заряженности (80% номинальной емкости) пуск подогретого до 60°С двигателя оказался невозможным вследствие малых пусковых оборотов, развиваемых стартером, и значительной потери емкости холодных аккумуляторных батарей [15].