Военное образование в России

Глава 8. Устройства и приспособления для облегчения пуска двигателей при низких температурах

 

8.1 Предпусковые подогреватели

Пусковой подогреватель предназначен для облегчения пуска двигателя при температурах ниже минус 20°С в результате подогрева охлаждающей жидкости в системе охлаждения и масла в картере двигателя. На автомобилях обычно устанавливают подогреватели, работающие на том же топливе, что и двигатели.

Двигатель УМЗ-417 оборудован пусковым подогревателем ПЖБ-9.

Основной частью пускового подогревателя двигателя УМЗ-417 (Рисунок 8.1) является котел 14 неразборной конструкции, полости которого постоянно соединены с жидкостной рубашкой системы охлаждения двигателя при помощи подводящего 19 и отводящего 12 штуцеров и резиновых шлангов. Жидкостные рубашки котла окружены двумя газоходами, по которым проходит образующийся при сгорании топливовоздушной смеси газ, нагревая охлаждающую жидкость.

В нижней части котла имеется сливной краник 18 и дренажная трубка 15, соединенная с камерой сгорания котла.

В камере сгорания котла имеются два резьбовых отверстия, в одно из которых ввернута свеча накаливания 13, а в другое – штуцер топливопровода.

Порядок пуска подогревателя и двигателя (при использовании в качестве охлаждающей жидкости воды):

1. Подготовьте 10 л жидкости и отдельно еще 3 л жидкости.

2. Закройте жалюзи радиатора и откройте капот двигателя. Отключите масляный радиатор и наденьте утеплительный чехол облицовки радиатора.

3. Снимите пробку радиатора и выверните пробку из заливной воронки подогревателя.

4. Прочистите отверстие дренажной трубки 15.

5. Откиньте удлинитель насадки в рабочее положение.

1 – карбюратор; 2 – фильтр; 3 – электрический топливный насос; 4 – щиток управления; 5 – спираль; 6 – выключатель электрического топливного насоса; 7 – выключатель свечи; 8 – выключатель электродвигателя вентилятора; 9 – вентилятор; 10 – шланг; 11 – топливный насос; 12 – отводящий штуцер; 13 – свеча; 14 – котел подогревателя; 15 – дренажная трубка; 16 – насадок котла; 17 – лоток; 18 – сливной краник; 19 – подводящий штуцер; 20 – воронка; 21 – пробка воронки; 22 – топливный краник

Рисунок 8.1 - Пусковой подогреватель

6. Включите выключатель «массы» автомобиля.

7. Включите выключателем 8 на 15-20 с электродвигатель вентилятора. При этом произойдет продувка воздухом камеры сгорания и газоходов подогревателя.

8. Выключите электродвигатель вентилятора и выключателем 7 включите свечу накаливания. Рычажок выключателя удерживайте 15-20 с во включенном положении до накала свечи. Накал свечи определяйте по контрольной спирали 5.

9. Откройте краник 22 подачи топлива на 1-1,5 оборота.

10. Включите электродвигатель вентилятора при первом «хлопке» – вспышке в камере сгорания. При этом должен быть слышен ровный гул сгорания топлива в котле.

11. После того как подогреватель начнет работать устойчиво, отключите свечу накаливания.

12. Немедленно залейте через заливную воронку котла 3 л жидкости.

13. Когда жидкость в двигателе нагреется, проверните несколько раз коленчатый вал двигателя пусковой рукояткой при выключенном сцеплении. Коленчатый вал должен легко проворачиваться, при этом на пусковой рукоятке должно отчетливо ощущаться сопротивление компрессии.

14. Пустите двигатель обычным порядком и заполните систему охлаждения охлаждающей жидкостью до нормы.

15. Закройте краник подачи топлива в котел и после прекращения горения топлива выключите электродвигатель вентилятора.

Начинайте движение автомобиля после прогрева системы охлаждения двигателя до температуры 60-70 °С.

Двигатели ЯМЗ-238 оборудуются пусковым подогревателем типа ПЖД-44Б с тепловой производительностью не менее 44 000 ккал/ч. Он состоит из неразборного котла 4 (рисунок 8.2), форсунки 14, горелки 16, насосного агрегата, включающего нагнетатель 9, топливного 6 и водяного 11 насосов, приводимых в действие электродвигателем 7, электромагнитного клапана 12 и щитка управления подогревателем 19.

На двигателях КамАЗ-740.11 устанавливается пусковой подогреватель типа ПЖД-30. Он расположен под передней поперечиной рамы автомобиля и состоит из следующих узлов и систем: котла 2 (рисунок 8.3) в сборе с горелкой, электромагнитного топливного клапана 1 с форсункой и электронагревателем топлива в сборе, насосного агрегата 7 с электродвигателем, вентилятором, жидкостным и топливным насосами, системы электроискрового розжига с искровой свечой и транзисторным коммутатором, системы дистанционного управления подогревателем с переключателем режимов работы, контактором электродвигателя и реле электронагревателя топлива.

Котел подогревателя (рисунок 8.4) изготовлен из листовой нержавеющей стали, предназначен для передачи тепла циркулирующей через него жидкости от сгорающего топлива. По принципу действия котел является рекуперативным теплообменником и состоит из двух жидкостных рубашек и двух газоходов. Продукты сгорания из горелки 4 направляются в прямой газоход 3, затем проходят по обратному газоходу 2 и отводятся из котла к картеру двигателя для подогрева масла. На выходе из обратного газохода установлен нагреватель топлива 6, обеспечивающий подогрев топлива, подаваемого к форсунке, до температуры 60-80°С отработавшими газами.

1 – заливная труба; 2 – поддон двигателя; 3, 10 – сливные краны; 4 – котел подогревателя; 5 – патрубок выпуска отработавших газов; 6 – топливный насос; 7 – электродвигатель; 8 – воздухоподводящая труба; 9 – нагнетатель; 11 – водяной насос; 12 – электромагнитный клапан; 13 – трубопровод к радиатору; 14 – форсунка; 15 – свеча накаливания; 16 – горелка; 17 – фильтр очистки топлива (на двигателе); 18 – запорный кран; 19 – щиток управления подогревателем; 20 – контрольная спираль; 21 – включатель электромагнитного клапана; 22 – переключатель электродвигателя; 23 – включатель свечи; 24 – трубопровод подвода охлаждающей жидкости к головке блока цилиндров; А – прямой газоход; В – обратный газоход

Рисунок 8.2 - Схема включения подогревателя ПЖД-44Б в систему охлаждения двигателя ЯМЗ-238

1 – электромагнитный клапан; 2 – котел с горелкой; 3 – воронка для заливки жидкости; 4 – двигатель; 5 – топливный бачок; 6 – передняя поперечина рамы; 7 – насосный агрегат

Рисунок 8.3 - Установка подогревателя на двигателе КамАЗ-740.11

Рисунок 8.4 - Котел подогревателя

Электромагнитный топливный клапан (рисунок 8.5) предназначен для дистанционного отключения или включения подачи топлива в горелку подогревателя. Клапан открывается под действием электромагнитного поля катушки-соленоида, закрывается возвратной пружиной, в корпус клапана ввернута форсунка 6. В форсунке и клапане установлены фильтры тонкой очистки топлива.

Подогрев топлива, необходимый для зажигания устойчивого пламени, обеспечивает штифтовый электронагреватель топлива 1, установленный в корпусе электромагнитного клапана.

1 – электронагреватель топлива; 2 – электромагнитный клапан; 3 – патрубок отвода жидкости от подогревателя; 4 – электроискровая свеча; 5 – штуцер подвода топлива к нагревателю в теплообменнике; 6 – форсунка; 7 – патрубок отвода отработавших газов; 8 – топливный фильтр

Рисунок 8.5 - Электромагнитный топливный клапан

Насосный агрегат (рисунок 8.6) представляет собой устройство, состоящее из вентилятора (нагнетателя), топливного и жидкостного насосов, приводимых от одного электродвигателя. Жидкостный насос и вентилятор выполнены в литом алюминиевом корпусе, установлены с одной стороны приводного электродвигателя; топливный насос, имеющий автономный корпус, закреплен с противоположной стороны электродвигателя. Такая конструкция насосного агрегата не вызывает трудностей при установке и удобна в обслуживании.

Жидкостный насос центробежного типа предназначен для обеспечения циркуляции теплоносителя между предпусковым подогревателем и системой охлаждения двигателя. Рабочее колесо 3 установлено непосредственно на вал электродвигателя 7 и закреплено гайкой. Со стороны вентилятора рабочая полость насоса уплотнена резиновой манжетой 4. Жидкость к насосу подводится через патрубок на крышке насоса, а отводится через патрубок на корпусе насоса. Для слива жидкости из полости насоса служит краник 1.

1 – сливной краник; 2 – корпус жидкостного насоса; 3 – рабочее колесо жидкостного насоса; 4 и 11 – уплотнительные манжеты; 5 – крыльчатка вентилятора; 6 – корпус вентилятора; 7 – электродвигатель; 8 – муфта топливного насоса; 9 – ведущая шестерня топливного насоса; 10 – ведомая шестерня топливного насоса; 12 – редукционный клапан

Рисунок 8.6 - Насосный агрегат

Вентилятор центробежного типа обеспечивает подачу воздуха в горелку подогревателя. Крыльчатка вентилятора 5 установлена на вал электродвигателя на шпонке и закреплена гайкой. Необходимый зазор между крыльчаткой и корпусом вентилятора обеспечивается распорной втулкой, установленной между подшипником электродвигателя и ступицей крыльчатки.

Топливный насос шестеренчатого типа обеспечивает подачу топлива под давлением к форсунке подогревателя. Вал насоса со стороны электродвигателя уплотнен резиновой манжетой 11. Вал ведущей шестерни насоса 9 соединен с валом электродвигателя эластичной муфтой 8.

Производительность топливного насоса регулируется редукционным клапаном 12, обеспечивающим перепуск топлива из нагнетательной полости насоса во всасывающую.

Система электроискрового розжига предназначена для обеспечения искрового разряда в горелке при пуске подогревателя.

Воспламенение топливной смеси в горелке подогревателя осуществляется высоковольтным разрядом, который образуется между электродами свечи. Высокое напряжение на электродах свечи создается транзисторным коммутатором и индукционной катушкой.

Система дистанционного управления подогревателем дает возможность управлять работой подогревателя как при рабочем положении кабины автомобиля, так и при поднятой кабине.

Переключатель управления работой подогревателя, установленный на кронштейне в кабине, имеет четыре возможных положения:

положение 0 – все выключено;

положение I – включены электродвигатель насосного агрегата, электромагнитный топливный клапан и электроискровая свеча;

положение II – включены электродвигатель насосного агрегата и электромагнитный топливный клапан;

положение III – включены электродвигатель насосного агрегата и электронагреватель топлива.

Подогреватель работает следующим образом: топливный насос подогревателя отбирает из бачка 14 (рисунок 8.7) топливо, которое через открытый электромагнитный клапан подводится к форсунке и впрыскивается во внутреннюю полость горелки, распыленное топливо смешивается с подаваемым вентилятором воздухом, воспламеняется и сгорает, нагревая в котле 4 охлаждающую жидкость.

1 – картер двигателя; 2 – насосный агрегат; 3 – труба отвода газов; 4 – котел подогревателя; 5 – воздухопровод к горелке подогревателя; 6 –труба подвода жидкости из подогревателя в блок; 7 и 11 – трубы отвода жидкости из блока в подогреватель; 8 – фильтр тонкой очистки топлива; 9 – подводящий топливопровод к насосу низкого давления; 10 – сливной топливопровод; 12 – ручной топливоподкачивающий насос; 13 – водяной насос системы охлаждения двигателя; 14 – топливный бачок подогревателя; 15 – топливный кран подогревателя; 16 – подводящий топливопровод к топливному насосу подогревателя

Рисунок 8.7 - Схема работы предпускового подогревателя

Продукты сгорания топлива через выпускную трубу 3 направляются под масляный картер двигателя 1 и нагревают в нем масло.

8.2 Электрофакельное устройство

Электрофакельное устройство (ЭФУ) предназначено для облегчения пуска холодного двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха до минус 25 °С.

При пуске двигателя КамАЗ-740.11 работает топливоподкачивающий насос низкого давления 10 (рисунок 7.15) и топливо, проходя через фильтр 1 тонкой очистки, нагнетается к свечам 21. Перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива перекрывают дренажные топливопроводы 3 и 25 и обеспечивают подачу топлива под давлением на свечи с минимальной задержкой времени от момента открытия электромагнитного клапана. ЭФУ работает следующим образом: при включении устройства кнопкой на панели приборов напряжение от аккумуляторных батарей через амперметр, реле и термореле подается на факельные свечи и происходит их разогрев. Одновременно с разогревом свечей нагревается и срабатывает термореле, включая электромагнитный клапан и контрольную лампу. При этом клапан открывает доступ топлива к свечам, а загорание контрольной лампы указывает на готовность устройства к пуску двигателя. При включении ЭФУ напряжение подается на реле, которое разрывает цепь обмотки возбуждения генератора. Это необходимо для защиты свечей от напряжения, вырабатываемого генератором, когда выход двигателя на устойчивый режим сопровождается работой ЭФУ. Ток, потребляемый ЭФУ, не превышает 24 А. Такая величина потребляемого тока не оказывает отрицательного влияния на последующий стартерный разряд аккумуляторной батареи.

8.3 Возможные неисправности системы обеспечения пускадвигателей при низких температурах, причины, признаки и способы устранения

Пусковой подогреватель карбюраторного двигателя.

Подогреватель не запускается, отсутствует подача топлива или воздуха, не работает свеча накаливания.

Причина неисправности:

- засорение топливного бачка или трубок подвода воздуха;

- отказ или неисправности в работе электромагнитного клапана;

- засорение фильтра или топливных каналов электромагнитного клапана;

- не работает электродвигатель вентилятора;

- отсутствует контакт между наконечником, проводом и свечой;

- перегорела контрольная спираль на пульте управления;

- перегорела спираль накаливания свечи;

- перегорела спираль подогрева клапана.

Для устранения неисправностей необходимо:

- снять и промыть топливный бачок;

- трубки продуть сжатым воздухом;

- проверить затяжку наконечников на клеммах электродвигателя;

- заменить или отремонтировать электродвигатель;

- проверить и, если необходимо, зарядить аккумуляторную батарею;

- отвернуть пробку фильтра, промыть его и продуть сжатым воздухом;

- проверить затяжку наконечников на клемме свечи, заменить спираль, свечу, спираль подогрева.

Пусковой подогреватель дизеля.

При пуске подогревателя не работает двигатель насосного агрегата, срабатывает предохранитель.

Причины неисправности:

- примерзание крыльчатки насоса или вентилятора после преодоления водной преграды или мойки автомобиля.

Для устранения неисправности необходимо:

- разогреть корпус вентилятора и жидкостного насоса, удалить жидкость.

Отсутствует искра на электродах пусковой свечи.

Причины неисправности:

- отсутствует напряжение на клеммах проводов, подводящих ток низкого напряжения к индукционной катушке;

- вышла из строя индукционная катушка;

- неисправна свеча.

Для устранения неисправности необходимо:

- определить место повреждения электрической цепи и устранить неисправность;

- отсоединить провод высокого напряжения от свечи и закрепить его на расстоянии 3-5 мм от «массы» автомобиля. Если при переводе переключателя в положение I искра отсутствует, индукционную катушку следует заменить.

Не работает электронагреватель.

Причина неисправности:

- отсутствие напряжения на клемме нагревателя.

Для устранения неисправности необходимо:

- проверить надежность контакта в цепи питания электронагревателя и исправность реле в его цепи. При необходимости подтянуть контакты и (или) заменить реле.

Отсутствует или недостаточная подача топлива к форсунке.

Причины неисправности:

- не работает электродвигатель насосного агрегата;

- не срабатывает электромагнитный клапан;

- засорился топливный фильтр в электромагнитном клапане или форсунке;

- засорилась сама форсунка;

- попал воздух в топливную магистраль;

- понизилось давление топлива, подаваемого насосом.

Для устранения неисправности необходимо:

- проверить цепь включения и питания электродвигателя, затяжку проводов и наконечников на клеммах;

- проверить исправность цепи, подводящей ток к клапану;

- снять фильтр, промыть и продуть сжатым воздухом;

- снять форсунку, разобрать ее и промыть детали в бензине или ацетоне;

- прокачать топливную систему, ослабив крепление трубки к электронагревателю топлива;

- устранить подсос воздуха, проверив герметичность соединения трубопроводов;

- отрегулировать расход топлива редукционным клапаном топливного насоса.

Подогреватель при работе дымит или наблюдается открытое пламя.

Причина неисправности:

- неправильно отрегулирована производительность топливного насоса;

- уменьшена частота вращения вала электродвигателя;

- образование нагара в камере сгорания и в котле подогревателя.

Для устранения неисправности необходимо:

- уменьшить расход топлива, отрегулировав редукционный клапан на топливном насосе;

- подзарядить аккумуляторную батарею;

- проверить исправность электродвигателя;

- разобрать узел и удалить нагар в камере сгорания, продуть ее сжатым воздухом.

Неисправности электрофакельного устройства.

Не горит контрольная лампа или загорается через большой промежуток времени.

Причина неисправности:

- разряжена аккумуляторная батарея;

- перегорание контрольной лампы или нагревательного элемента свечи.

Для устранения неисправности необходимо:

- зарядить аккумуляторную батарею;

- заменить лампу или свечу.

Стрелка амперметра не отклоняется.

Причины неисправности:

- перегорела спираль термореле;

- перегорели нагревательные элементы свечей.

Для устранения неисправности необходимо:

- заменить термореле или свечи.