4. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Формат документа: pdf
Размер документа: 2.69 Мб





Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.

Тема 4. ОСОБЕННОСТИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ В
ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ПРИРОДНО -
КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
4.1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
4.2. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
4.3. СПОСОБЫ И СРЕДСТВА, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ ПУСК ПРИ БЕЗГАРАЖНОМ ХРАНЕНИИ АВТОМОБИЛЕЙ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
4.4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ В ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ И ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
 Большая часть территории России расположена в умеренном
и холодном климатических районах . Климат изменяется от
морского на северо -западе до резко континентального в
Сибири и муссонного на Дальнем Востоке .
 Средние темпера туры января на территории России имеют
вариацию от 0 до -50 °С, июля — от + 1 до + 25 °С .
 Климатические факторы учитываются при установлении
технических требований, в выборе режимов испытаний,
планировании, нормировании и орга низации технической
эксплуатации, хранения, транспортирования подвижного со -
става автомобильного транспорта, приборов и других
технических изделий, пред назначенных для эксплуатации .

 В качестве основных климатических факторов при районировании
территории для технических целей принимаются температура и
относительная влажность воздуха .
 Все климатические районы, кроме умеренного, создают особые
условия для подвижного состава . Особые условия, как правило,
характеризуются сочетанием неблагоприятных факторов . Так, для
холодного климатического района на севере и востоке страны
характерны не только низкая температура окружающего воздуха,
ветры, но и более тяжелые дорожные условия (снежные заносы
зимой, работа на дорогах с переходными покрытиями и др .). Для
жаркого сухого и очень жаркого сухого климатических районов,
кроме высокой температуры, - солнечная радиация и большая
запыленность воздуха .

 Для повышения эффективности транспортного процесса и
технической эксплуатации автомобилей в особых условиях
используют автомобили в специ альном исполнении (северном,
горном и т.д . ), корректирование нормативов техни ческой
эксплуатации автомобиля ; средства и способы, облегчающие
пуск двигателя автомобиля .
 Следует использовать специальные топлива и смазочные масла,
тормозную и другие жидкости, рассчитанные на применение при
низких и высоких темпера турах . Автомобили в северном
исполнении должны иметь также технические средства,
облегчающие проходимость (лебедки и др .).

4.2. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ
ТЕМПЕРАТУРАХ
Основными факторами отрицательного воздействия на ресурс
двигателя авто мобиля являются :
 низкая температура масла ;
 поступление холодного воздуха и топ лива ;
 понижение общего теплового режима двигателя ;
 увеличение сопротивления шин и трансмиссии ;
 аэродинамического сопротивления .
В результате возрастают так называемые пусковые износы и
износы в процессе дальнейшей эксплуатации .

 Рассматривая повышенные пусковые износы, следует отметить,
что сущест венная их доля приходится не только на период пуска,
но и на послепусковой прогрев .
 В период пуска на сопрягаемых поверхностях деталей двигателя
имеется холодная, достаточно прочная остаточная пленка масла .
После нескольких секунд работы двигателя эта пленка
разогревается и под одновременным воздействием температуры,
механических нагрузок и химически агрессивной среды начинает
разрушаться, а новые порции масла поступают в недостаточном
количестве, что увеличивает интенсивность изнашивания .
 Затем, по мере прогрева двигателя и масла, темп изнашивания
снижается .
 Износы за период пуска и послепускового прогрева, например,
дизельного двигателя грузового автомобиля составляют около 7% в
общем износе двигателя за время его эксплуатации .
 При температуре окружающего воздуха -15 + -30 °С холодный
пуск и работа двигателя в период прогрева дают износ,
эквивалентный получаемому при 18 -26 км пробега .

 Пусковой износ может увеличиваться в 8-12 раз при нарушении
режимов послепускового прогрева : раннее форсирование числа
оборотов коленчатого вала, длительная работа на малых
оборотах холостого хода .
 При холодных пусках двигателя происходит интенсивное
накопление кон денсатов бензина и воды в моторном масле, что
существенно увеличивает износ цилиндров и поршневых колец .
Источником образовавшегося конденсата является окружающий
воздух и продукты горения углеводородного топлива . Поэтому
количество конденсата воды определяется начальной
температурой и режимом прогрева двигателя, в меньшей
степени - влажностью воздуха . Этот конденсат испаряется из
масла медленно, особенно зимой, когда температурный режим
дви гателя понижен .

 Конденсат бензина, образующийся при соприкосновении топлива
с непрогретыми деталями двигателя, попадает в масло, в
процессе прогрева быстро теряет легкие фракции, которые
испаряются . Тяжелые фракции, в том числе соединения серы,
сохраняются и накапливаются в моторном масле и усиливают
процессы коррозии .
 Пониженная температура окружающего воздуха оказывает
отрицательное воздействие на двигатель не только в период пуска
и послепускового прогрева, но и в начальный период движения .
Это связано с понижением теплового режима двигателя и
возрастанием нагрузки .
 Так , при температуре охлаждающей жидкости 40 °С темпы
изнашивания гильз блока цилиндров возрастают в 4 раза, а при
температуре 50 °С — в 2 раза по сравнению с нормальными
температурными усло виями (70 -85 °С) .

 Средняя нагрузка на двигатель при понижении температуры от
0 до -40 °С может увеличиться на 25 % и более в результате
возрастания сопротивления качению шин, потерь в трансмиссии и
некоторого роста аэродинамического сопро тивления воздуха,
которое существенно при повышенных скоростях движения
автомобиля .
 Ухудшения условий работы агрегатов и систем автомобиля при
низких тем пературах окружающего воздуха сказываются на
распределении отказов в течение года (рис 4 .1 ) и
соответствующем изменении трудоемкости их устранения (рис .
4.2).

Рис . 4.1 . Распределение отказов по меся цам года:
I - двигатель; 2 - подвеска; 3 - рулевой механизм

Рис. 4.2 . Влияние температуры окружающего воздуха и коэффициента
сопротивления качению шин на удельную трудоемкость текущего
ремонта автомобиля ЗИЛ - 131 (по данным Н.С. Захарова)

Эксплуатация автомобилей при отрицательных температурах сопряжена также с
увеличением расхода топлива (рис .4.3), которое объясняется :
 неполнотой сгора ния, связанной с ухудшением испарения и распыления
топлива ;
 более длительной работой двигателя на пониженных и неустановившихся
режимах и дополнитель ными затратами топлива на прогрев двигателя ;
 повышением сопротивления в агрегатах трансмиссии из -за загустевания
масел ;
 увеличением сопротивления каче нию колес при движении по зимней дороге и
аэродинамического сопротивления вследствие повышения плотности воздуха .
Особенно значительные расходы топ лива связаны с прогревом двигателя и шин
после длительной стоянки автомобиля на открытой площадке при низкой
температуре воздуха (рис .4.3 и 4.4).
Суммарные потери топлива за счет стоянок (т .е. на прогрев двигателя на
остановке и прогрев агрегатов и шин после стоянки) при типичных режимах
движения и температуре окружающего воздуха — 40 °С составляют, относительно
безостановочного движения, в городе -от 2,6 до 9% ,за городом -около 2,5% .

Рис . 4.3. Дополнительный расход топлива на прогрев агрегатов трансмиссии
и шин автомобилей типа "Урал" после стоянки длительностью 1 - 2 ч;
2 - 1,5ч; 3 – 1 ч, 4 - 0,5 ч (данные Тюменского государственного
нефтегазового университета)

Рис. 4.4. Температурная заbkbfhklv\yadhklb^ba_evgh]hlhieb\Z
1 летнего, 2 - зимнего

 В реальных условиях при низкой температуре окружающего
воздуха указанные факторы взаимодействуют и существенно
увеличивают расход топлива авто мобилей .
 В связи с этим эксплуатационные нормы расхода топлива в
зимнее время в зависимости от климатического района
увеличиваются на 5-20 % .
 Диапазон отрицательных температур атмосферного воздуха
накладывает свой отпечаток на работу дизельного двигателя и
топливной аппаратуры, поскольку температура окружающей
среды влияет на вязкость (рис .4 .4 ) и плотность топ лива, работу
фильтрующих элементов, их пропускную способность и тонкость
фильтрации .
 Увеличение вязкости ведет к укрупнению капель в факеле, ухудше -
нию распиливания и испарения топлива . Топливо с большой
вязкостью догорает на такте расширения, что ухудшает
экономичность двигателя и повышает дымность отработавших
газов .
 Крупные капли за счет большой кинетической энергии,
приобретаемой при впрыскивании, увеличивают длину факела .
Часть топлива попадает на стенки камеры сгорания, ухудшая
процесс смесеобразования



 Минимальной пусковой частотой вращения коленчатого вала
двигателя принято называть частоту, при которой обеспечивается
пуск двигателя за две попытки продолжительностью каждая 10 с для
карбюраторных и 15 с для ди зельных двигателей и интервале
между попытками не более 1 мин .
 Минимальная пусковая частота за висит от конструкции и
технического состояния двигателя, баланса положи тельных и
отрицательных потоков энергии при цикле движения (рис . 4 .5 ) и
температуры окружающего воздуха (рис . 4.6).
 Дизельные двигатели имеют более высокую минимальную
пусковую частоту вращения (для четырехцилиндровых дизелей при
-17 °С - 2000 об/мин) .
 При температуре -40 °С и ниже пуск двигателя без его разогрева
внешним источником тепла практически невозможен .

Рис. 4.5 . Баланс потоков энергии при пуске двигателя

Рис. 4.6 . Поле минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала карбюраторных
двигателей в зависимости от температуры окружающего воздуха

 При зимнем пуске двигателя существенную роль играет энергия
аккумуля торной батареи (АКБ) и химическая энергия топлива .
 Энергия АКБ, являющаяся первой составляющей энергетического
баланса при пуске двигателя, расходуется на привод стартера .
 В свою очередь, стартер производит работу по сжатию возду ха,
преодолению сил трения, преодолению сил инерции . Часть
потока энергии АКБ и стартера составляет теплота, которая уходит
безвозвратно в окружающую среду (так называемая
отрицательная часть) .
 Эти потери тем больше, чем больше перепад температур между
АКБ и стартером, с одной стороны, и окружающей средой - с
другой .



 Затраты на сжатие воздуха свя заны главным образом с увеличе -
нием внутренней энергии рабочего тела и температурой воздуха .
Полу ченная таким образом энергия про является в теплоте
сгорания .
 Второй положительной состав ляющей энергетического баланса
двигателя при пуске является химическая энергия топлива . Теплота
сгорания топлива, полученная в ре зультате суммирования энергии
АКБ реализуемой в работе по сжатию воздуха, и химической
энергии топлива, в свою очередь, влияет на другие составляющие
энергетического баланса двигателя при пуске
 Суммарная энергия, полученная от указанных источников,
несколько повы шает температуру масла и расходуется на
снижение потерь на трение . Однако как температура
охлаждающей жидкости, так и температура масла могут быть
повышены не только описанным способом (чего при низких
температурах крайне недостаточно), но и путем применения
внешних источников тепла - подогревателей масла и
охлаждающей жидкости .

 Получение пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя в большой
степени затруднено из -за снижения энергетических возможностей АКБ (рис .
4.7), которое происходит в первую очередь из -за изменения ее внутреннего
сопротивления (при понижении температуры) :
U = E-IR , (4.2 )
где U - напряжение на клеммах АКБ, В;
Е-электродвижущая сила батареи, В;
R - внутреннее сопротивление батареи (сопротивление перемычек, пластин,
электро лита, сепараторов), Ом ;
I-сила тока, А ,отдаваемая АКБ .
 При понижении температуры Е изменяется незначительно, а произведение IR
существенно возрастает из -за увеличения как силы разрядного тока, так и
внутреннего сопротивления АКБ Сопротивление пластин и перемычек
практически не зависит от температуры, а сопротивление электролита, а также
внутреннее сопротивление сепараторов с пониже нием температуры
возрастает за счет сужения каналов, в которых находится электролит .





4 .3. СПОСОБЫ И СРЕДСТВА, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ
ПУСК ПРИ БЕЗГАРАЖНОМ ХРАНЕНИИ
АВТОМОБИЛЕЙ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
 Одним из важнейших факторов, снижающих эффективность
работы авто мобилей на территории с экстремальными
климатическими условиями, является большое количество
времени, затрачиваемое на их подготовку к выпуску на линию в
условиях их безгаражного хранения .
 В настоящее время даже в суровых кли матических условиях от 30
до 50 % парка грузовых автомобилей хранится на открытых
площадках .
 При безгаражном хранении при низких температурах
используются различные способы и средства, облегчающие
выпуск автомобилей на линию .

 К этим средствам относятся оборудование, приспособления и
материалы .
 Как способы, облегчающие пуск двигателя, так и средства,
обеспечивающие тепловую подготовку агрегатов и систем
транспортных средств, могут быть инди видуальными или групповыми .
 Тепловая подготовка обобщенный термин, не раскрывающий
существа, но указывающий на факт подачи тепла от внешнего
источника .Она осуществляется с помощью подогрева или разогрева .
 Подогрев автомобиля тепловая подготовка его в течение всего
периода межсменного хранения .
 Разогрев - тепловая подго товка, начинающаяся за время, меньшее
продолжительности стоянки автомобиля между сменами .
 Важную роль в организации хранения подвижного состава играет
комплекс мероприятий по подготовке автомобилей к их работе
зимой .
 Облегчение пуска двигателей и поддержание теплового режима
агрегатов в условиях низких температур обеспечивается в основном :
сохранением тепла от предыдущей работы двигателя ;
использованием тепла от внешнего источника ;применением средств,
обеспечивающих холодный пуск двигателя .

Способы и средства облегчающие пуск
Сохранение
тепла от
предыдущей
работы
Чехлы
Система
аккумулирования
тепла
ИспользоZgb_
тепла от g_rgbo
источников
Теплогенератор
или огневой
подогреZl_ev
Водогрейный котёл
Паровой котёл
или паровая сеть
Электрокалорифер
Предпускоu_
индивидуальные
подогреватели

Сохранение тепла в двигателе от предыдущей работы
 При этом способе сохранение тепла обеспечивается
применением стеганых чехлов , закрывающих радиатор и капот
автомобиля . Аккумуляторная батарея утепляется чехлом и слоем
стекловаты толщиной до 30 мм . Чехлами можно также утеплять
картер двигателя, топливный бак и масляные фильтры .
 Продолжительность остывания двигателя до допустимых пределов
при утеп лении чехлами и скорости ветра 1-5 м/с колеблется от 8 ч
при 0 °С до 0,5 ч при -30 °С . Этот способ применяется при
остановках автомобилей в пути или при его кратковременных
стоянках в условиях умеренно низких температур . Применение
чехлов при подводе тепла к агрегатам от внешнего источника
уменьшает расход тепла на 40 -50 % .
 Кроме того, для сохранения тепла применяются системы
аккумулирования (табл . 4.1).

Вместимость теплового
аккумулятора , л 4,6 5 7,5 9
Габариты, мм 164 ×340 164 ×370 164 ×513 164 ×596
Теплоемкость (от -20 °С до
+90 °С), Дж/К 550 600 900 1070
Масса прибора, кг 2,4 2,6 3,3 3,8
Общая масса, включая
жидкость, кг 7,0 7,6 10,8 12,8
Таблица 4.1 -Системы аккумулирования тепла

Рис. 4.11. Общее устройство легкового автомобиля с теплоuf
аккумули рованием:
1— дb]Zl_evkdZqZxs_ckyrZc[hc — тепловая труба; 3 — тепловой
аккумулятор.

 Система, как правило, состоит из стального термоизолирующего
кор пуса цилиндрической формы и смонтированного на нем
интегрированного термостата, контролирующего работу
электрического жидкостного насоса, клапана, отвечающего за
поступление охлаждающей жидкости и всей системы охлаждения
в целом .
 Аккумулятор тепла монтируется в систему охлаждения
автомобиля . Его вместимость составляет примерно 50 % объема
жидкости системы охлаждения .
 Конструкция аккумулятора позволяет сохранить температуру
находящейся в нем жидкости на уровне 80 °С при наружной
температуре -25 °С до трех суток .

 Во время движения автомобиля электронный термостат регулярно
контролирует темпера туру двигателя .
 Когда двигатель достигает оптимальной для работы температуры,
холодная жидкость медленно поступает обратно в систему
охлаждения за счет регулирующего клапана, заменяя горячую
охлаждающую жидкость, которая может быть использована при
следующем холодном пуске .
 Перед пуском двигателя насос аккумулятора закачивает горячую
жидкость в блок двигателя, а часть холодной жидкости поступает в
аккумулятор . Тем самым обеспечивается быстрый разогрев
двигателя . При -25 °С уже через 1 ,5-2 мин температура двигателя
поднимается до 20 -22 °С, существенно облегчая пуск двигателя .

 К достоинствам аккумуляторов тепла можно отнести их
полную независимость от каких -либо источников энергии .
 К н едостаткам возникающие проблемы их установки ,
особенно на современный легковой автомобиль, из -за
плотности компоновки агрегатов и узлов в подкапотном
пространстве . Кроме того, использование таких систем не
позволяет сохранить тепло агрегатов трансмиссии,
осуществить интенсивный разогрев масла в поддоне картера
двигателя .

Использование тепла от внешнего источника
 Для пуска двигателя эта группа способов применяется при
длительном хранении автомобиля, в том числе и в
межсменное время . При этом тепло от внешнего
стационарного источника, разме щенного на территории
предприятия, может быть использовано в режиме груп пового
подогрева двигателя или его разогрева (табл . 4.2).
 Степень подогрева (разогрева) двигателя оценивают по
температуре охлаж дающей жидкости в рубашке охлаждения
блока цилиндров . Учитывая, что при длительном подогреве
разница в температурах рубашки охлаждения и наиболее
холодных частей двигателя (подшипников коленчатого вала)
меньше, чем при разогреве, температура в головке цилиндров
должна быть при подогреве 40 -60 °С, а при разогреве 80 -90 °С .

Источник тепла Горячая пода Пар
Горячий
воздух
Газовоздуш
ная смесь
Водогрейный котел
В
теплообмен
нике
-
В теплооб -
меннике
-
Паровой котел,
промышлен ная
паровая сеть
То же
Непосред -
ст венно в
кот ле или
от сети
То же
Теплогенератор или
огневой
подогреватель
В
теплогене -
раторе или
огневом
подогре -
вателе
Электрокалориферы
или
электронагреватели
В электро -
нагревателе
В электро -
калори -
фере
Таблица 4.2 - Получение теплоносителя для группового подогрева

 Разогрев горячей водой заключается в том, что горячая вода
непосредственно от водогрейного котла по трубам при
помощи насосов подается через гибкий шланг в систему
охлаждения двигателя . Отвод воды осуществляется через
сливной кран по отводным шлангам в котел . Таким образом,
устанавливается циркуляция горячей воды по замкнутому
контуру двигателя . При этом давление воды должно быть не
менее 30 -35 кПа, а температура - не более 90 °С . Применение
этого способа в настоящее время ограничено .
 Наиболее простым методом разогрева двигателя является
проливка системы охлаждения горячей водой температуры 85 -
90 °С при открытых сливных кранах двигателя .
 Для обеспечения пуска двигателя при температуре воздуха
выше -10 °С достаточно объема горячей воды, равного
вместимости системы охлаждения ; при температуре от -10 до
— 20 °С необходимо 1 ,5-2 таких объема воды ; при более низких
температурах - не менее 2,5-3 объемов .

 Разогрев и подогрев двигателей паром применяется при
наличии пара в авто транспортных предприятиях . Используют
один из двух способов : без возврата кон денсата и с его
возвратом .
 В первом случае пар от котла направляется к подогре ваемому
двигателю и вводится в его систему охлаждения через
горловину радиа тора ; в системе охлаждения пар отдает тепло
и конденсат стекает на площадку .
 Основным преимуществом данного способа является
простота и высокая интен сивность процесса .
 К числу его недостатков следует отнести :
 возможность образо вания трещин блока вследствие местных
перегревов (при охлаждении 1 кг пара на 1°С выделяется 2260
кДж, а воды — 4,2 кДж) ;
 необходимость постоянного питания котлов свежей водой
взамен безвозвратно потерянного конденсата и,
следовательно, усиленное отложение накипи в котлах ;
 образование стекающим на пло щадку конденсатом наледей,
затрудняющих подход к автомобилю, что требует
систематической уборки площадки и может привести к
травмам .

 Разогрев паром двигателя и его систем, а также агрегатов
трансмиссии, ходовой части в автобусных парках может
выполняться на специализированных постах обогрева ,
размещенных в зоне ЕО, на которые отбуксируется автобус . Через
направленные сопла под автобус по всему периметру подается
пар, вследствие чего осуществляется интенсивный разогрев
автобуса и его агрегатов . При этом конденсат, скапливаясь на
поверхности агрегатов и деталей автобуса, скатывается вниз на
решетчатую площадку обогрева .
 Применение обогрева с возвратом конденсата приводит к
усложнению обо рудования пароподогрева за счет строительства
возвратного трубопровода . Интен сивность обогрева двигателей
меньше, чем при первом способе, так как не весь пар
конденсируется в системе охлаждения .

Рисунок 4.8. -Схема устройства подогрева двигателей горячей водой или паром:
1 - вентили ;2 - теплотрасса ;3 - конденсатопровод ;4 - шкаф ;5 – шланг пароотводной
трубки ;6 -нагнетательный трубопровод ;7 -обратный клапан ;8 -инжектор ;9 -маховик
регулировочной иглы инжектора ; 10 - всасывающий трубопровод ; 11 - шланг
теплотрассы

 Устройство подогрева горячей водой или паром имеет шкаф 4
(рис . 4 .8 ), в котором располагаются присоединительные вентили
теплотрассы 2 конденсатопровода 3. Система охлаждения
автомобиля через стояки с вентилями 1 и дюритовые шланги 5 и
11 с ниппельными гайками на концах подсоединяется к тепло -
трассе 2 и конденсатопроводу 3. Давление воды или пара в
теплотрассе - от 0,03 до 0,15 МПа . Вращая маховичок 9
регулировочной иглы инжектора, устанавливают интенсивность
подогрева двигателя . К моменту выхода автомобиля на линию
температуру в системе охлаждения доводят до 80 °С . Расход
пара при этом составляет 4-6 кг на один разогрев, время
разогрева 15 -30 мин .

 Разогрев и подогрев двигателя горячим воздухом находят все более
широкое применение . Для этого площадки безгаражного хранения
оборудуют установками, состоящими из узлов подогрева, подачи и
распределения воздуха .
 Узел подогрева воздуха компонуется из электрических калориферов
или огневых подогревателей рекуперативного типа .
 В огневых калориферах воздух нагревается за счет сжигания
твердого, жидкого или газообразного топлива . Применяются огневые
калориферы типа ВПТ -400 ,ВПТ -600 ,ВП -1,АПВ 280 /190 или их аналоги .
 Для подачи воздуха в калориферы применяются вентиляторы ВР или
ЭВР -4, ЭВР -6, СВМ № 5 и др . Вентилятор устанавливают перед
калорифером, чтобы обеспечить подачу холодного воздуха .
 Горячий воздух от калорифера подается к автомобилю посредством
утепленных трубопроводов . При этом возможен обогрев аккумуля -
торной батареи и агрегатов трансмиссии .

Рисунок 4.9 - Схема электроподогрева ОН -338 двигателей автомобилей КамАЗ
1- аппаратный шкаф ; 2 - радиатор системы охлаждения двигателя ;
3 - водяной насос ; 4 - контур циркуляции системы охлаждения двигателя ;
5 -дополнительный кронштейн крепления теплообменника к двигателю ;
6 — теплообменник ; 7 - соединительная коробка со штепсельным разъемом ;
8 -гибкий провод заземления ;9 -соединительный кабель

 Способ разогрева и подогрева двигателя с использованием
электроэнергии быстро распространяется в последние годы .
Устройства для электрического ра зогрева (подогрева)
двигателей просты по конструкции и удобны в эксплуатации .
Наиболее широкое применение получили
электронагревательные элементы с закрытыми твердыми
проводниками тока .
 Система электроподогрева ОН -338 двигателей автомобилей
КамАЗ (рис . 4 .9 ) включает в себя узлы, монтируемые на
автомобиле и устанавливаемые на площадках хранения .
 На автомобиле монтируют теплообменник 6, который
посредством подво дящего и отводящего патрубков включен в
контур циркуляции системы охлаж дения двигателя 4 между
радиатором 2 и водяным насосом 3; соединительную коробку 7
со штепсельным разъемом для подключения к аппаратному
шкафу 1 . В нижней части теплообменника имеется краник для
слива охлаждающей жидкос ти, а также предусмотрено
дополнительное крепление 5 теплообменника к двига телю . В
корпус теплообменника вмонтирован теплоэлектронагреватель
(ТЭН) мощностью 2,5 кВт .

 На площадке хранения автомобилей устанавливают аппаратный
шкаф, в ко тором размещены пускорегулирующая и защитно -
отключающая аппаратура, а также контур заземления
электрооборудования .
 Теплообменник с электро нагревательным элементом
подключают к аппаратному шкафу соединительным кабелем 9
через разъемы, находящиеся в аппаратном шкафу и
соединительной коробке .
 Заземляют автомобиль гибким проводом 8, соединяющим
корпус авто мобиля с контуром заземления
электрооборудования .
 Прогрев двигателя и узлов системы охлаждения обеспечивается
термосифонной циркуляцией охлаждающей жидкости через
теплообменник .

 Тепловая подготовка автомобильных двигателей с помощью
инфракрасных излучателей основана на физических свойствах
инфракрасных лучей, которые по глощаются в очень тонком слое
твердого тела, вызывая его нагрев, и практически не поглощаются
чистым воздухом .
 Излучатели, или горелки, представляют собой плитку из керамики
с большим количеством каналов малого диаметра . Плитка
закрепляется в металлическом корпусе и ограждается
металлической сеткой .
 При работе горелки сгорание газа происходит в каналах
керамической плитки . В ре зультате поверхность керамики
разогревается до температуры 700 -950 °С и выде ляет лучистую
энергию, которая в нагреваемом предмете превращается в
тепло вую .
 Для тепловой подготовки автомобильных двигателей используются
серийно выпускаемые промышленностью газовые
инфракрасные излучатели, на базе кото рых разработаны
автомобильные подогреватели, состоящие из теплообменника,
последовательно включенного в систему охлаждения двигателя, и
инфракрасного излучателя .

 Применяемые в стационарных условиях горелки монтируются на
площадке стоянки на расстоянии 300 -500 мм от обогреваемого
агрегата . Площадка обо рудуется специальными упорами для
колес и направляющими, исключающими неточности при
установке автомобилей над горелками и их повреждение .
Подогреватель монтируется под картером двигателя, причем
инфракрасный излучатель является съемным элементом и
составляет принадлежность установки, а не автомобиля .
Беспламенный нагрев жидкости в теплообменнике вызывает
термосифонную циркуляцию в системе охлаждения . В качестве
топлива в подогревателях используют сжатый природный и
сжиженный нефтяной газ .

Различают пять видов тепловой подготовки :
 стационарный предпусковой разогрев с подачей газа
автомагистральной сети ;
 стационарный предпусковой разогрев с использованием группы
баллонов ;
 газоподогрев с использованием передвижной установки с
баллоном для сжиженного газа ;
 газоподогрев с использованием остатков природного газа из
баллонов передвижного газозаправщика ;
 индивидуальный газоподогрев с использованием сжатого
природного газа от системы питания газобаллонного
автомобиля .

 Устройство индивидуального газоподогрева предназначено для
использования на газобаллонных автомобилях и обеспечивает
надежный пуск их двигателя при температуре окружающего
воздуха до -30 °С . Время разогрева составляет 1 -1 ,5 ч. Расход
газа в режиме подогрева уменьшает запас хода на 10 -15 км .
 Основным преимуществом газоподогрева, по сравнению с
другими способами, является относительно низкая стоимость .

 Индивидуальные предпусковые подогреватели и отопители
электрические (рис . 4 .10 ) и топливные (воздушные и жидкостные)
(рис . 4 .11 ) нашли широкое применение в практике технической
эксплуатации автомобилей .
 К первой группе относятся изделия, у которых основным
элементом является электронагреватель закрытого типа, внутри
которого смонтирована спираль накаливания . Одновременно
эта спираль играет роль предохранителя, защищая двигатель от
перегрева .
 Для монтажа элемента на блоке двигателя используются
технологические отверстия либо лючки системы охлаждения . При
выборе типа нагревающего элемента учитываются объем
системы охлаждения, расстояние между стенками рубашки
охлаждения, толщина и материал стенок блока ци линдров .

 Обогрев двигателя происходит за счет конвективного
теплообмена и термосифонной циркуляции жидкости в системе
охлаждения . Если конструкция блока двигателя не позволяет
использовать данный тип подогревателя, то можно применять
подогреватели со специальными фланцами, контактные или
блоковые шланговые, врезаемые в систему охлаждения .
 Для обогрева двигателей воздушного охлаждения предназначены
специальные подогреватели, устанавливаемые
непосредственно в масляный картер двигателя . Они же могут
быть использованы и на двигателях с жидкостным охлаждением
для подогрева масла .

 Время прогрева двигателя зависит от температуры окружающего
воздуха . Как показала практика, примерно через 3 ч после
подключения подогревателя к сети переменного тока 220 В
температура системы охлаждения двигателя в среднем на 50 °С
превышает температуру окружающего воздуха . После
достижения теплового равновесия температура двигателя не
поднимается, а тепловая энергия рас сеивается в воздухе .
Подогреватель двигателя может находиться в подключенном
состоянии очень долго, не вызывая опасения, что сам
подогреватель или двигатель повредятся от перегрева .
Дальнейшая работа подогревателя при отсутствии тер мореле не
дает значительного эффекта и приводит только к ненужным
затратам электроэнергии .

Рис. 4.10 -Принципиальная
структурная схема модульной
системы предпускового электро -
подогрева легковых автомобилей:
1 — блок управления ;
2 — замок зажигания ;
3 — электрообогреватель салона ;
4 — розетка обогрева теля салона ;
5 — предохранитель ;
6 — зарядное устройство ;
7— аккумуляторная батарея ;
8 — удлинитель ный
бронированный кабель ;
9 — нагревательный элемент
системы охлаждения двигателя,
10 — штекер ные разъемы ;
11 — розетка ;
12 — вилка для подключения к сети
220 В;
13 — датчик контроля темпера туры
за бортом

 Для обогрева салона существуют модели подогревателей (см .
рис . 4 .10 ) 3 мощностью 1400 и 2000 Вт и габаритами 75 х146 х165 мм
и 90 х200 х200 мм соответственно . Они могут быть легко установлены
практически в любом месте салона, не влияя на его дизайн .
Особенностью салонных обогревателей является применение
устройства, позволяющего автоматически регулировать мощность
обогревателя в зависимости от температуры всасываемою воздуха .
По мере повышения температуры воздуха в салоне мощность
нагрева постепенно умень шается . Таким образом, салон
эффективно прогревается при минимальном исполь зовании
электроэнергии . Для обеспечения безопасности внутрисалонные
обогрева тели имеют предохранители, которые отключают
обогреватель, если температура в салоне достигает 25 -30 °С .
Повторное включение возможно примерно через 30 мин после
остывания .

 В схему управления электроподогревателем включено зарядное
устройство 6, позволяющее подзарядить аккумуляторную
батарею 7 при хранении автомобилей, что особенно важно для
современных автомобилей, имеющих большое количество
потребителей электроэнергии .
 Зарядное устройство имеет массу 240 -300 г, выполнено в
водозащитном корпусе и защищено от короткого замыкания и
переполюсовки питания . Отли чительной чертой этого устройства
является способность самостоятельно опре делять степень
разряда аккумулятора и автоматически в процессе заряда регу -
лировать зарядный ток . При достижении напряжения 14 ,4 В
зарядное устройство переходит в режим подзарядки . В режиме
подзарядки сила тока падает до 0 ,8 А, а напряжение - до 13 ,7 В .
Работа зарядного устройства контролируется встроенным
светодиодом и начинается сразу после подключения системы к
сети 220 В . Зарядное устройство может работать и в теплое
время года . Таким образом, аккумулятор постоянно
поддерживается в рабочем состоянии, что значительно
увеличивает срок его службы и облегчает пуск .

 Управляет работой всего комплекса блок управления 1. Габариты
прибора позволяют легко разместить его в любом месте панели и
даже на противосолнечном козырьке . Блок позволяет
запрограммировать два времени вклю чения начала движения
автомобиля, например в 8 и 18 ч. При этом можно задать время
подогрева автомобиля в ручном (1, 2 и 3 ч) или автоматическом
режимах . При установке автоматического режима система в
зависимости от температуры воздуха определяет и регулирует
необходимое время для подогрева автомобиля . Кроме того, на
дисплей блока управления может выводиться информация о
напряжении на клеммах аккумуляторной батареи, о температуре
наружного воздуха, предупреждение о гололеде .
 Для подключения к электрической сети используется патентованная
влаго - и грязезащищенная розетка 11 , полностью исключающая
неправильное подклю чение силового кабеля . Малые габариты и
аккуратный дизайн позволяют раз местить ее за облицовкой
радиатора (или врезать в бампер) .
 Топливные отопители предназначены для облегчения пуска двигателя
и обо грева салона (кабины) автомобилей при низких температурах
окружающего воз духа . Эксплуатируются отопители на бензине и
дизельном топливе (т .е . они рабо тают на том же топливе, что и
двигатель автомобиля) от бортовой сети 12 и 24 В.

Рис. 4.11 -Расположение элементов автономного жидкостного отопителя (АЖО)
1 - радиатор 2 - термостат ; 3 - аккумулятор ; 4 - предохранитель ; 5 - реле включения
вентилятора штатного отопителя салона (ШОС) ; 6 - вентилятор ШОС ; 7 выключатель ШОС ;
8 - аварийная блокировка, 9 - таймер ;10 - ШОС ;11 - регулировочный кран ШОС, 12 - блок
управления АЖО ;13 -АЖО (с топливным и циркуляционным насосом не показаны), 14 -отвод
газов (глушитель), 15 - подвод воздуха ; 16 - подвод топлива,
17 -насос системы охлаждения ;18 -двигатель автомобиля

 Топливные отопители можно разделить на жидкостные и
воздушные . В первом случае отопитель врезается в систему
охлаждения двигателя (см . рис . 4 .11 ). Для обеспечения движения
охлаждающей жидкости используется, как правило,
циркуляционный насос . Подогретая жидкость поступает в
двигатель и в отопитель салона .
 За час работы в зависимости от мощности агрегат прокачивает
от 500 до 700 л охлаждающей жидкости (существуют модели,
способные прокачать за час 6000 л жидкости), потребляя при
этом от 250 г до 1 л бензина .
 Жидкостные отопители при температуре воздуха -20 °С
способны прогреть двигатель до 55 °С и салон автомобиля до 20
°С за 40 -45 мин работы .
 Воздушные отопители предназначены только для обогрева
салонов, кабин автомобилей . У наиболее часто встречающихся
воздушных отопителей пропуск ная способность составляет от 70
до 218 м 3 воздуха за час работы . Для управле ния отопителями
существуют как механические, так и электронные таймеры .
Некоторые модели отопителей оснащены дистанционной
системой управления (типа Telestart ), способной управлять
работой отопителя на расстоянии до 600 - 1000 м .

 Преимуществами индивидуальных подогревателей являются
разогрев двигате лей в любых условиях независимо от источника
энергии и возможность использо вания в качестве охлаждающей
жидкости антифриза . Кроме того, практика пока зывает, что при
использовании предпускового подогревателя двигателя на легко -
вых автомобилях расход топлива сокращается на 0 ,1-0 ,5 л в
расчете на один пуск . За зимний сезон эксплуатации владельцу
легкового автомобиля приходится в среднем осуществить 300 -500
пусков двигателя, следовательно, за это время можно
сэкономить от 30 до 150 л топлива .
 Недостаток индивидуальных подогревателей - относительно
высокая стои мость и недостаточный подогрев коренных и
шатунных подшипников коленчатого вала .

Организационно -технические мероприятия зимней эксплуатации
Помимо при менения специальных устройств и методов
эксплуатация автомобилей при низких температурах
обеспечивается
 тщательным и своевременным выполнением ТО при проведении
сезонного обслуживания, особенно по системам питания,
зажигания, охлаждения и смазки ;
 применением соответствующих сезону топлив, масел,
эксплуатационных жид костей и шин ;
 использованием депрессорных присадок к топливу и маслам,
облегчающих пуск ;
 применением пусковых жидкостей .

 Многообразие условий, в которых эксплуатируются автомобили в
зимнее время, и широкий набор различных средств и способов,
облегчающих пуск, требуют обоснованного их выбора (рис .4 .12 ).
Степень готовности автомобиля к работе в зимнее время
определяется температурным состоянием его узлов, меха -
низмов и агрегатов, т.е . его температурным нолем, которое для
каждого агрегата перед началом пуска (прогрева) оценивается
средней температурой наиболее нагретой и наиболее
холодной точек .

Рисунок 4.12 – Схема выбора способа облегчения пуска
двигателя



 Экономическая оценка и обоснование выбора способов
облегчения пуска двигателя основаны на сопоставлении всех
видов затрат, включая и капиталовложения при сравниваемых
способах, с получаемым экономическим эффектом в
результате экономии топлива, повышения ресурса автомобиля и
повышения производитель ности .
Экономические показатели различных способов, облегчающих
пуск, в большой степени определяются
 условиями расположения и режимом работы автотранспортного
предприятия ; видом и стоимостью доступного источника энергии ;
 расположением теплотрассы относительно территории АТП ;
наличием ко тельной, ТЭЦ вблизи АТП ; наличием и стоимостью
строительных материа лов ;
 продолжительностью зимнего периода в регионе и др .

4.4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЕЙ В ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ И ПРИ
ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
 Автомобильные дороги пересекают горы и хребты на больших
высотах (1500 - 2000 м над уровнем моря) по перевалам .
 Для таких дорог характерны большие (до 10 -12 % ) продольные
уклоны, серпантины (до 10 на 1 км пути), значительная извилистость
(15 -18 поворотов на 1 км) с закруглениями малых радиусов (8-10
м), недостаточная ширина проезжей части и земляного полотна,
деформация по крытий и плохая видимость . Отдельные участки
дорог разрушаются во время ливней и дождей .
 Кроме того, погода в высокогорных районах неустойчива : в
течение суток наблюдаются большие колебания температуры .Так,
например, в летнее время днем на солнце температура может
достигать + 30 + + 40 °С, а ночью падать до — 5 + — 10 °С . В зимнее
время часты заносы и гололедица .

Негативные факторы:
 Большие продольные уклоны (10 … 12 % );
 Серпантины ;
 Закругления малых радиусов ;
 Недостаточная ширина проезжей части ;
 Деформация покрытий ;
 Недостаточная видимость .
Перечисленные факторы влияют на надежность автомобилей
(табл . 4 .3 ), затрудняют движение транспорта, снижают скорость,
повышают транспортные расходы и служат основной причиной
дорожно -транспортных происшествий .

Таблица 4.3 - Распределение отказов, % , по агрегатам и системам автомобилей
КамАЗ -5511 в различных условиях эксплуатации (по данным Турсунова А.А.)
Агрегат и система Местность Агрегат и система Местность
горная равнинная горная равнинная
Двигатель 21,5 14,7 Колеса и ступицы 12,0 7,5
Сцепление 4,9 6,3 Рулевое управление 3,5 6,2
Коробка передач 1,7 7,1 Тормоза 16,7 10,3
Карданная передача 3,8 6,3 Электрооборудование 11,0 12,5
Ведущие мосты 3,4 7,1
Рама 0,3 - Платформа 4,9 6,3
Подвеска 9,6 5,4 Кабина 4,4 3,6
Передняя ось 2,3 6,7 Автомобиль в целом 100 100

 Спецификой горных условий обуславливается ряд особенностей
в работе авто мобиля . Так, на каждые 1000 м высоты над уровнем
моря мощность карбюраторных двигателей автомобилей из -за
уменьшения плотности воздуха и снижения весового заряда
снижается в среднем на 12 % , увеличивается расход топлива,
ухудшается работа тормозов с пневматическим приводом .
 Сложность вертикального профиля и извилистость горных дорог
влияет на режим работы и энергонагруженность тормозных
систем автомобилей . Количест во торможений на 1 км пути при
движении по горным дорогам достигает 10 -19 , на отдельных
участках маршрутов горных дорог температура поверхнос тей
трения достигает у задних тормозных механизмов 460 -490 °С, у
передних - 270 - 290 °С . При движении автобуса среднего класса с
постоянной скоростью на участке дороги одной и той же
протяженности с изменением уклонов в 5 раз (от 2% до 10 % )
энергонагруженность тормозных механизмов может увеличиться в
17 раз .

 Вследствие передачи больших крутящих моментов ведущими
колесами при движении на подъем, частых торможений на
длительных спусках, а также мно гочисленных поворотов с малыми
радиусами происходит интенсивное изнашива ние шин .
 Отрицательно сказываются на надежности состояние дорожной
сети и сложность профиля дорог . В результате этого в процессе
движения более интенсивно используются и, как следствие, менее
надежно работают двигатель, тормоза, под веска (см . табл . 4 .3 ),
значительно чаще нарушаются крепления и регулировки . Все это
вызывает ускоренный износ деталей и узлов, усталостные явления в
них и, в конечном счете, отказ .

 Повышенная влажность воздуха в горных условиях, особенно в
районах с суб тропическим климатом, вызывает ускоренную
коррозию клемм электропроводки автомобиля, деталей, узлов,
агрегатов, особенно кабины, кузова, оперения и нормалей .
 Все это свидетельствует о том, что при эксплуатации автомобиля в
горных условиях необходимо обратить особое внимание на
техническое состояние органов управления автомобиля, приборов
освещения и сигнализации и правильность их установки,
проведение крепежных и регулировочных работ .
 Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей в
горной местности необходимо произвести техническую
подготовку автомобилей к работе в горных условиях, сократить на
40 % периодичность ТО и строго выполнять специальные правила
вождения в горной местности . Кроме того, практика показывает,
что на высоте 3000 -4000 м номинальную грузоподъемность
автомобилей следует снижать на 25 -35 % .
 Для уменьшения расхода топлива карбюраторными двигателями
полезно производить высотное корректирование карбюраторов . В
частности, уменьшить пропускную способность жиклеров на 10 -
20 % путем их замены, снизить уровень бензина в поплавковых
камерах на 2 3 мм по сравнению с нормой .

 Специфическими особенностями зоны жаркого климата ,
влияющими на надежность автомобилей, являются высокая
температура, запыленность, низкая относительная влажность
воздуха, солнечная радиация и др . Автомобили, пред -
назначаемые для перевозок в условиях жаркого климата, должны
иметь усиленные системы охлаждения двигателя замкнутого типа,
устраняющие потери охлаж дающей жидкости от испарения, а
также масляные радиаторы для охлаждения масла двигателя . На
автомобилях, работающих в пустынно -песчаной зоне, необхо -
дима усиленная фильтрация воздуха, топлива, масла . Шины,
резинотехнические изделия и детали из полимерных материалов,
топливо, масло, тормозная жидкость и другие материалы должны
быть рассчитаны на обеспечение надежной работы при высоких
температурах .
 Аккумуляторная батарея должна быть размещена в наименее
нагреваемой зоне автомобиля . Кабина водителя, отсек
пассажиров должны быть отделены от двигателя надежной
теплоизоляцией и иметь оборудование для вентиляции и кон -
диционирования . Крыша должна иметь эффективную
теплоизоляцию от нагрева солнечными лучами .

 Для уменьшения нагрева поверхности автомобиля, на которые
попадают солнечные лучи, окрашиваются в светлые тона, стойкие
к солнечной радиации, на сиденья надеваются легкие чехлы .
 При эксплуатации автомобилей в условиях жаркого климата
необходимо не допускать использования воды вместо антифриза
в системе охлаждения, поскольку появляется накипь, которая
ухудшает теплоотдачу, вызывает перегрев, снижает мощность,
экономичность и надежность двигателя .
 Оптимальный температурный режим двигателей обеспечивают
антифризы марок 50 и Тосол А -40 . Рациональным является
применение автомобилей с усиленными радиаторами и
увеличенным числом лопастей вентилятора системами охлаж -
дения . При заправке охлаждающей жидкостью, маслами
желательно не проливать их на агрегаты и детали, так как мокрые
места быстро покрываются толстым слоем пыли .

 В условиях жаркого климата происходит быстрое старение
гидравлических масел в связи с ускорением процессов
окисления под действием повышенных температур, попаданием в
гидросистему пыли и частиц износа трущихся деталей, которые
являются катализаторами процессов окисления .
Предпочтительными для этих условий являются масла,
содержащие антиокислительные и защитные при садки, а для
механизмов, работающих в тяжелых условиях при повышенных
давлениях (гидроприводы автомобилей -самопогрузчиков,
гидротрансформаторы и др .) целесообразно использовать,
особенно летом, более вязкие масла .
 Естественное снижение надежности и увеличение трудоемкости
ТО и ТР автомобилей, работающих в горной местности и при
высоких температурах, учи тывается ресурсным и оперативным
корректированием нормативов технической эксплуатации .