Способ ускорения выхода двигателя транспортного средства на рабочий режим

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам смазки двигателей внутреннего сгорания при работе их на неустановившихся режимах послепускового прогрева. В способе запуск двигателя производится на расчетном (штатном) топливе, а в период послепускового прогрева в цилиндры подают смесь топлива с присадкой моторного масла, причем послепусковой прогрев двигателя производят под нагрузкой в процессе движения транспортного средства, а топливно-масляную смесь подают в цилиндры до момента достижения температуры смазочного масла в поддоне 50-60^oC, после чего двигатель переводят на питание расчетным топливом. Технический результат - ускорение выхода двигателя транспортного средства на рабочий режим. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам смазки двигателей внутреннего сгорания при их работе на неустановившихся режимах послепускового прогрева.

Известен способ пуска двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающий пониженные затраты времени на подготовку двигателя к пуску и выход его на работу под нагрузкой, в котором перед запуском двигателя система смазки прокачивается прогретым маслом от подогревателя, осуществляя распыление нагретого масла на стенки цилиндров и днище поршней (см. А.С. СССР N 1143866, F 01 M 5/02 "Система смазки двигателя внутреннего сгорания", опубл. 1985.

При высокой надежности такой системы и снижении затрат времени на выход двигателя в рабочий режим недостатком ее является повышенная сложность из-за установки специального подогревателя и дополнительной системы с контуром циркуляции и распыления подогретого масла, что увеличивает габариты двигателя и усложняет его эксплуатацию.

Известен также способ пуска двигателя при отрицательных температурах без предварительного подогрева с последующим прогревом его на холостом ходу на бензине с присадкой моторного масла. Для осуществления способа на транспортном средстве устанавливается дополнительный небольшой бачок со смесью бензина и минерального масла AC-5, взятых в соотношениях от 15:1 до 25:1, который через трехходовой кран включается в систему питания двигателя. При этом способе за несколько минут до остановки двигателя кран переключения баков ставят в положение подачи топлива из бачка со смесью, в результате чего карбюратор заполняется бензиномасляной смесью и следующий запуск двигателя происходит на указанной смеси. После пуска на бензиномасляной смеси и прогрева двигателя на холостом ходу с питанием этой же смесью кран переключается на подачу топлива из основного бака (см. Герш Г. "Пуск карбюраторных двигателей с присадкой масла" /Техника в сельском хозяйстве - 1963 - N2, с. 58 - 60).

Недостатками запуска двигателя на бензино-минерально-масляной смеси с высоким содержанием масла и с последующим прогревом двигателя на этой же смеси на холостом ходу является то, что в холодном двигателе при запуске на бензиномасляной смеси возможен "заброс" свечей маслом, что приводит к затягиванию пуска и выхода двигателя на рабочий режим.

Задачей изобретения является разработка способа ускоренного выхода двигателя транспортного средства на рабочий режим после запуска при отрицательных температурах окружающего воздуха и при минимальных доработках штатных двигателей мобильных транспортных средств, работающих в экстремальных условиях, в частности на пожарных машинах, когда на сбор и выезд автомобиля по тревоге норма времени составляет в зимнее время от 35 до 45 с (см. Нормативы по пожарно-строевой подготовке. Главное управление пожарной охраны МВД СССР - М: 1978, с. 6), а сокращением времени прибытия пожарных подразделений обеспечиваются минимальные человеческие жертвы и материальные потери на пожарах-авариях.

Поставленная задача решается тем, что в способе ускорения выхода двигателя транспортного средства на рабочий режим, включающем запуск двигателя и послепусковой прогрев, запуск двигателя производят на расчетном топливе, а в период послепускового прогрева в цилиндры подают смесь топлива с присадкой моторного масла, причем послепусковой прогрев двигателя производят не на холостом ходу, а в процессе движения транспортного средства - приема нагрузки, а топливно-масляную смесь подают в цилиндры до прогрева двигателя и достижения температуры масла в поддоне картера 50...60^oC, после чего двигатель переводят на питание расчетным топливом.

Отношение топлива к моторному маслу в смеси, подаваемой в период послепускового прогрева в цилиндры, находится в пределах от 15:1 до 35:1 по объему компонентов, причем в смесь входят моторные минеральные либо синтетические или полусинтетические масла, а топливно-масляная смесь готовится путем предварительного механического смешивания компонентов и находится в отдельном бачке, подключенном к системе питания двигателя через переключающее устройство.

Изобретение поясняется чертежом, где: на фиг. 1 представлена схема питания двигателя транспортного средства, оборудованного для ускоренного выхода на рабочий режим.

На фиг. 2 приведены графики подъема температур охлаждающей жидкости в блоке цилиндров и смазочного масла в поддоне картера двигателя при испытаниях по предложенному способу (линии 1 и 3) и контрольные (кривые 2 и 4) в зависимости от пути, пройденного пожарным автомобилем.

На схеме (фиг. 1) показан двигатель 1 с системой подачи топлива 2, основной топливный бак 3, дополнительный бачок для топливно-масляной смеси 4 и переключающее устройство - трехходовой кран 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Готовят топливно-масляную смесь, в частности, на основе бензина A-76 и моторного масла марки М8Б или аналогичного в соотношении от 15:1 до 35:1 в зависимости от ожидаемой температуры наружного воздуха. При температурах от плюс 5 до минус 5^oC используется смесь с более низким содержанием масла, при понижении температур количество масла увеличивается. Смесь готовят путем добавления масла к бензину с последующим механическим перемешиванием. Приготовленную смесь заливают в бачок 4 объемом порядка 4 - 5 л, при этом кран 5 стоит в положении питания из основного бака 3 (как на схеме). После чего транспортное средство (в частности, пожарный или автомобиль иной оперативной или специальной службы), дооборудованное для ускоренного выхода двигателя на рабочий режим, готово к работе.

После получения сигнала тревоги (когда нет времени на прогрев двигателя на холостом ходу) водитель запускает двигатель 1 на расчетном топливе из бака 3 и переключает кран 5 на питание из бачка 4 топливно-масляной смесью, при этом в цилиндры ДВС 1 поступает топливо, обогащенное маслом (в виде топливно-масляной смеси) из бачка 4. При попадании в цилиндры топлива с присадкой моторное масло, содержащееся в смеси, смазывает зеркала цилиндров, и тем самым снижает потери мощности на преодоление сил трения в цилиндропоршневой группе, уплотняет зазоры между поршнями и гильзами цилиндров, повышая за счет этого компрессию, а следовательно, и крутящий момент и эффективную мощность, снимаемые с коленвала двигателя на таком неустановившемся режиме, как послепусковой прогрев, ускоряет выход силового агрегата на рабочий режим.

При достижении температуры смазочного масла в поддоне картера 50...60^oC, что соответствует завершению послепускового прогрева двигателя (примерно через 8 - 10 мин движения) кран 5 переключают в положение питания из основного бака 3 и автомобиль с двигателем, прогретым в режиме питания топливно-масляной смесью, продолжает движение на расчетном топливе.

Экспериментальную проверку предложенного способа проводили на пожарной автоцистерне марки АЦ-40 (130) модель 63 Б (базовое шасси ЗИЛ-130).

Система охлаждения двигателя была заправлена водой. Дополнительный бачок емкостью 5 л заправлен смесью в соотношении 25:1 бензина A-76 и моторного масла М8Б.

В ходе сравнительных дорожных испытаний измерялись температуры масла в поддоне картера двигателя и охлаждающей жидкости в блоке цилиндров (до термостата). Для измерений использовались термометры манометрического типа марки ТКП-60/3 M с пределами измерений 0 - 120^oC и классом точности 2,5.

Путь, пройденный пожарным автомобилем (ПА), измерялся штатным спидометром. Время движения измерялось секундомером "Агат" 4295B с допустимой погрешностью при нормальных условиях за 10 мин длительности интервала работы +0,6 c. Температура наружного воздуха при экспериментах составила минус 5^oC.

В ходе испытаний моделировался типовой "ездовой" цикл движения ПА в городе со средней интенсивностью транспортного потока на горизонтальном участке дороги протяженностью 5,4 км, несколько модифицированном применительно к местным условиям (например, число остановок перед светофором с горящим красным сигналом на маршруте вместо 2 составляло в среднем от 6 до 9).

В качестве контрольного использовался этот же автомобиль на расчетном топливе в штатных режимах.

По результатам замеров температур охлаждающей жидкости и моторного масла были построены графики (фиг. 2).

Так, из кривых 2 и 4 следует, что при работе на расчетном топливе и общепринятом режиме движения температура масла в поддоне картера достигает 50^oC (выход на рабочий режим) через 3,75 км пробега, а температура воды в блоке цилиндров двигателя становится равной 80^oC после преодоления 1900 м. Чистое время прохождения ПА всего маршрута в контрольном варианте составило 13,55 мин, что соответствует средней скорости порядка 21,43 км/ч.

При работе двигателя ПА после запуска (послепусковой прогрев) на бензиномасляной смеси (по предлагаемому способу) температура смазочного масла в поддоне достигает 50^oC уже через 2,85 км пробега (кривая 3), а вода в блоке (кривая) прогреется до 80^oC также быстрее - уже после пробега первых 1350 м. При этом весь маршрут был пройден за 12,83 мин. Следовательно, средняя скорость движения ПА составила 25,25 км/ч.

(Для сравнения: при прохождении ПА данного маршрута при полностью прогретых силовым и других агрегатах была достигнута средняя скорость 28,05 км/ч).

Таким образом, применение данного способа ускоряет прогрев двигателя в целом в 1,3 раза (на 30%), сократился пробег пожарного автомобиля до достижения температуры смазочного масла в поддоне 50^oC, аналогично охлаждающей жидкости в блоке до 80^oC - в 1,4 раза (на 40%).

Предложенный способ ускоренного выхода транспортного средства на режим нагрузок, как показали испытания, технически осуществим, является эффективным и может найти применение на аварийных дизель-генераторах и на транспортных средствах оперативных и специальных служб, в частности на пожарных автомобилях при их эксплуатации в условиях отрицательных температур окружающего воздуха, при этом дополнительные затраты на дооборудование автомобиля и на приготовление топливно-масляной смеси предложенного состава многократно окупятся в первый же зимний сезон.

Формула изобретения

1. Способ ускорения выхода двигателя транспортного средства на рабочий режим, включающий запуск двигателя и послепусковой прогрев, отличающийся тем, что запуск двигателя производят на расчетном топливе, а в период послепускового прогрева в цилиндры подают смесь топлива с присадкой моторного масла, причем послепусковой прогрев двигателя производят не на холостом ходу, а в процессе движения транспортного средства - приема нагрузки, а топливно-масляную смесь подают в цилиндры до прогрева двигателя и достижения температуры масла в поддоне картера 50 - 60^oС, после чего двигатель переводят на питание расчетным топливом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение топлива к моторному маслу в смеси, подаваемой в период послепускового прогрева в цилиндры, находится в пределах от 15:1 до 35:1 по объему компонентов, причем в смесь входят моторные минеральные либо синтетические или полусинтетические масла, а топливно-масляная смесь готовится путем предварительного механического смешивания компонентов и находится в отдельном бачке, подключенном к системе питания двигателя через переключающее устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2