Особенности эксплуатации и требования к конструкции автомобилей в условиях холодного климата

Влияние условий движения на техническое состояние автомобиля

Характеристика природно-климатических условий эксплуатации автомобилей

По природно-климатическим условиям эксплуатации ав­томобилей территория стран СНГ подразделяется на три гео­графические зоны: холодного климата, умеренного и жаркого.

Зона холодного климата наиболее обширна, занимает площадь 13,9 млн. Это- громадные территории Сибири и северных районов Европейской части России. Для этой зоны

характерны низкие абсолютные температуры воздуха зимой (-50°С и ниже),

низкая средняя температура самого холодного месяца (ниже - 20°С), продолжительность зимнего периода со снеговым покровом 200...280 дней в году, суровость климата некоторых районов. В холодной зоне находится полюс холода -поселок Оймякон (зафиксирована самая низкая температура -73°С). В зоне холодного климата, несмотря на то, что она за­нимает громадные территории, эксплуатируется относительно небольшое (в сравнении, например, с зоной умеренного клима­та) количество автомобилей. Однако по мере интенсивного промышленного и экономического освоения районов этой зоны, обладающих огромными природными богатствами, ко­личество автомобилей, работающих в ней, постоянно возрас­тает.

Зона жаркого климата включает в основном районы Сред­ней Азии и Закавказья. Она занимает 1,7 млн. км². Взависимо­сти от температуры и влажности воздуха, высоты над уровнем моря эта зона подразделяется на три части: пустынную, суб­тропическую и высокогорную. Для пустынной, занимающей центральную и западную части Средней Азии, характерно сле­дующее: максимальные температуры атмосферного воздуха -до 45...48°С; нагревание поверхности дороги до 7О...8О°С; жаркое, сухое лето; большое количество пыли в воздухе; высокая плотность солнечной радиации; зима короткая и практически бесснежная.

Субтропические районы жаркой зоны (юго-западная часть Кавказа вдоль побережья Черного моря) отличают повышен­ная относительная влажность воздуха (до 80 %), обилие дож­дей. Высокогорная часть включает такие горные районы, в которых перевалы автомобильных дорог проходят на высоте более 2 000 м над уровнем моря. Она расположена в восточ­ной части Средней Азии и на Кавказе.

Зона умеренного климата заключена между зонами холод­ного и жаркого климата. Ее северной границей является изо­терма средних температур января -20°С, южной - изотерма средних температур самого жаркого месяца июля +26°С. Эта зона занимает территорию в 6,8 млн. км². Она густо заселена. В ней же сосредоточена и преобладающая часть автомобильного парка. По этой причине стандартные конструкции автомобилей разрабатываются с учетом максимальной приспособленности к осуществлению перевозок на территории именно этой зоны.

Особенности природно-климатических условий зон холод­ного и жаркого климата определяют целесообразность произ­водства автомобилей, предназначенных для эксплуатации в этих зонах.

Особенности эксплуатации и требования к конструкции автомобилей в условиях холодного климата

Специфика природно-климатических условий зоны холод­ного климата (низкие температуры окружающего воздуха, большая продолжительность зимнего периода со снеговым по­кровом, с заснеженными дорогами) обусловливает целый ряд особенностей эксплуатации автомобилей.

К ним, во-первых, следует отнести затрудненный пуск дви­гателей, особенно дизельных, при низких температурах окру­жающего воздуха. При пуске холодного двигателя в таких условиях, с одной стороны, имеет место значительное увеличе­ние сопротивления вращению коленчатого вала вследствие повышения вязкости масла в двигателе, с другой, уменьшение мощности, отдаваемой аккумуляторной батареей, вследствие падения напряжения на зажимах и уменьшения ее емкости из-за увеличения внутреннего сопротивления батареи и вязкости электролита. Это приводит к значительному уменьшению час­тоты вращения коленчатого вала при пуске, к ограничению возможности пуска двигателя стартером. При низких температурах и малой пусковой частоте вращения у карбюраторных двигателей из-за повышения вязкости бензина и уменьшения скорости движения воздушного потока во впускном трубопро­воде значительно ухудшается распыливание и испарение топ­лива, что ведет к ухудшению смесеобразования. Низкие температуры окружающего воздуха и малая пусковая частота вращения приводят также к ухудшению искрообразования в свечах зажигания вследствие резкого снижения напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. У дизельного двига­теля при низких температурах (в цилиндры поступает холодный воздух) и малой пусковой частоте вращения ухудшаются условия для достижения в конце такта сжатия необходимой для воспламенения топлива температуры воздуха. Кроме того, имеющее при этом место повышение вязкости топлива и уменьшение скорости его впрыска вызывают ухудшение распыливания топлива в цилиндрах дизеля. Все это затрудняет пуск холодного двигателя при низких температурах.

Пуск холодного двигателя сопровождается повышенным изнашиванием основных его рабочих деталей. Это имеет место по ряду причин: из-за поступления масла к трущимся поверх­ностям с некоторым запаздыванием после начала работы дви­гателя. По данным исследований, время задержки появления масла из коренного подшипника после начала работы насоса может составлять до 2 мин и более; из-за смывания масла со стенок цилиндра топливом, попадающим в цилиндр в жидком виде, что приводит к ухудшению смазки; из-за быстрого заг­рязнения масла, вызываемого неудовлетворительной его филь­трацией вследствие резкого снижения пропускной способности фильтров тонкой очистки в результате повышения вязкости смолистых веществ, отложившихся в них. При отрицательной температуре фильтр тонкой очистки пропускает масла в 20...30 раз меньше по сравнению с максимальной пропускной способностью при положительной температуре. Кроме того, возрастание при низких температурах вязкости масла приво­дит к повышению давления в системе и срабатыванию пере­пускного клапана фильтра грубой очистки, в результате чего, последний также выключается из работы. Прогревание же масла в поддоне картера двигателя при низких температурах окружающего воздуха происходит очень медленно.

При низких температурах значительно активизируется коррозия деталей цилиндропоршневой группы двигателя.

Поэтому в условиях низких температур при пуске двигате­ля имеет место интенсивное (во много раз больше, чем при нормальном тепловом режиме) коррозионно-механическое из­нашивание его деталей.

При эксплуатации автомобилей в условиях низких темпе­ратур возникают серьезные затруднения с поддержанием нор­мального теплового режима двигателя, особенно при работе с частыми остановками для погрузки - разгрузки и по другим причинам. При низких температурах значительно возрастает изнашивание деталей двигателя. Переохлаждение агрегатов трансмиссии приводит к застыванию масла в них, ухудшению Условий смазывания рабочих поверхностей, увеличению изна­шивания деталей.

Возможное при низких температурах замерзание жидкости в системах охлаждения двигателя, отопления кабины, кузова, электролита в аккумуляторной батарее может приводить к размораживанию блока двигателя, разрыву бачков и трубок радиатора, баков батареи. В условиях низких температур на­много выше вероятность отказов топливной системы дизелей. Их причиной могут быть ледяные и воздушные пробки в тру­бопроводах, которые образуются вследствие скопления мел­ких кристалликов льда при замерзании воды, находящейся в дизельном топливе. Парафины, содержащиеся в топливе, при этом превращаются в студенистую массу, которая может заби­вать топливные фильтры, топливопроводы, что также является причиной отказов. В условиях низких температур снижается также надежность гидравлического тормозного привода из-за возможного застывания некоторых тормозных жидкостей. При температурах ниже -45°С теряют свою эластичность, стано­вятся хрупкими и разрушаются шины, детали из резины (саль­ники, резиновые шланги гидропривода тормозов и т.д.), пластмассовые детали трескаются, твердеют, теряют свои ка­чества консистентные смазочные материалы. При особо низ­ких температурах (-6О...-7О°С) изменяются физические и механические свойства металлов, что вызывает частые полом­ки деталей. По подсчетам специалистов, количество поломок и аварий, изнашивание деталей стандартной техники на Севе­ре в 3... 5, а иногда в 8... 10 раз больше, чем в условиях уме­ренного климата.

При эксплуатации автомобилей в зоне холодного климата имеет место ухудшение их топливной экономичности. Основные  причины возрастания расхода топлива: увеличение времени  пуска и прогрева двигателя; работа двигателя при пониженной температуре жидкости в системе охлаждения; по­вышенная вязкость масла в агрегатах трансмиссии, что ведет к значительным потерям мощности на ее прокручивание; по­вышенное сопротивление движению по заснеженным дорогам.

При перевозке грузов значительно усложняется возмож­ность обеспечения их сохранности вследствие того, что мно­гие из грузов при остывании, замерзании теряют необходимые свойства, снижается их качество. Низкие температуры значи­тельно ухудшают условия работы водителя, поездки пассажиров. Затрудняется работа водителя также вследствие снижения видимости дороги из-за запотевания и обмерзания стекол ка­бины, частых при температуре ниже -40°С туманов, при дви­жении по заснеженным и обледенелым дорогам. Чрезвычайно усложняются возможности обнаружения и устранения отказов в пути, особенно в системах питания и зажигания из-за неболь­ших размеров деталей приборов этих систем.

Особенности эксплуатации автомобилей в условиях холод­ного климата определяют ряд требований к их конструкции, обеспечивающих надежность и безопасность эксплуатации автомобилей, надлежащие условия работы водителя, комфор­табельность поездки пассажиров.Для эффективной и безопасной эксплуатации автомобилей в районах Севера технически и экономически целесообразны модификации этих автомобилей в северном исполнении. Авто­мобили должны надежно работать при безгаражном хранении в диапазоне температур окружающего воздуха от +40°С до - 60°С и относительной его влажности до 98 % при +25°С и бо­лее низких температурах. Особое внимание должно уделяться обеспечению надежного легкого пуска двигателя при низких температурах, определяющего в общем случае готовность к движению. В условиях низких температур это приобретает чрезвычайно важное значение, характеризуя безопасность экс­плуатации автомобиля. Согласно ОСТ 37.001.052-87 «Требо­вания к пусковым качествам автомобильных двигателей», предельные температуры надежного пуска холодного двигате­ля, а также пуска двигателя при применении системы предпус­кового подогрева и время подготовки двигателя к принятию нагрузки не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.1 и 2.2.

Таблица2.1.

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: