Пусковые жидкости Общая характеристика и состав пусковых жидкостей

Пусковые свойства двигателей в значительной мере зависят от качества применяемых топлив и масел. Пуск двигателей при низких температурах облегчается при использовании бензинов с большим содержанием лёгких фракций, дизельных топлив – с высоким цетановым числом и масел для двигателей – с небольшой вязкостью при низких температурах. Однако даже высококачественные топлива не могут обеспечить одновременно и пуск двигателя при низких температурах, и бесперебойную работу двигателя. В условиях низких температур при отсутствии предпускового подогревателя на двигателях для облегчения пуска холодного двигателя могут применяться пусковые жидкости, которые обеспечивают холодный пуск двигателя с последующим переходом его на работу на штатном топливе.

К пусковым жидкостям предъявляются определенные эксплуатационные требования:

- хорошая испаряемость при низкой температуре;

- высокое давление насыщенных паров;

- быстрая воспламеняемость от искры или самовоспламенение от сжатия;

- высокие антикоррозионные и противоизносные свойства;

- низкая температура застывания;

- стабильность при длительном хранении.

Для пуска холодного бензинового двигателя необходимо, чтобы в цилиндр поступала топливовоздушная смесь, способная

воспламениться от искры зажигания при небольшой скорости провертывания коленчатого вала; для пуска дизеля в его цилиндре должна образовываться топливовоздушная смесь, способная воспламеняться при низких температурах окружающего воздуха. Различия в принципе воспламенения топлива в бензиновых двигателях и дизелях обусловливают разный подход к выбору состава пусковых жидкостей и содержания в них отдельных компонентов.

Рассмотрим роль отдельных компонентов, входящих в состав пусковых жидкостей.

Диэтиловый эфир С₂Н₅-О-С₂Н₅ является обязательным компонентом большинства пусковых жидкостей. Он отличается низкой температурой самовоспламенения, высоким давлением насыщенных паров и широкими пределами воспламеняемости.

При пуске холодного дизельного двигателя, когда по ряду причин и, в первую очередь, вследствие повышения теплоотдачи в стенки цилиндра резко понижается температура воздуха в конце такта сжатия, применение диэтилового эфира позволяет обеспечить самовоспламенение горючей смеси при относительно невысоких температурах (190-220 ⁰С).

Для понижения температуры самовоспламенения наиболее эффективно применять диэтиловый эфир в чистом виде. Однако в этом случае происходит очень резкое повышение давления в цилиндре двигателя, что может привести к поломке его деталей. Во избежание этого содержание диэтилового эфира в пусковых жидкостях для дизелей обычно доводят до 60-75%.

В бензиновых двигателях при пуске используется свойство диэтилового эфира воспламеняться в смеси с воздухом в широких концентрационных пределах. Это позволяет достичь воспламенения с помощью искры очень бедных смесей. Но содержание эфира в пусковых жидкостях для бензиновых двигателей, как правило, несколько меньше, чем в жидкостях для дизелей.

При использовании пусковой жидкости в дизеле воспламенение начинается с воспламенения диэтилового эфира, и в последнюю очередь воспламеняется само топливо. Для обеспечения постепенного и последовательного воспламенения в состав пусковых жидкостей вводят изо-пропилнитрат и газовый бензин, который представляет собой смесь низкокипящих углеводородов с температурами кипения от 30 ⁰С до 70 ⁰С.

Изо-пропилнитрат воспламеняется несколько позже этилового эфира, но раньше основного топлива. Смесь низкокипящих углеводородов, целиком испаряясь в цилиндре, воспламеняется несколько позже изо-пропилнитрата, но также раньше основного топлива. Наличие такой последовательной цепочки обеспечивает хорошую подготовку основного топлива к воспламенению и началу видимого сгорания, что существенно снижает скорость нарастания давления. Оптимальное содержание изо-пропилнитрата и смеси низкокипящих углеводородов в пусковых жидкостях для дизелей составляет примерно 15 %.

В жидкостях для бензиновых двигателей смесь низкокипящих углеводородов обеспечивает образование горючей смеси, способной воспламениться от искры. Учитывая необходимость подготовки горючей смеси при довольно низких температурах, в жидкость для бензиновых двигателей добавляют смесь низкокипящих углеводородов в большем количестве, чем в жидкость для дизелей. Подготовке топливовоздушной смеси к воспламенению от искры способствует введение в состав пусковой жидкости для бензиновых двигателей небольшого количества изо-пропилнитрата.

Для снижения износа трущихся деталей в первый период пуска двигателей в состав пусковых жидкостей вводится масло для судовых газовых турбин, имеющее температуру застывания ниже минус 60 ⁰С и содержащее антиокислительную, противоизносную или противозадирную присадки. В дизелях в период пуска возникают более высокие нагрузки на трущиеся пары, чем в бензиновых двигателях. Для снижения пускового износа в составе пусковой жидкости для дизелей должно быть не менее 10 % масла. Применение жидкости такого состава в бензиновых двигателях может привести к попаданию масла на электроды свечей зажигания, что приводит к «замасливанию» свечей и к перебоям в появлении искры. По этой причине в пусковых жидкостях для бензиновых двигателей содержание масла не должно превышать 2 % масс. Такое количество масла обеспечивает смазку трущихся деталей в первый период пуска менее напряженного бензинового двигателя и в то же время не вызывает нарушений в работе систем зажигания.

Кроме указанных основных компонентов в пусковые жидкости добавляют в небольшой концентрации некоторые присадки, улучшающие те или иные эксплуатационные свойства. Эффективность пусковых жидкостей определяется совокупностью свойств всех компонентов, входящих в состав жидкости.

Применение пусковых жидкостей позволяет уменьшить минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя при пуске в несколько раз (рис. 3).

1

2

Рис. 3- Зависимость минимальных пусковых оборотов коленчатого вала (частота вращения) двигателя ЯМЗ от температуры: 1 – при использовании пусковой жидкости «Холод Д-40», 2 – без пусковой жидкости.

Испытания показали, что применение пусковых жидкостей не вызывает увеличения износа двигателей, но резко снижает длительность пуска и повышает надёжность работы двигателя.