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浅议严寒条件下柴油车辆的正确使用

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【摘要】我国幅员辽阔,冬季近半国土处于寒冷地区。严寒条件的气候特征对柴油车辆的使用产生了较大的影响,应采取正确的使用措施,避免车辆发生故障,保证车辆能够正常行驶。

【关键词】严寒;柴油车辆;使用

一、严寒地区特点

寒冷地区系指最冷月平均气温低于-15℃的地区,按年气温与地表景观的变化可分为终年寒冷地区和季节性寒冷地区。我国东北、西北部分地区和大部分地区均属季节性寒冷地区。季节性寒冷地区的地理、气候有如下特点:冬季气温低,持续时间长;昼短夜长,能见度低;道路多被冰雪覆盖;气候多变地形复杂。

二、严寒条件对柴油车辆使用的影响

(一)低温对发动机使用的影响

1.起动阻力矩加大

一是油的粘度随着油温的降低而显著增加。由于低温时的油粘度增大,使发动机在起动过程中有相对运动的各摩擦副的摩擦阻力增大。由于油的粘度增大,流动性变差,供油不足,各表面不能获得足够的油而处于半干摩擦状态,摩擦阻力矩增大。二是低温时发动机曲轴轴瓦与曲轴的配合间隙减小。发动机的曲轴轴瓦瓦背与减摩层两种材料热膨胀系数不同,使低温状态下曲轴与轴瓦的配合间隙变小。因此,温度降低摩擦阻力矩增大到某一值时,发动机便不能起动。

2.起动力矩减小

起动发动机一般采用电起动,对于电起动系统,在低温条件下起动能力下降。用某一确定的起动电动机,其起动力矩的大小取决于蓄电池的工作能力。如果蓄电池能提供给起动电动机的电压高、电流大,则起动电动机的起动力矩就大。低温状态,由于蓄电池电解液的粘度大,极扳收缩,化学反应速度低,离子导电能力下降,内阻增大,使得蓄电池工作能力下降,发动机起动困难。

3.燃油燃烧条件变差

由于外界气温低,进入汽缸的空气温度低,在活塞压缩过程中很多热量又被冷却液、汽缸壁、活塞所吸收。同时由于起动时发动机转速低,压缩过程中渗漏的气体量增加,所以压缩终了时气体的温度与压力都比较低,再加上柴油粘度增加,喷出油粒的直径比较大,形成的混合气的质量不好,造成柴油不易燃烧。综上所诉,在低温下起动发动机,因曲轴转速低燃烧条件恶化,使发动机起动困难或不能起动。

4.发动机容易“过冷”

发动机冷却液温度长时间在65℃以下工作称为“过冷”。“过冷”通常发生在寒冷地区冬季起动后的一段时间内,或者车辆在行驶中发动机进气栅板未密封。发动机长期处于“过冷”状态下工作,将可能产生如下问题:

(1)磨损加剧

试验资料介绍:发动机冷却液在50~60℃条件下运转的磨损量比在90~100℃条件下运转的磨损量大2~3倍。因为在低温状态下,油的粘度大,流动性差,机油泵的泵油量下降;低温状态下曲轴与轴瓦的配合间隙变小,条件变差,甚至局部得不到;柴油的雾化品质变差,燃烧恶化,没有燃烧的柴油通过缸壁进入下曲轴箱中,使机油的性能变差;发动机工作粗暴,最大暴发压力增高,加速磨损。

(2)发动机胶化

发动机在“过冷”状态下工作,没有燃烧的柴油和进入活塞环及顶部的机油易生成黑棕色胶状物,这种现象叫做胶化。发动机胶化后,排烟口排出胶化物,机油滤清器附有大量的胶状物质。发动机严重胶化时,可导致气门关闭不严、活塞环卡滞、喷雾器堵塞,使发动机功率下降,起动非常困难。

(3)发动机可能冻坏。不按规定加水和放水或水没放净,低温下水在冷却系内会结冰,造成水套、汽缸盖、水散热器、水泵及管路等冻裂。

(4)发动机辅助系统故障增多。例如:柴油中有水分及管接头漏气,使管路中产生冰阻或气阻;有时柴油在低温下析出石蜡使柴油滤清器或管路堵塞,造成发动机不能起动或自动熄火。管路接头处的橡胶与金属管膨胀系数不同,加之低温橡胶变硬变脆而紧固不牢,使连接部位间隙增大,造成各系统的渗漏。

(二)低温对传、行动部分的影响

1.传动、行动部分效率低、磨损加剧、操纵力加大

由于气温低,油(脂)粘度增大,各运动件的运动阻力加大,传动效率下降。传动部分在低温条件下的严重磨损主要发生在起步后的一段时间内,因为传动部分零件的主要靠飞溅,低温时油的粘度大,流动性差,不易进入磨损表面,磨损大是必然的。

2.通行能力降低

寒冷地区冬季地表积雪、冻土层坚硬,行驶阻力增加,地面附着力下降,通常只能通过18°以上的上坡和12°以下的侧倾坡。由于地表附着力小,易出现侧滑,使转向半径加大。

3.行动部分各机件易损坏

气温低,冰雪覆盖地表,乘员观察路面受雪地反光影响,对地形、地貌观察易出现错误,导致车辆行驶时冲击震动加大。低温状态下的金属件易发生脆性折断,传动杆、传动轴、齿轮等易损坏。

4.通行能力降低。由于气温低,金属变脆,地面坚硬,容易造成机件损坏,这就限制了行驶速度。特别是在积雪覆盖的山地,障碍比较多、视线比较差、附着力低的情况下,容易使车辆打滑或横滑,若操作不当,还容易造成翻车。因此在低温条件下,车辆的通行能力大大下降。

三、柴油车辆冬季使用应采取的措施

1.使用与外界气温相适应的燃油和油

气温在5℃以上的地区可全年使用-10号柴油;气温在5℃~-30℃的地区可使用-35号柴油;气温在-30℃以下的地区,使用-50号柴油。当气温在-30℃以上时使用CD10W/40柴油机油;当气温在-30℃以下时使用CD5W/40柴油机油。

2.选择与气温相适应的冷却液

当气温低于5℃时,应使用防冻液。气温在-30℃以上地区,如果没有防冻液,亦可用水做冷却液。但加入发动机冷却系的水一定要加温到90℃以上,加水时必须要打开放水开关,直到放水开关出水口处流出热水时才能关闭放水开关,并将水加至标准。在寒冷地区,车辆使用完回场后必须及时放水。放水时,应将车辆停放在水平位置,且放水时冷却液的温度应为50~70℃。

3.对蓄电池保温

为保持蓄电池的工作能力和防止其冻坏,应注意电池的放电量不得超过其容量的25%。当外界气温低于-25℃时,车辆在室外停放超过6小时,最好将蓄电池从车内取下存放在有保暖设备的房间内。

4.起动前对发动机加温

利用发动机工作中产生的热量,使各机件和油、冷却液的温度提高到允许发动机以高转速、大负荷工作的温度,称为发动机自行加温,也叫暖机或暖车。具体操作如下:起动前关闭进气栅板,起动后,油温低于10℃时应使发动机以600~800转/分钟空转加温,待油温上升到8~10℃时,可提高到1200~1600转/分钟。待油温提高到40℃以上时,车辆才能正常使用。

5.对车辆进行保温

对停放在野外和无取暖设备场所的车辆,应采取保温措施是:车辆停放位置,应选择在向阳、避风和便于出入的地方;停放时加盖保温垫或篷布;对停放时间较长的车辆,应根据情况定时起动发动机,进行保温。当冷却液温度下降到35℃时,起动发动机,使冷却液温度提高到80~90℃后,停止加温。在整个保温期间都应照此重复。

参考文献:

[1]魏恒达,高原寒区如何提高发动机功率,汽车运用[J].,2000年第9期