Тепловой режим работы двигателей автомобилей ЗИЛ-157 при эксплуатации в условиях жаркого климата значительно выше рекомендуемого заводами-изготовителями. На рис. 16 приведен график изменения температуры воды, выходящей из двигателя,, и моторного масла в картере при движении автомобиля ЗИЛ-157 с прицепом по песчаной дороге. При температуре наружного воздуха 40°С установившаяся температура воды находилась в пределах 110—112°С, а ее максимальное значение достигало 117—120°С.
Рис. 16. Изменение теплового состояния двигателя автомобиля ЗИЛ-157 при движении с прицепом по песчаной дороге (температура наружного воздуха 40°С): 1 - температура воды на выходе из двигателя; 2 - температура масла в картере двигателя
Температура масла в картере двигателя составляла 110—115°С. Температура воздуха, поступающего в карбюратор, также была повышенной (65—70°С); максимальное ее значение достигало 80°С.
Результаты микрометрирования основных деталей двигателей двух автомобилей ЗИЛ-157 после пробега 25 тыс. км в условиях жарко-пустынной местности показали, что их износ не превышает износа -соответствующих деталей при таком же пробеге автомобилей в условиях средней полосы. Стендовые исследования позволили создать идентичные условия испытаний и установить влияние повышенной температуры охлаждающей жидкости, масла для двигателей и воздуха, поступающего в карбюратор, на мощностные и экономические показатели двигателя.
Темп изнашивание поршневых колец определялся при нагрузочных, скоростных и тепловых режимах, приведенных в табл. 16.
Таблица 16. Скоростной, нагрузочный и тепловой режимы двигателя ЗИЛ-120 автомобиля ЗИЛ-157
[Смотрите источник на портале autoinstruction.ru]
Стенд позволял осуществлять следующие режимы и измерения:
- изменять температуру воды на выходе из двигателя, масла в картере и воздуха на входе в карбюратор соответственно в пределах 50—120, 70—115 и 20—80°С;
- наблюдать и записывать темп изнашивания поршневых колец, крутящий момент, обороты двигателя, а также температуру воды на выходе из двигателя и входе в него, масла в картере, наружного воздуха, воздуха на входе в карбюратор и рабочей смеси;
- определять расход топлива и воздуха;
- изменять в необходимых пределах скоростной и нагрузочный режимы.
Избыточное давление в системе охлаждения стенда регулировалось от 0 до 1,0 кГ/см2 с помощью парового клапана.
Температура воды поддерживалась постоянной при помощи термостата.
Крутящий момент регистрировался посредством тензодатчиков.
Темп изнашивания поршневых колец определялся методом радиоактивных изотопов.
Скоростные характеристики двигателя три различной температуре воды на выходе для первого нагрузочного режима (60% Ne max) показаны на рис. 17,а, а для второго нагрузочного режима (80% Ne max) — на рис. 17,б.
Рис. 17. Скоростные характеристики двигателя: а — при первом нагрузочном режиме; б — при втором нагрузочном режиме: для температуры воды: 1 — 90°С; 2 — 60°С; 3 — 120°С
На основании графиков составлена табл. 17, в которой приведены величины снижения мощности двигателя и увеличения расхода топлива при повышении температуры воды от 90 до 120°С для обоих нагрузочных режимов.
Таблица 17. Влияние температуры воды на мощность двигателя и расход топлива
Из данных таблицы следует, что мощностные и экономические показатели двигателя при повышении температуры воды на выходе от 90 до 120°С снижаются незначительно.
Изменение температуры масла в картере двигателя в пределах 70—115°С на мощностные и экономические показатели влияния не оказывало.
Скоростные характеристики двигателя при различной температуре воздуха на входе в карбюратор для первого нагрузочного режима приведены на рис. 18,а, а для второго нагрузочного режима — на рис. 18,б. Из рис. 18,б видно, что при повышении температуры воздуха на входе в карбюратор от 20 до 80°С мощность двигателя понизилась от 77 до 65 л. с., т. е. на 15,6%. Удельный расход топлива соответственно повысился с 226 до 264 г/л. с. ч. т. е. на 16,7%. Такое же изменение мощности и расхода топлива наблюдалось и при работе двигателя на первом нагрузочном режиме.
Рис. 18. Скоростные характеристики двигателя: а — при первом нагрузочном режиме; б — при втором нагрузочном режиме; для температуры воздуха: 1 — 20°С; 2 — 40°С; 3 — 60°С; 4 — 80°С
Таким образом, работа двигателя при повышенной (до 80°С) температуре воздуха на входе в карбюратор приводит к значительному снижению мощности и экономичности.
На рис. 19 приведены скоростные характеристики двигателя в «нормальных тепловых условиях» (температура воздуха на входе в карбюратор 20—25°С, температура воды 90°С и температура масла 80°С) и в условиях, соответствующих тепловому состоянию двигателя при использовании автомобиля ЗИЛ-157 на грунтовых дорогах в жарко-пустынной местности (температура воздуха на входе в карбюратор 80°С, температура воды 120°С и температура масла 115°С).
Из рис. 19 следует, что работа двигателя на тепловом режиме, соответствующем условиям жарко-пустынной местности, приводит к снижению мощности и повышению удельного расхода топлива на 17%.
Рис. 19. Скоростные характеристики двигателя: 1 - для второго нагрузочного режима и «нормальных условий»; 2 - для второго нагрузочного режима и условий жарко-пустынной местности; 3 - для первого нагрузочного режима и «нормальных условий»; 4 - для первого нагрузочного режима и условий жарко-пустынной местности
Темп изнашивания поршневых колец в зависимости от изменения температуры воздуха на входе в карбюратор и масла в пределах, указанных в табл. 16, не изменялся, а при повышении температуры воды на выходе из двигателя от 90 до 120°С изменяется незначительно (рис. 20), т. е. практически повышенный тепловой режим не вызывает увеличения темпа изнашивания колец.
Рис. 20. Темп изнашивания поршневых колец двигателя в зависимости от температуры воды на выходе из двигателя: 1 - для первого нагрузочного режима; 2 - для второго нагрузочного режима