Влияние низких температур на работу агрегатов, узлов и систем

В отличие от двигателя надежность работы других агрегатов, узлов и систем при низких температурах связана в первую очередь с изменением физико-химических свойств применяемых масел, пластичных смазок и специальных жидкостей, а также с изменением структурных свойств материалов, применяемых для изготовления деталей, приводящих к хладноломкости резинотехнических деталей и деталей из пластмасс.

Повышение вязкости трансмиссионных масел при низких температурах затрудняет образование масляного тумана, необходимого для смазки деталей, что приводит к повышенному их износу. Исследования показали, что при понижении температуры трансмиссионного масла с плюс 80 до 0°C износ шестерен коробок передач автомобилей ЗИЛ-130 увеличивается почти в 10 раз. Применяемые трансмиссионные масла обеспечивают минимальный износ деталей при вязкости 16...22 сСт, что соответствует температуре 75...85°C.

В табл. 1 приведены установившиеся температуры агрегатов автобуса ПАЗ-672 при различных температурах наружного воздуха.

Таблица 1

Агрегат	Установившаяся температура, °C, при температуре наружного воздуха.°C
	0	-20	-40
Двигатель	82	81	80
Коробка передач	67	56	45
Задний мост	35	27	18

При работе автобуса ПАЗ-672 на городских маршрутах при температуре наружного воздуха минус 40°C температура основных агрегатов составила 3°C для заднего моста, 33°C для коробки передач и 75°C для масла двигателя. Таким образом, в реальных условиях эксплуатации температура масел в агрегатах трансмиссии и его вязкость весьма далеки от оптимальных величин. Очевидно, что наиболее доступным средством обеспечения оптимальной вязкости трансмиссионных масел при низких температурах и снижения взносов деталей является применение всесезонных маловязких загущенных масел.



Низкие температуры оказывают существенное влияние на расход топлива при прогреве двигателя, агрегатов трансмиссии и шин после межсменной стоянки автомобиля, после остановки его и стоянки на линии и при работе автомобиля. Расход топлива стабилизируется при достижении температуры масла в основных агрегатах трансмиссии 15...25°C.

На рис. 21 представлены зависимости расхода топлива при работе автомобилей от температуры наружного воздуха при различных скоростях движения. Из рис. 21 видно, что при изменении температур наружного воздуха от плюс 30 до минус 40°C расход топлива увеличивается более чем на 20%. Это обусловлено повышением вязкости масла и сопротивления провертывания шестерен в агрегатах трансмиссии при низких температурах и в первую очередь в зад-нем мосту, так как коробка передачи расположена ближе к двигателю и имеет более высокую температуру. По данным Тюменского индустриального института (ТИП) для автомобиля ЗИЛ-130 при температуре наружного воздуха минус 40°C возросшее сопротивление ведущего моста вызывает увеличение расхода топлива на 5..6%. В этих условиях повышается сопротивление шин качению, что является одной из основных причин увеличения расхода топлива от 10 до 15% и более. С понижением температуры увеличивается плотность воздуха, что приводит к возрастанию аэродинамического сопротивления при движении автомобиля и увеличению расхода топлива на 2...7%.





Суммарные потери топлива на прогрев двигателя на стоянке и прогрев агрегатов и шин после стоянки достигают по данным ТИП 3...5% и более при температурах наружного воздуха минус 40°C. В литературе иногда отмечается, что в очень холодном климатическом районе имеются случаи резкого увеличения числа отказов деталей в результате их хладноломкости при низких температурах. Эксплуатация северных модификаций автомобилей в районах холодного и очень холодного климата показала, что не было ярко выраженных случаев хладноломкости металлических деталей при соблюдении установленной грузоподъемности автомобилей. Отмечаемые случаи поломок деталей связаны нередко со значительным превышением допустимой грузоподъемности автомобилей.

Значительное влияние низкие температуры оказывают на надежность шин, резинотехнических изделий и деталей из пластмасс, в результате чего они становятся хрупкими и разрушаются при температурах ниже минус 40...45°C. Отмеченные недостатки устраняются в результате применения натурального каучука для шин и резинотехнических изделий или специальных наполнителей в синтетический каучук и пластмассы, снижающих затвердевание и хрупкость резины и пластмасс.