Külm väntamine

Külmväntamine viitab sisepõlemismootori (ICE) -bensiini, diislikütuse või muude kütusetüüpide-käivitamise protsessile, kui mootor ja selle komponendid (nt õli, jahutusvedelik, aku, kütusesüsteem) on ümbritseva õhu madalal temperatuuril (tavaliselt alla 0 kraadi /32 kraadi F ja äärmuslike miinuskraadideni, nagu -00 F). See on mootorite, autovedelike (eriti mootoriõli ja aku elektrolüütide) ning käivitussüsteemide jaoks kriitiline jõudlusnäitaja, kuna madalad temperatuurid kahjustavad tõsiselt süütamiseks ja esmaseks tööks vajalikke mehaanilisi ja elektrilisi funktsioone.

Miks on külm väntamine keeruline?

Madalad temperatuurid tekitavad mootori käivitamisel mitmeid füüsikalisi ja keemilisi takistusi, millest kõik külmkäivitusprotsess peab ületama:

Suurenenud määrdeaine viskoossus: mootoriõli pakseneb külma käes drastiliselt (omadus, mida nimetatakse külma viskoossuseks), mis suurendab hõõrdumist mootori liikuvate osade (kolvid, väntvõll, laagrid) vahel. See nõuab mootori ümberpööramiseks startermootorilt palju suuremat pöördemomenti (väntamismoment).

Aku jõudluse halvenemine: plii-happe- ja liitium-ioonakud kaotavad märkimisväärselt mahutavuse ja väljundvõimsuse, kui külmad keemilised reaktsioonid aeglustuvad ning sisetakistus suureneb. Aku peab andma käivitusmootorile suure voolu, mis muutub madalatel temperatuuridel palju raskemaks.

Kütuse aurustumisprobleemid: Bensiinil ja diislikütusel on madalatel temperatuuridel halb aurustumine. Bensiinimootorite süütamiseks kasutatakse tuleohtlikku õhu{1}}kütuseaurude segu; diiselmootorid vajavad diiselmootorite jaoks õiget kütusepihustamist-mõlemad on külma käes ohus, põhjustades süütetõrke või süüte puudumise.

Mehaaniline takistus: mootori metallosad tõmbuvad kokku, osade vahelised kitsad vahed suurendavad hõõrdumist ja jahutusvedelik (kui seda ei ole korralikult antifriisi{0}}töödeldud) võib osaliselt külmuda, lisades mehaanilist koormust.

Käivitusmootori ebatõhusus: käivitusmootori elektriline kasutegur langeb külmaga, vähendades pöördemomenti, mida see võib tekitada isegi olemasoleva akuvoolu korral.

Peamised külmkäivitamise mõõdikud (tööstuse standardid)

Külma väntamise jõudluse (vedelike, akude ja mootorite puhul) kvantifitseerimiseks kasutatakse standardiseeritud mõõdikuid-kõige tavalisem on akude külmväntamise amprid (CCA) ja mootoriõli puhul väntamisviskoossus (CCS/MRV) (ASTM/ISO standardid):

Külma väntamisega amprid (CCA): aku nimiväärtus (ASTM D5321), mis määrab amprite arvu, mida 12 V aku suudab anda 30 sekundit temperatuuril -18 kraadi (0 kraadi F), säilitades samal ajal minimaalse pinge (7,2 V 12 V süsteemide puhul). Kõrgem CCA=parem külmkäivitusjõud (kriitiline külma kliima korral).

Seotud hinnang: MCA (Marine Cranking Amps) (testitud temperatuuril 0 kraadi / 32 kraadi F) ja CA (Cranking Amps) (vähem range kui CCA).

Cold Cranking Simulator (CCS) viskoossus: mootoriõli reiting (ASTM D5293), mis mõõdab õli voolutakistust suure nihkejõu ja madala temperatuuriga mootori väntamise tingimustes. Madalamad CCS-väärtused=on õli paksem külmaga, nõudes väiksemat starteri pöördemomenti (talvise-klassi õlide, nagu 0W-20, 5W-30, põhispetsifikatsioon).

Minimaalne väntamiskiirus: minimaalne pöörlemiskiirus (RPM), mille starter peab saavutama, et käivitada mootor antud madalal temperatuuril (nt 100–200 p/min bensiinimootorite puhul -20 kraadi juures). Ebapiisav väntamiskiirus põhjustab süüte ebaõnnestumise.

Külmväntamissüsteemid ja lisandid (jõudluse parandamiseks)

Sõidukites ja tööstusseadmetes kasutatakse külmkäivitamise optimeerimiseks spetsiaalseid disainilahendusi ja tooteid:

Talvised-mootoriõlid: koostatud viskoossusindeksi (VI) parandajate, hangumispunkti langetavate ainete ja madala -viskoossusega baasõlidega (nt 0W, 5W eesliited), et hoida õli madalatel temperatuuridel õhuke (madalad CCS/MRV väärtused).

Kõrged-CCA-akud: disainitud paksemate plaatide, rohkema elektrolüütide ja madala-takistusega sisekomponentidega külma-temperatuuri voolu edastamiseks.

Mootoriplokisoojendused: elektrilised küttekehad (kümblus-, padja- või tsirkulatsiooniga), mis soojendavad mootoriplokki ja õli enne käivitamist, -tavaliselt äärmuslikult külmas kliimas (nt Kanadas, Skandinaavias).

Kütuselisandid: -geelivastased lisandid (diislile) takistavad kütuse geelistumist; Bensiini kütusesüsteemi puhastusvahendid ja aurustumise parandajad parandavad õhu-kütuse segu moodustumist.

Käivitusmootori uuendused: suure pöördemomendiga-käiviti, millel on rasked-komponendid, et tekitada külmas rohkem väntamist.

Hõõgküünlad (diiselmootorid): elektrilised kütteelemendid, mis soojendavad põlemiskambrit, et hõlbustada diiselsüüte{0}}aktiveerimist enne väntamist külma ilmaga.

Sisselaskeõhu soojendid: kasutatakse mõnes bensiini-/diiselmootoris sissetuleva õhu soojendamiseks, parandades kütuse aurustumist ja süttimist.

Külmväntamine erinevatel mootoritüüpidel

Bensiinimootorid: õhu-kütuse segu-süütamiseks kasutage süüteküünalt, kuna külma väntamise rike on sageli tingitud halvast aurustamisest (rikkad/lahjad segud) või ebapiisavast aku võimsusest mootori pööramiseks ja süüteküünla süütamiseks.

Diiselmootorid: isesüttimiseks on vaja kõrget surveastet (16:1 kuni 22:1) külmkäivitamine on keerulisem, kuna paks õli suurendab survejõudu ja kütuse geelistumine/halb pihustamine takistab nõuetekohast põlemist (külmkäivituse korral on hõõgküünlad kohustuslikud).

Tööstuslikud/raskeveo{0}}mootorid (nt ehituses, kaevanduses, laevanduses): sageli on neil spetsiaalsed külmkäivitussüsteemid (nt eelmäärimispumbad, topeltakud, kütuse eelsoojendid), mis töötavad äärmuslikult madalal{6}}temperatuuril.

Asjakohasus maailmas-

Külma väntamise jõudlus on sõidukite/seadmete projekteerimisel, vedelike valikul ja hooldamisel -eriti külma talvega piirkondades (parasvöötme, subarktiline ja arktiline kliima). Näiteks:

Madala -CCA-aku või mitte-talve-õliga (nt 20W-50) sõiduk ei käivitu tõenäoliselt -10 kraadi juures.

Tööstuslikud mootorid (nt generaatorid, põllumajandusseadmed) peavad omama usaldusväärset külmkäivitusvõimet, et tagada tööaeg hädaolukorra või kriitiliste tööstsenaariumide korral.