Представьте себе обычное утро. Вы выходите, открываете свой автомобиль, вставляете ключ в зажигание или нажимаете кнопку пуск, и ваш автомобиль заводится, после чего вы благополучно уезжаете по своим делам.
Но задумывались ли вы, что происходит после того, как вы поворачиваете ключ или нажимаете кнопку? Вы скажете – чего ж тут думать, все просто. Срабатывает электрическая цепь, стартер крутит маховик, системы впрыска топлива и зажигания подают топливо и искру в цилиндр и автомобиль заводится. И действительно для современного водителя всё просто – электронная система управления двигателя сама рассчитает длительность работы стартера, какое количество топлива и воздуха нужно подать, какой выбрать угол опережения зажигания.
Водители постарше вспомнят карбюраторные автомобили, где всё было не так запросто.
При первом запуске двигателя после длительной стоянки водитель должен был сам отрегулировать количество поступающего воздуха, путём управления воздушной заслонкой («подсосом»), а также количество поступающего бензина, нажимая педаль газа. Сам запуск осуществлялся также стартером, но продолжительность его работы определялась водителем в зависимости от температуры наружного воздуха путём удерживания повёрнутым ключа зажигания.
Ошибка в действиях легко могла привести к тому, что свечи зажигания «заливало», и тогда запуск из 5 секунд превращался минимум в 20 минут при наличии сухих свечей.
Хотя электростартер стал неотъемлемой частью автомобиля ещё с 1920 г., многие автомобили первой половины 20-го века, а особенно грузовая и военная техника, имели систему запуска при помощи мускульной силы шофёра.
В народе эта система называется «кривой стартер». Суть в том, что на конце коленчатого вала установлена корончатая гайка, в которую через технологическое отверстие в кузове необходимо было вставить пусковое устройство. Как правило, это была труба, на конце которой имелся штифт, а рукоять была согнута для удобства хвата.
Суть проста, нужно было проделать все операции карбюраторного пуска (а на ранних автомобилях 1910-х и 1920-х годов ещё и выставить вручную угол опережения зажигания), только вместо электростартера за проворачивание коленчатого вала для пуска отвечал сам шофёр. Нужно было плавно потянуть рукоять вверх, а затем резко крутнуть вниз, приложив немало усилий (пробовал лично). Если всё удалось, то двигатель запустится, либо придётся повторить процедуру. Чем больше количество цилиндров и объём двигателя, тем сложнее вращать рукоять. Например, для запуска таким образом двигателя танка «Тигр», требовалось минимум 2 человека.
Главная опасность такого метода – возможность получить вполне реальные повреждения рук, и вместо поездки по назначению уехать в больницу. Всё дело в том, что при неправильной настройке зажигания происходит раннее воспламенение в цилиндре, что провоцирует «отдачу».
Однако существуют и более экзотические методы запуска двигателей.
Например, запуск двигателя при помощи холостого ружейного патрона 12 калибра. Такая система была установлена на тракторе Field Marshal Fowler, выпускавшемся в Великобритании с 1945 г. по 1957 г.
Холостой патрон загружался в казенную часть на впускной системе одноцилиндрового двухтактного дизельного двигателя. Тлеющую бумагу помещали в головку блока цилиндров для поднятия температуры в камере сгорания, заменяя тем самым свечу накала. Запуск осуществлялся путём удара молотком по казённой части. Пороховые газы толкали поршень, приводя тем самым в движение коленчатый вал, происходил запуск. Видео этого процесса можно найти на YouTube по запросу «Запуск трактора с помощью патрона».
Также, при помощи патронов запускался двигатель Pratt&Whitney R-1820, устанавливавшийся на самолет Grumman F4F Wildcat и другие.
Запуск двигателя осуществлялся при помощи стартовых патронов пиростартером Коффмана, схема которого представлена ниже.
Патроны вставлялись в патронник, а их электрический пуск осуществлялся из кабины пилота. Выделявшиеся при выстреле газы приводили в движение стартер, который через зубчатую передачу вращал двигатель. Полный комплект включал восемь стартовых патронов, рассчитанных на 8 пусков.
Ещё одним методом запуска двигателя является запуск при помощи сжатого воздуха.
Суть метода понятна из названия – воздух, находящий в баллонах под большим давлением, подаётся в цилиндры, раскручивая коленчатый вал. При достижении достаточного количества оборотов подача перекрывается, и двигатель запускается.
Такая система используется как запасная на бронетехнике, тепловозах, а также судовых дизелях.
Как вариант развития этой системы – подача воздуха не напрямую в цилиндры, а на пневмостартер, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал двигателя, производя запуск.
А как вам, например, идея пуска одного двигателя при помощи другого двигателя?Именно таким образом запускаются многие советские тракторы, а также стационарные дизельные двигатели.
Сделано это для уменьшения энергозатрат при длительном пуске двигателя, а также для независимости от состояния аккумуляторных батарей. Мощность пускового двигателя обычно составляет около 8—10 % мощности основного двигателя. Этот способ обеспечивает надёжный запуск в тяжёлых условиях. Одновременно с этим, пусковой двигатель включён в систему жидкостного охлаждения, позволяя обеспечивать предпусковой подогрев главного двигателя. «Пускач» же запускается вручную, имея зажигание от магнето, что позволяет ему не зависеть от состояния аккумуляторных батарей. После запуска и прогрева пусковой двигатель соединяется с маховиком главного двигателя фрикционной муфтой или бендиксом с ручным управлением.
Неудобством такого способа является необходимость следить не только за уровнем солярки для основного двигателя, но и за уровнем бензина и общим состоянием пускового двигателя.
Вот такой путь прошла эволюция стартерных систем для того, чтобы сегодня вы выходили, открывали свой автомобиль, вставляли ключ в зажигание или нажимали кнопку пуска, и ваш автомобиль заводился легко и просто.
Спасибо, что прочитали эту статью, надеюсь, мне удалось познакомить вас с чем-то новым и интересным. В мире ещё много инженерных шедевров, и я постараюсь рассказать вам о них как можно больше!
А если вы подпишитесь на канал и поддержите меня лайком, я буду знать, что моя работа не прошла даром и мой материал кому то интересен. До новых открытий, друзья!