Rozruch Ursusa C-325

Dodano dnia: 07/09/2019

Ciągnik Ursus C-45 był produkowany w ZM „Ursus” przez okres 12 lat. Mimo kilkukrotnego modernizowania, główne jego wady, jak drgania całego ciągnika w czasie pracy, co było przyczyną choroby zawodowej u kierowców, bardzo nieekonomiczny silnik niskoprężny (jednostkowe zużycie paliwa wynosiło 320-350 g/KMgodz.), hałaśliwość w pracy itp. – pozostały. Ciągnik ten nie odpowiadał wymaganiom technicznym i jako konstrukcja przestarzała został wycofany z produkcji, musiał ustąpić miejsca nowoczesnemu ciągnikowi Ursus C-325.
Ciągnik Ursus C-325 został skonstruowany i przebadany przez młody kolektyw zakładowego biura konstrukcyjnego. Uruchomienie produkcji nastąpiło w bardzo krótkim czasie. Jest on ciągnikiem nowoczesnym, lekkim, o dobrych walorach technicznych. Zaopatrzono go w silnik wysokoprężny, dwucylindrowy, czterosuwowy, chłodzony wodą, bardzo ekonomiczny (jednostkowe zużycie paliwa 180-185 g/KMgodz.), w podnośnik hydrauliczny z urządzeniem do dociążania tylnych kół, w zależny i niezależny przekaźnik mocy, niezależne hamulce itd. Ciągnik jest także przystosowany do upraw międzyrzędowych, ma kilka rozstawów kół przednich i tylnych oraz możliwość zwiększenia prześwitu.

Przed rozpoczęciem produkcji seryjnej w wersji prototypowej i próbnej ciągnik był badany zarówno przez ZM „Ursus” jak i przez IMER i PIMR. W związku z tym, że badania były prowadzane przez personel dobrze obeznany z obsługą i eksploatacją tego rodzaju sprzętu, usterki w 1960 r. sygnalizowane licznie z terenu, związane w poważnej mierze z nieprawidłową obsługą, nie ujawniły się w trakcie badań. Między innymi w trakcie badań nie napotykano na większe trudności przy rozruchu silnika S-312.

Już latem 1960 r., przy temperaturach otoczenia powyżej +20 °C zaczęto notować w terenie dość liczne skargi na trudności w uruchamianiu silnika. Przy tych temperaturach otoczenia prawidłowe uruchomienie sprawnego silnika następuje w ciągu 5-6 sekund od chwili przystąpienia do rozruchu. Jeżeli tak nie było, to główna przyczyna tkwi w niefachowej obsłudze, w nieprzestrzeganiu zaleceń zawartych w instrukcji obsługi ciągnika C-325.
Stwierdzono na przykład, że wielu traktorzystów nie wiedziało o tym, iż pompa paliwowa ma wzbogacacz do dwukrotnego zwiększania dawki paliwa w czasie rozruchu, inni znów nie wiedzieli jak trzeba odpowietrzyć układ paliwowy. Stosowanie brudnego paliwa, nie czyszczenie filtru paliwowego, nie dolewanie wody destylowanej do akumulatorów, wszystko to miało zasadniczy wpływ na trudności związane z rozruchem.

Inny przykład, z jesieni 1960 r. W instrukcji obsługi na str. 46 w punkcie 1 podano: „Przed okresem jesienno-zimowym (około 15.X) należy wymienić oleje letnie na zimowe w silniku i mechanizmach przekładni ciągnika”. Tymczasem ekipy pracowników ZM „Ursus” 10 grudnia 1960 r. stwierdziły w terenie, że w 95% sprawdzonych ciągników oleje letnie nie były wymienione na zimowe. Oczywiście rozruch silnika w tych warunkach jest niemożliwy. Wzrost gęstości oleju letniego przy temperaturach otoczenia około 0°C jest tak duży, że rozrusznik nie jest w stanie nadać silnikowi odpowiednich obrotów rozruchowych. Przy zaciąganiu ciągnika innym pojazdem jego tylne koła się nie obracają, co może spowodować nawet awarię. Równocześnie próby rozruchu silnika z gęstym olejem silnikowym powodują duże zużycie tulei cylindrowych, łożysk wału korbowego, tłoków itd., ponieważ pompa olejowa nie jest w stanie doprowadzić zgęstniałego oleju do powierzchni współpracujących.

Silniki wysokoprężne, ze względu na przebieg procesu spalania, mają trudniejszy rozruch od silników gaźnikowych. Różnica polega na tym, że w silniku gaźnikowym następuje sprężanie uprzednio przygotowanej mieszanki benzyny z powietrzem i zapłon tej mieszanki za pomocą świecy zapłonowej, umieszczonej w komorze spalania. Tym samym rozruch silnika gaźnikowego w nieznacznym stopniu zależy od temperatury otoczenia, kształtu komory spalania, stopnia sprężania itp.
Rozruch silnika wysokoprężnego odbywa się na zasadzie samozapłonu oleju napędowego, który w stanie rozpylonym zostaje wprowadzony pod dużym ciśnieniem (100-250 atm) do komory spalania wtedy, kiedy zassane do cylindra powietrze zostało doprowadzone do wysokiego ciśnienia i temperatury umożliwiającej samozapłon. Brak zewnętrznego czynnika powodującego zapłon, a także bardzo krótki czas na przygotowanie mieszanki paliwa z powietrzem, uzależnia zapłon w pierwszym rzędzie od temperatury sprężonego powietrza w komorze spalania. Czym wyższa temperatura końca sprężania, tym łatwiejszy rozruch. Dlatego w warunkach zimowych przy niskiej temperaturze zasysanego powietrza i znacznym ochłodzeniu poszczególnych części silnika występują trudności z uruchomieniem silnika wysokoprężnego.

Przed konstruktorami ciągnika Ursus C-325 zostało postawione zadanie skonstruowania silnika wysokoprężnego z niskim zużyciem paliwa, o niskim ciężarze i łatwym rozruchu. Są ta wymagania, które się wzajemnie wyłączają, ponieważ silniki wysokoprężne z komorami wirowymi lub wstępnymi są nieekonomiczne (jednostkowe zużycie paliwa 210-220 g/KMgodz.), ale rozruch może być znacznie ułatwiony przez zastosowanie świecy żarowej umieszczonej w strumieniu wtryskiwanego paliwa. Natomiast komora spalania umieszczona w tłoku lub ponad tłokiem jest bardziej ekonomiczna (170-190 g/KMgodz.), ale przy stosowaniu tych komór, szczególnie w silnikach dwucylindrowych, komplikuje się zagadnienie rozruchu, ponieważ świecy żarowej do komory w tłoku wstawić nie można.

Silnik ciągnika Zetor 25 ma komorę wirową umieszczoną w głowicy. Przy 25 KM jednostkowe zużycie paliwa wynosi 220 g/KMgodz., to jest 6,6 1 oleju napędowego na godzinę pracy.
W silniku S-312 ciągnika Ursus C-325 została zastosowana komora spalania umieszczona w tłoku, o kształcie toroidalnym. Taka komora spalania pozwala uzyskać niskie zużycie paliwa i wysoką moc z litra objętości skokowej. Przy 25 KM jednostkowe zużycie paliwa wynosi 185 g/KMgodz., to jest 5,56 litra oleju napędowego na godzinę. Przyjmując, że ciągnik pracuje 10 godzin codziennie w ciągu 200 dni w roku, uzyskuje się w przypadku Ursusa C-325 oszczędność roczną paliwa na jednym ciągniku w wysokości 2 080 litrów. Przyjmując do obliczeń pracę 1 000 ciągników w ciągu roku, oszczędność roczna oleju napędowego wyniesie 2 080 000 litrów. Już obecnie w rolnictwie polskim pracuje około 10 tys. ciągników C-325, w przyszłości będzie ich kilkadziesiąt tysięcy. Oszczędności na samym paliwie będą więc sięgały setki milionów złotych.
Bezpośredni wtrysk paliwa do komory w tłoku lub ponad tłokiem jest szeroko stosowany przez szereg znanych firm produkujących silniki wysokoprężne (Leiland, MAN, Fiat, Saurer itd.). Także nowy ciągnik produkcji CSRS, Zetor-Major z silnikiem trzycylindrowym o mocy 30 KM, który zastąpi ciągnik Zetor 25, ma silnik wysokoprężny z bezpośrednim wtryskiem paliwa do komory w tłoku, chociaż firma „Zetor” ma wieloletnie doświadczenie w budowie silników z komorami wirowymi.

Ciągnik Ursus C-325 został zaopatrzony w szereg urządzeń do rozruchu silnika przy temperaturach otoczenia powyżej +7 °C, zaś w instrukcji obsługi zostały podane zalecenia na okres zimowej eksploatacji. Są to:
– instalacja elektryczno-rozruchowa, rozrusznik 1,8 KM, prądnica 110 W i akumulatory 108 Amp/h;
– wzbogacacz do dwukrotnego zwiększania dawki paliwa przy rozruchu;
– dekompresator, który umożliwia dekompresowanie poszczególnych cylindrów.
W ZM „Ursus” przeprowadzono szereg doświadczeń z rozruchem silnika przy różnych temperaturach oziębienia od 0°C do —12 °C (silnik został oziębiony w samochodzie-lodówce), a później przy mrozie dochodzącym do -18 °C.
Doświadczenia te wykazały, że po wykonaniu wszystkich zaleceń wymienionych w instrukcji obsługi, tj. po przelaniu i napełnieniu silnika gorącą wodą, wyciśnięciu sprzęgła itd., uruchomienie silnika następuje po upływie 5-8 sekund przy stanie naładowania akumulatorów 50%.
Chociaż zabieg podgrzewania wody dla napełnienia silnika przed rozruchem jest kłopotliwy dla użytkownika, tym niemniej w naszych warunkach eksploatacyjnych, przy stosowaniu do chłodzenia silnika zwykłej wody, zamiast płynów niezamarzających, trzeba przy temperaturze otoczenia +3 °C zlewać codziennie wodę z układu chłodzenia silnika do specjalnego naczynia. Pozostaje więc tylko czynność podgrzania uprzednio zlanej wody, przelania i napełnienia silnika gorącą wodą. Trzeba pamiętać, że silnik powinien być napełniony wodą zlaną poprzednio. Częsta zmiana wody w układzie chłodzenia powoduje osadzenie się kamienia kotłowego na ściankach tulei cylindrowej, kadłuba, głowicy, co utrudnia odprowadzenie ciepła i może być przyczyną zatarć.
Zaletą uruchomienia silnika przez podwyższenie temperatury ścianek (przelanie i napełnienie silnika gorącą wodą) jest zmniejszenie zużycia gładzi cylindrowej, pierścieni tłokowych i tłoka. W czasie długotrwałego rozruchu zimnego silnika, przy zimnych ściankach tulei cylindrowej i gęstym oleju występuje suche tarcie, ,a także wytwarzają się kwasy siarkowe, siarkawe i inne, które agresywnie działają na powierzchnię tulei cylindrowej. Badania przeprowadzone przez prof. Ricardo (Anglia) wykazały, że jeden rozruch zimnego silnika jest pod względem zużycia gładzi cylindrowej równoznaczny 6-8 godzinom pracy silnika przy pełnym obciążeniu.

Dla ułatwienia rozruchu silnika S-312 w ZM „Ursus” przeprowadzono szereg badań. Wynikiem tych badań jest wprowadzanie do produkcji od 1.I.1961 r. ścięcia na tłoczku pompy paliwowej (rys. 1). Tak wykonane ścięcie tłoczka powoduje opóźnienie kąta wtrysku przy rozruchu o 10° obrotu wału korbowego. Zamiast początku tłoczenia 30° przed GMP (w silniku S-312) otrzymujemy początek tłoczenia 20° przed GMP.

Opóźnienie kąta wtrysku polega na tym, że wtrysk paliwa odbywa się wtedy, kiedy tłok znajduje się bliżej GMP, a więc przy wyższym stopniu sprężania i wyższej temperaturze sprężonego powietrza, co znacznie ułatwia rozruch silnika. W ZM „Ursus” na 2 silnikach S-312 (jeden silnik miał ścięte tłoczki zgodnie z rysunkiem 1, drugi miał tłoczki normalne), zostały przeprowadzone badania wpływu opóźnienia kąta wtrysku na rozruch. Silniki całą noc przebywały na wolnym powietrzu przy temperaturze otoczenia -3°C. Rozruch silnika ze ściętymi tłoczkami nastąpił po 8 sek. zaś rozruch drugiego silnika po 6-krotnym włączaniu rozrusznika (jedno włączenie około 10 sek).
Opracowano także metodę usprawnienia rozruchu przy niskiej temperaturze przez wprowadzenie do przewodu ssącego mieszanek eteru, które w czasie rozruchu są zasysane do cylindra. Za granicą znane są specjalne urządzenia ułatwiające rozruch przez wprowadzenie mieszanek łatwopalnych do przewodu ssącego jak „Start-pilot”, „Ki-Gaz” itp. Do ułatwienia rozruchu ciągnika C-325 zostały zastosowane kapsułki z mieszanką eteru o objętości 3 cm2 (33% eteru, 33% nafty i 33% oleju napędowego).

Rozruch silnika z zastosowaniem kapsułek odbywa się w sposób następujący:
• trzeba powtórzyć wszystkie czynności podane w instrukcji obsługi, oprócz czynności przelania i napełnienia silnika gorącą wodą;
• zdjąć kapturek z filtru powietrza;
• nakłuć kapsułkę szpilką (rys. 2) i ściskając ją dwoma palcami wprowadzić jej zawartość cienkim strumieniem bezpośrednio do filtru powietrza (podawanie mieszanki odbywa się równocześnie z włączeniem rozrusznika — rys. 3).

Po uruchomieniu silnika trzeba natychmiast przerwać podawanie mieszanki eteru do filtru powietrza, napełnić układ chłodzenia wodą i nałożyć kapturek na filtr powietrza. Ciągnik jest gotowy do eksploatacji.
W najbliższym czasie zostanie uruchomiona produkcja kapsułek, które będą do nabycia w wolnej sprzedaży.

Prawidłowe uruchamianie silnika w różnych warunkach

Eugeniusz Ajzenberg
Mechanizacja Rolnictwa
Nr 3/1961