0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель воздушного охлаждения температур

Двигатель воздушного охлаждения

Чтобы уберечь двигатель от перегрева, тем самым увеличивая срок безотказной эксплуатации автомобиля, необходима действенная система охлаждения. Предстоящее исследование посвящено «воздушникам», их устройству, а также достоинствам и недостаткам. Изучив предлагаемую информацию, можно сравнить принудительное охлаждение воздухом с жидкостным, чтобы сделать правильный выбор системы.

Что влияет на выбор рабочей температуры двигателя при проектировании автомобиля

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Одной из главных характеристик двигателя внутреннего сгорания является его коэффициент полезного действия (КПД). Он определяет эффективность работы силового агрегата, уровень потребления топлива на единицу пробега. Согласно исследованиям в области термодинамики французского инженера Сади Карно (1796-1832), КПД ДВС увеличивается с ростом рабочей температуры двигателя.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Бесконечно увеличивать температуру рабочей области цилиндров нельзя, иначе процесс может привести к необратимым последствиям. Со времени изобретения первых двигателей внутреннего сгорания в качестве регулятора рабочей температуры использовались потоки воздуха. Затем стали применять водяное охлаждение. С помощью водяного охлаждения удалось создать высокоэффективные системы охлаждения ДВС с точной стабилизацией температурного режима.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —> adsp-pro-1 —>

В начале 90-х экологические и экономические проблемы обозначили задачу увеличения эффективности ДВС. Прямой путь к этому – увеличение рабочей температуры двигателей. Это можно сделать путем:

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

  • изменения химического состава антифриза;
  • увеличения давления в системе охлаждения.

Совместное применение этих технологий позволило увеличить рабочую температуру некоторых двигателей до +100 и более градусов Цельсия.

p, blockquote 10,0,1,0,0 —>

Именно поэтому нельзя открывать пробку радиатора прогретого автомобиля !

При уменьшении давления в системе охлаждения антифриз мгновенно вскипает. Это может привести к повреждению двигателя и серьезным паровым ожогам.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Жидкостное

Принцип охлаждения двигателей мотоциклов по этой схеме такой же, как и у автомобилей. В качестве теплоносителя выступает охлаждающая жидкость — антифриз. Антифриз одновременно оказывает антикоррозионное и смазывающее действие. Воду в системе охлаждения используют только в случае возникновения неисправности и острой необходимости продолжить движение при отсутствии охлаждающей жидкости. При этом в воде не должно быть примесей, и ее необходимо заменить на рекомендованную охлаждающую жидкость в кратчайшие сроки.

Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через каналы в стенках цилиндров и головках цилиндров двигателя, забирает от них тепло и отдаёт его радиатору. Между пластин радиатора проходит набегающий поток холодного воздуха и охлаждает радиатор.

Один из важнейших элементов системы — термостат. Он делит систему охлаждения на два контура – малый и большой. Когда двигатель холодный, клапан термостата закрыт. Циркулирующая при этом охлаждающая жидкость движется по малому контуру. Это позволяет отсечь большой объем охлаждающей жидкости, обеспечивая более быстрый прогрев двигателя. При температуре приблизительно 90° клапан открывается, обеспечивая циркуляцию жидкости по большому контуру и более эффективное охлаждение двигателя.

На радиаторе, как правило, устанавливается вентилятор с электроприводом. Он включается при повышении температуры охлаждающей жидкости. Например, когда мотоцикл движется с низкой скоростью, когда набегающего потока воздуха недостаточно.

ДВС с воздушным охлаждением

  • ДВС с воздушным охлаждением
  • Предназначение воздушного охлаждения
  • Принцип работы воздушной системы охлаждения
  • Естественное воздушное охлаждение
  • Принудительное воздушное охлаждение
  • Преимущества и недостатки
  • Распространённые поломки
  • Где применяются двигатели з воздушной системой охлаждения
Читать еще:  Что такое колено в двигателе мотоцикла

Для нормальной работы двигателя необходима температура 80 – 90 градусов. А температура в цилиндре в рабочем состоянии может расти до 2000 градусов, что разрушительно влияет на детали. Система охлаждения в машине позволяет мотору не перегреваться в жару и не промерзать в мороз. Нарушение температурного режима чревато быстрым износом деталей, повышенным расходом топлива и масла, падением мощности двигателя.

  • Предназначение воздушного охлаждения
  • Принцип работы воздушной системы охлаждения
    • Естественное воздушное охлаждение
    • Принудительное воздушное охлаждение
  • Преимущества и недостатки
  • Распространённые поломки
  • Где применяются двигатели з воздушной системой охлаждения

Таким образом, система охлаждения контролирует температурные пределы для идеальной работы автомобиля.

Предназначение воздушного охлаждения

Прямое предназначение системы охлаждения – поддерживать оптимальную температуру для работы двигателя. Система охлаждения отвечает и за нагрев воздуха в салоне, за охлаждение моторного масла и рабочей жидкости коробки-автомат, иногда охлаждается приемный коллектор и дроссельный узел. В результате сгорания топлива рассеивается 35% тепла.

Принцип работы воздушной системы охлаждения

Воздушный поток принудительно поступает к двигателю при помощи алюминиевых лопастей вентилятора. Движется воздух между ребрами охлаждения, а потом равномерно распределяется с помощью дефлекторов на все детали мотора.

Вентилятор состоит из направляющего диффузора (по окружности в нем имеются неподвижные радиально расположенные лопасти переменного сечения, чтобы направлять поток воздуха) и ротора с 8 радиально расположенными лопатками. Лопасти диффузора меняют направление потока воздуха, и он движется в противоположную от вращения ротора сторону. Это увеличивает давление воздуха и лучше охлаждает двигатель.

Чтобы увеличить площадь поверхности для контакта с воздухом, на блок и головку блока цилиндров установлены дополнительные ребра. В минуту вентилятор может подать 30 кубов воздуха, что позволяет двигателю работать при температуре от –40° до +40°. Термостаты и заслонки позволяют регулировать интенсивность охлаждения двигателя.

Естественное воздушное охлаждение

Самым простым способом охлаждения двигателя является естественное воздушное охлаждение. На внешней поверхности цилиндров стоят ребра, через которые и отдается тепло. Такая система охлаждения стоит на мотоциклах, мопедах, поршневых двигателях и др.

Принудительное воздушное охлаждение

В системе принудительного воздушного охлаждения есть вентилятор и ребра охлаждения. Кожух покрывает вентилятор и ребра. Это способствует направлению воздушного потока и препятствует проникновению тепла извне.

Преимущества и недостатки

Преимущества двигателей с воздушным охлаждением:

1. Простота конструкции. Легко ремонтировать.

2. Незначительный вес.

3. Надежность.

4. Недорого.

5. Хорошие показатели холодного запуска мотора.

Недостатки:

1. Создает шум.

2. Увеличиваются размеры мотора.

3. Неравномерность обдува и локальный перегрев.

4. Чувствительность к качеству топлива, масла и запчастей.

Распространённые поломки

Датчик показывает повышение температуры масла в картере – охлаждающая система дает сбой в работе. Немедленно заглушите мотор и выясните причину. На приборной панели загорается лампа, которая сигнализирует о неполадках. Причина может быть в обрыве ремня вентилятора. Очень редко случаются проблемы в работе термостата.

Где применяются двигатели з воздушной системой охлаждения

Двигатели с воздушной системой охлаждения применяются все меньше (их вытесняет жидкостное охлаждение) в машиностроении (компактные малолитражки, дизельные ДВС, грузовики, техника сельского хозяйства).

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Читать еще:  Двигатель 740500 технические характеристики

МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

  • Аннотация
  • Об авторе
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Повышение уровня форсирования современных дизельных двигателей оказывает влияние на техникоэкономические, экологические и ресурсные показатели двигателей внутреннего сгорания. Это, в свою очередь, требует комплексной оценки и совершенствования их характеристик. Как известно, рабочий процесс и тепловая напряженность деталей камеры сгорания связаны между собой. Изменение конструктивных, режимных и регулировочных параметров систем и конструктивных элементов двигателей внутреннего сгорания, обеспечивающих процессы смесеобразования и сгорания, оказывает неизбежное влияние на теплонапряженное состояние деталей камеры сгорания. Совместная оценка параметров рабочего цикла и прочностных показателей деталей двигателей внутреннего сгорания позволяет решить целый ряд проблем, возникающих в процессе разработки двигателей новой конструкции и доводки существующих. В статье приведены результаты сравнительной расчетной оценки теплонапряженного состояния головки цилиндра быстроходного дизельного двигателя Д21А (2Ч10,5/12) при работе в режиме номинальной мощности. Для моделирования и уточнения теплонапряженного состояния при описании граничных условий теплопроводности решались сопряженные задачи «газ – стенка»: одна – для камеры сгорания дизеля (внутренняя задача) – моделирование рабочего цикла дизеля, другая – для ребер охлаждения при их обдуве потоком воздуха (внешняя задача). Вычисления производили в трехмерной нестационарной постановке в декартовых координатах. Для моделирования рабочего цикла дизельного двигателя использовали расчетную сетку, описывающую конфигурацию камеры сгорания, впускных и выпускных каналов. Решение внешней задачи для поверхности ребер охлаждения при их обдуве потоком воздуха позволило уточнить температуры и коэффициенты теплоотдачи и тем самым в дальнейшем повысить точность расчетной оценки уровня температур и напряжений головки цилиндра.

Ключевые слова

Об авторе

Кандидат технических наук

Адрес для переписки: Авраменко Андрей Николаевич Институт проблем машиностроения имени А. Н. Подгорного НАН Украины ул. Д. Пожарского, 2/10, 61000, г. Харьков, Украина Тел.: +380 57 394-47-54 an0100@yandex.ru

Список литературы

1. Розенблит, Г. Б. Теплопередача в дизелях / Г. Б. Розенблит. М.: Машиностроение, 1977. 216 с.

2. Современные дизели: повышение топливной экономичности и длительной прочности / Ф. И. Абрамчук [и др.]; под общ. ред. А. Ф. Шеховцова. Киев: Техника, 1992. 272 с.

3. Dahlén, L. CFD Studies of Combustion and In-Cylinder Soot Trends in a DI Diesel Engine – Comparison to Direct Photography Studies / L. Dahlén, A. Larsson // SAE Techical Paper 2000-01-1889. 2000.

4. Epping, K. The Potential of HCCI Combustion for High Efficiency and Low Emissions / K. Epping, S. Aceves, R. Bechtold // SAE Technical Paper 2002-01-1923, 2002.

5. Ranjbar, A. A. Computational Study of the Effect of Different Injection Angle on Heavy Duty Diesel Engine / A.A. Ranjbar, K. Sedighi, M. Farhadi // Thermal Science. 2009. Vol. 13, No 3. P. 9–21.

6. Абрамчук, Ф. И. Программный комплекс для моделирования внутрицилиндровых процессов ДВС / Ф. И. Абрамчук, А. Н. Авраменко // Двигатели внутреннего сгорания. 2010. № 2. С. 7–12.

7. Эфрос, В. В. Дизели с воздушным охлаждением Владимирского тракторного завода / В. В. Эфрос. М.: Машиностроение, 1976. 277 с.

8. Magnussen, B. F. The Eddy Dissipation Concept for Turbulent Combustion Modelling. Its Physical and Practical Implications, Presented at the First Topic Oriented Technical Meeting, International Flame Research Foundation, Ijmuiden / B. F. Magnussen // The Netherlands, Oct. 1989.

Читать еще:  Makita 6281d характеристики двигателя

9. Peters, N. Turbulent Combustion / N. Peters. Cambridge: Cambridge University Press, 2000. 322 p.

10. Авраменко, А. Н. Оценка экономических, экологических и прочностных показателей быстроходного дизеля / А. Н. Авраменко // Вестник НТУ «ХПИ». 2009. № 47. С. 127–132.

Для цитирования:

Авраменко А.Н. МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2016;15(5):420-426. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2016-15-5-420-426

For citation:

Avramenko A.N. METHODOLOGY FOR ESTIMATION OF HEAT-STRESSED STATE FOR CYLINDER HEAD OF DIESEL ENGINE WITH AIR COOLING. Science & Technique. 2016;15(5):420-426. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2016-15-5-420-426


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Выбор масел

Условия эксплуатации агрегатов с воздушным охлаждением предъявляют определенные требования к качеству и составу смазочных жидкостей. В первую очередь смеси должны обеспечивать образование прочной масляной пленки в зонах трения, и гарантировать стабильное ее состояние в условиях высоких температур.

Кроме того, эмульсии должны иметь оптимальную вязкость, обеспечивающую быстрый запуск двигателя и мгновенную доставку смазывающей жидкости в точки контакта соприкасающихся деталей.

При выборе смазки для моторов с воздушным охлаждением нужно учитывать следующие характеристики:

  1. Минеральные масла хорошо работают с этилированным бензином. Они снижают риск образования нагара и обеспечивают рекомендуемую чистоту выброса выхлопных газов.
  2. Полусинтетические масла представляют собой растворы минеральных и синтетических компонентов, смешанных в определенных пропорциях.
  3. Синтетические продукты предназначены для мощных двигателей работающих в зоне повышенных механических нагрузок. Они обладают низким коэффициентом вязкости и высокой подвижностью.

Прочная масляная пленка, создаваемая синтетикой, эффективно защищает трущиеся детали от задиров и преждевременного износа.

Современная промышленность выпускает достаточное количество сортов смазочных жидкостей для моторов с воздушным охлаждением. Качество смесей у каждого производителя может разниться, так как разработка структуры веществ производится с учетом конструктивных особенностей агрегатов, а также в соответствие условиям их эксплуатации.

Поэтому при покупке следует руководствоваться паспортом устройства и советами продавца–консультанта. Кроме того, приобретать жидкости необходимо у проверенных поставщиков, торгующих смазками от известных производителей.

Использование кондиционера

Для охлаждения внутри электрошкафа можно использовать кондиционеры. От поставщиков такого оборудования необходимо получить данные по утилизации тепловой мощности, но расчеты по излучению энергии внутри электрошкафа необходимо выполнить самостоятельно. Кроме этого, необходимо проявлять осторожность при включении системы после отключения или ТО, т.к. последующее понижение температуры может привести к образованию конденсата в электрошкафу.

Отправьте заявку и получите очень выгодное коммерческое предложение по оборудованию Siemens
в течение 4 часов

Отправьте заявку и получите коммерческое предложение по оборудованию Siemens

по направлениям PA и PI/CI
(КИПиА, SimaticNet и S7-400)









  • главная
  • компоненты SIEMENS
  • документация SIEMENS
  • АСУ ТП
  • техническая поддержка
  • контакты

© ПРОМЭНЕРГО АВТОМАТИКА, 2001—2021. Все права защищены законодательством РФ.
Не допускается полное или частичное копирование материалов данного сайта без письменного разрешения владельца.

Мы в Инстаграм:

Все самое свежее о семинарах, обучениях, web-тренингах и новостях из мира АСУТП

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector