Система воздушного охлаждения двигателя: устройство, преимущества и недостатки |

Содержание

устройство, преимущества и недостатки |

Не многие знают, что наряду с обыкновенным жидкостным охлаждением силовых агрегатов автомобиля, существует и системы воздушного охлаждения. Они не имеют широкого распространения, хотя некоторые модели автомашин, оборудованных системами аэрообдува, еще бороздят дороги российских городов.

Сегодня мы поговорим о воздушном охлаждении двигателей авто, разберем его принцип действия, а также ознакомимся с его достоинствами и недостатками.

Устройство

Во время работы, мотор автомобиля разогревается до высоких температур, которые оказывают негативное влияние на его функциональное состояние. Чтобы не возникало перегрева, в конструкции автомобиля применяется система охлаждения, которая, как мы сказали чуть выше, бывает жидкостной и воздушной. Охлаждение посредством антифриза затрагивать не будем, а вот про устройство системы воздушного охлаждения поговорим более подробно.

Как не трудно догадаться, основным носителем «прохлады» выступает поток воздуха, нагнетаемый мощным кулером (вентилятором). Помимо вентилятора, состав данной схемы предусматривает наличие охладительных ребер камер сгорания цилиндров и головки блока цилиндров, искусственно увеличивающих площадь охлаждения. Для изоляции элементов применяются специальные кожухи. Дефлекторы служат устройствами, регулирующими направление воздушного потока. Разумеется, за всей системой неусыпно наблюдают всевозможные контрольные датчики.

Принцип работы

Ввиду наибольшего нагрева «головы» и цилиндропоршневой зоны основной поток воздуха направляется именно на них. Чтобы он доходил наиболее полно, предусматривается его распределение по каналам, образованным ребрами охлаждения. Дальнейшее продвижение потока за счет нескольких дефлекторов перенаправляется по остальным частям силового агрегата. Дефлекторы представляют собой тонкие, но достаточно твердые металлические пластины. Поступающее количество воздуха поистине огромное. Вентилятор ежеминутно способен поставлять почти 30 кубических метров аэросмеси, что позволяет обеспечивать полноценное функционирование движка небольшого объема и умеренной мощности без каких-либо температурных ограничений эксплуатационной среды. Уровень интенсивности охлаждения изменяется автоматически, посредством термостата и заслонок.

Преимущества и недостатки использования.

Преимуществами системы воздушного охлаждения можно назвать несомненную простоту устройства, не требующую вмешательства во внутреннюю конструкцию мотора и подразумевающую элементарные обслуживающие мероприятия. Помимо этого, аэроохлаждение делает возможным значительное снижение веса силового агрегата. Отметим и превосходные показатели холодного пуска, характерные для автомобилей с данными системами.

Недостатки подобного охлаждения тоже имеются. Например, двигатели, в случае использования воздушного теплоотведения, становятся намного более требовательными к качеству топлива и смазывающих материалов, так как их функционирование связано с осложненными условиями. Отметим и повышенный уровень шума, который неминуемо возникает во время работы. Не оставим без внимания и увеличенные размеры (не путать с массой) двигателя. К сожалению, и равномерность охладительных процессов оставляет желать лучшего.

Наиболее распространенные неисправности.

Характерным признаком сбоев в системе воздушного охлаждение является повышение температурных показателей двигателя выше предельно допустимой границы. Как только водитель замечает, что начался перегрев, ему необходимо заглушить авто, чтобы выяснить причину аномального роста температуры.

Наиболее частой причиной сбоев является обрыв приводящего ремня основного кулера. В случае если это произошло, приборная панель проинформирует автолюбителя включением соответствующей сигнализирующей лампой. Помимо этого, порой случаются проблемы в работе термостата, однако они не являются слишком распространенным явлением.

Итоги

Система воздушного охлаждения применялась на таких моделях как Фольксваген Жук и Транспортер, Порше 911 и некоторых других.

В нынешние времена популярность такого решения сократилась до минимума. В основном это обусловлено чрезвычайным распространением автомобилей, имеющих поперечное расположение силового агрегата. Такая конструкция делает невозможным наличие должного воздушного охлаждения, да и установка жидкостных систем охлаждения в этом случае гораздо более удобна и продуктивна.

Источник: https://avtopulsar.ru/

Система воздушного охлаждения двигателя — autodoc24.ru

Воздушная система охлаждения двигателя пользовалась огромной популярностью после Второй мировой войны, когда у людей не было денег на покупку дорогих автомобилей. Простая и надежная система, построенная на принудительном обдуве разогретого блока цилиндров потоком воздуха, отлично зарекомендовала себя на маломощных микролитражках европейского производства.

Назначение воздушного охлаждения двигателя

При работе двигателя внутреннего сгорания, температура отдельных деталей может повышаться до 800-900 градусов, а цилиндры разогреваются до 2000 градусов Цельсия и выше. Если не охлаждать двигатель, его мощность заметно снизится, а расход топлива и масла увеличится. Перегрев деталей мотора, к тому же, приводит к их быстрому износу и поломке.

До 2001 года двигатели воздушного охлаждения от Volkswagen Beetle использовались в качесте двигателей подъемников на австралийском горнолыжном курорте Тредбо

Чрезмерное охлаждение действует на двигатель не менее негативно. При переохлаждении наблюдаются практически те же признаки: снижение мощности, ускоренный износ деталей, повышенный расход топлива.

В современных автомобилях система охлаждения помимо основной задачи выполняет еще и ряд второстепенных. Прежде всего, это нагрев воздуха в системе отопления салона. Помимо этого, средствами системы охлаждения зачастую охлаждают моторное масло, рабочую жидкость автоматической коробки передач, а в некоторых случаях, приемный коллектор или даже дроссельный узел.

Для выполнения всех этих задач в современной системе охлаждения, воздушной или жидкостной, рассеивается около 35% тепла, полученного в результате сгорания топлива.

Устройство воздушной системы охлаждения

Теплоносителем в воздушной системе охлаждения служит поток воздуха.

Он отводит тепло от цилиндров, головки блока и масляного радиатора. Система включает в себя: вентилятор, охладительные ребра цилиндров и головки (или головок), съемный кожух, дефлекторы и контрольные приборы.

Возможно, самый мощный автомобильный двигатель воздушного охлаждения был установлен на Porsche 911 (933) Turbo S в 1997 году. Этот двигатель с двумя турбинами развивал 400 лошадиных сил

Блок и головку блока цилиндров двигателей с воздушным охлаждением оснащают дополнительными ребрами, увеличивающими площадь поверхности, контактирующей с воздухом. Воздушный поток подается к корпусу двигателя принудительно, при помощи вентилятора с лопастями из прочного, но легкого алюминиевого сплава.

Конструкция вентилятора системы воздушного охлаждения

Вентилятор — главный узел системы, а ротор вентилятора — его основная деталь. Для оптимизации потока воздуха форму и конструкцию деталей вентилятора тщательно просчитали инженеры. Он состоит из направляющего диффузора и ротора, как правило, состоящего из 8 лопаток, расположенных радиально.

В направляющем аппарате — диффузоре — есть свои лопасти переменного сечения, служащие для направления потока. Они неподвижны и равномерно располагаются по окружности.

Двигатели с воздушным охлаждением ставились на полноприводные военные грузовики чешской компании Tatra

Лопасти направляющего аппарата меняют направление воздушного потока, заставляя его двигаться в сторону противоположную вращению ротора. Это позволяет увеличить воздушное давление, а следовательно, охлаждение двигателя.

Вентилятор приводится в движение от шкива коленчатого вала при помощи ремня. Направляющий аппарат неподвижно закреплен на двигателе.

Вентилятор оснащен защитной сеткой, позволяющей избежать попадания посторонних предметов в направляющий аппарат.

Как работает воздушное охлаждение двигателя

Поскольку цилиндры и их головки нагреваются больше других деталей, мощный воздушный поток направляется, в первую очередь на них, вдоль каналов между ребрами охлаждения. Затем воздух равномерно распределяется на все детали двигателя с помощью направляющих поток дефлекторов – тонких металлических пластин.

Объем воздуха, подаваемого вентилятором в систему охлаждения, составляет примерно 30 куб.м в минуту. Это обеспечивает нормальную работу двигателя невысокой мощности и небольшого объема в температурных пределах от -40 до +40 градусов.

Интенсивность охлаждения двигателя с воздушной системой регулируется автоматически при помощи термостатов и заслонок.

Преимущества и недостатки воздушной системы охлаждения

Преимуществом воздушной системы охлаждения двигателей является простота эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

Воздушное охлаждение позволяет значительно снизить массу мотора и упростить холодный запуск.

К недостаткам воздушной системы охлаждения принято относить увеличение габаритов двигателя и повышенный уровень шума. К тому же, в подобных системах некоторые элементы испытывают большую тепловую нагрузку за счет неравномерности обдува.

Двигатели с воздушным охлаждением чувствительнее к качеству топлива, смазочных материалов и запасных частей, так как работают, в целом, в более экстремальном режиме эксплуатации. Кроме того, необходимо тщательно следить за чистотой в моторном отсеке, так как даже тонкий налет грязи на корпусе двигателя существенно снижает характеристики охлаждения.

Характерные поломки системы воздушного охлаждения двигателя

Признаком плохой работы охлаждающей системы служит повышение температуры масла в картере двигателя, регистрируемое специальным датчиком.

Самая распространенная поломка воздушной системы охлаждения — это обрыв ремня вентилятора. На приборной панели автомобилей, в которых применена система воздушного охлаждения, имеется лампа, которая сигнализирует об этой неисправности.

Автомобили с воздушным охлаждением двигателя

Пик применения двигателей воздушного охлаждения в автомобилестроении пришелся на шестидесятые годы двадцатого века. В тот период в мире выпускалось максимальное количество автомобилей с воздушным охлаждением двигателя. Наиболее известны модели концерна Volkswagen – такие как знаменитый «Жук», Transporter T1 и T2 и другие. Модели, построенные на основе такого двигателя, строили американские инженеры из GM (Chevrolet Corvair), французские (Citroën 2CV, GS и GSA) и японские (Honda 1300). Отдельного упоминания достойны автомобили с двигателями воздушного охлаждения другого германского концерна – Porsche. Одна из наиболее известных моделей, выпускающаяся и в наше время Porsche 911, в течение долгого времени оснащалась двигателем с воздушным охлаждением. Благодаря гению Фердинанда Порше, мощными двигателями воздушного охлаждения оснащались только автомобили этой компании.

Большая часть излишков тепла, то есть около 44% отводится от двигателя через выхлопную трубу, вне зависимости от типа системы охлаждения

В современном автомобилестроении двигатели с воздушным охлаждением утратили популярность. Главным образом, вследствие доминирования переднеприводных моделей с поперечным расположением двигателя. При такой конструкции, во-первых, трудно организовать эффективную систему воздушного охлаждения, а во-вторых, нетрудно установить радиатор водяного охлаждения.

Отечественный автопром также не обошел популярную концепцию стороной. Все автомобили Запорожского автозавода, выпущенные в период существования СССР, обладали двигателями воздушного охлаждения с приводом на задние колеса, установленными в задней части кузова, по той же концепции Фердинанда Порше.

Система охлаждения двигателя автомобиля разработана для того, чтобы избежать перегрева ДВС. Во время работы двигатель непрерывно производит тепло и преобразует его в мощность. Это тепло получается при сжигании топлива в двигателе. Но в мире нет двигателя, который был бы на 100% эффективен. Всегда остается некоторое количество тепловой энергии, которая теряется в процессе работы.

 

Если не передать ее в атмосферу, это тепло будет перегревать двигатель, что приведет к его заклиниванию. При заклинивании из-за перегрева поршень расплавляется внутри цилиндра. Во избежание этой проблемы в автомобиле и стоит система охлаждения.

Что такое система охлаждения двигателя и как работает

По сути это система, интегрированная с двигателем. Она отводит избыточное тепло с помощью специальной жидкости.

В системе жидкостного охлаждения двигатель окружен водяными рубашками. С помощью насоса эта вода циркулирует в этой водяной рубашке.

Вода, текущая в этих рубашках, отводит тепло от двигателя. Эта горячая вода затем течет через радиатор, где охлаждается от холодного тепла, выдуваемого через вентилятор.

В этой системе вода отбирает тепло у двигателя, и охлаждается воздухом, а затем снова циркулирует в двигателе.

Это косвенный процесс охлаждения, когда фактическое охлаждение, то есть воздух, не охлаждает систему напрямую. При этом воздух охлаждает воду, а вода охлаждает двигатель.

Система жидкостного или непрямого охлаждения используется в больших двигателях, в таких как легковые и грузовые автомобили.

Преимущества жидкостной системы охлаждения

  1. Компактный дизайн.
  2. Обеспечивает равномерное охлаждение двигателя.
  3. Двигатель может быть установлен в любом месте автомобиля.
  4. Может использоваться как на малых, так и на больших двигателях.

Недостатки системы жидкостного охлаждения

  1. В ней водяная рубашка становится еще одной частью двигателя. При этом в случае выхода из строя системы охлаждения двигатель может получить серьезные повреждения.
  2. Она требует регулярного технического обслуживания и, таким образом, создает дополнительные расходы на обслуживания.

Система воздушного или прямого охлаждения

В системе прямого охлаждения двигатель охлаждается непосредственно с помощью воздуха, проходящего через него. Это такая же система охлаждения, которая используется для мотоциклетных двигателей.

В ней воздух находится в непосредственном контакте с двигателем, следовательно, она также известна как система прямого охлаждения.

Система воздушного охлаждения используется для небольших двигателей, таких как велосипеды, газонокосилки и т. д.

Преимущества системы воздушного охлаждения

  1. Конструкция двигателя становится проще.
  2. Ремонт легко в случае повреждений.
  3. Отсутствие громоздкой системы охлаждения облегчает обслуживание системы.
  4. Нет опасности утечки охлаждающей жидкости.
  5. Двигатель не подвержен заморозкам.
  6. Это автономное устройство, так как оно не требует радиатора, жатки, резервуаров и т.д.
  7. Установка системы воздушного охлаждения проста.

Недостатки двигателей воздушного охлаждения

  1. Их можно использовать только в местах, где температура окружающей среды ниже.
  2. Охлаждение не равномерное.
  3. Более высокая рабочая температура по сравнению с двигателями с водяным охлаждением.
  4. Производят больше аэродинамического шума.
  5. Удельный расход топлива выше.
  6. Более низкие максимально допустимые коэффициенты сжатия.
  7. Вентилятор, если он используется, потребляет почти 5% мощности, вырабатываемой двигателями.

Эффективная система охлаждения двигателя: какая она

Она должна быть способна отводить около 30% тепла, выделяемого двигателем, при этом поддерживая оптимальную рабочую температуру.

Она должна отводить тепло с большей скоростью, когда двигатель горячий, и снимать двигатель с меньшей скоростью, когда двигатель холодный.

Примечание: двигатели в автомобилях повышенной проходимости и внедорожниках необходимо охлаждать по крайней мере по двум причинам. Одна основана на температуре горящих газов в цилиндрах, превышающей температуру плавления материала блока и цилиндров.

Если не убрать тепло, двигатель может выйти из строя. Вторая причина – поддержание оптимальной температуры двигателя помогает поддерживать его эффективную работу (подумайте об экономии топлива) и оптимизирует объемную эффективность (подумайте о лошадиных силах).

Радиатор охлаждения двигателя

В то время как существуют разные типы радиаторов, распространенный тип называется радиатором с зазубренной трубкой. Он состоит из трубок (для переноса жидкости), к которым прикреплены кольца или ребра для рассеивания тепла.

Горячая вода подается по трубам в верхний резервуар (верх радиатора) с помощью водяного насоса. Охлажденная вода направляется из нижнего резервуара (нижняя часть радиатора) обратно в двигатель для циркуляции через блок двигателя через небольшие каналы.

Жидкость, проходящая через блок двигателя, помогает отводить тепло, в дополнение к дополнительному воздуху, пропускаемому через него вентилятором и при движении.

Помпа

Водяной насос обычно устанавливается в передней части двигателя и приводится в движение ремнем. Нижняя часть радиатора (нижняя емкость) соединена со стороной всасывания насоса.

Шпиндель насоса приводится в движение ремнем, который соединяется со шкивом, установленным на конце коленчатого вала. Назначение насоса — просто извлекать горячую и впрыскивать более холодную жидкость (часто смесь воды и охлаждающей жидкости на основе спирта).

Приводы вентилятора

Вентилятор радиатора прикрепляется с помощью шкива и ремня. Скорость его вращения определяется частотой вращения двигателя и механической конструкцией механизма шкива / ремня.

Вентиляторы для системы охлаждения

Вентиляторы различаются по многим параметрам, включая материал, из которого они состоят, и способ их изготовления или сборки, по диаметру, количеству лопастей, длине лопасти, шагу лопасти и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, например, вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Формованные вентиляторы являются наиболее распространенными и интенсивно используются как на дорогах, так и вне дорог. Они изготавливаются из пластика или нейлона и имеют цельный дизайн.

Модульные вентиляторы обычно используются в условиях бездорожья и обеспечивают значительную гибкость конструкции. При этом в одной и той же втулке могут использоваться различные длины лезвий, их шаг, конфигурации и материалы для оптимизации производительности. Различные варианты ступиц увеличивают их пригодность для многих применений.

Металлические вентиляторы используются в внедорожных транспортных средствах, а также в транспортных средствах, предназначенных для дорог. Прочные и относительно легкие, они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом точных требований к воздушному потоку, размеру, длине лопасти, ширине лопасти, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону скоростей передаточного числа вентилятора и другим факторам.

Источник Источник http://blamper.ru/auto/wiki/dvigatel/sistema-vozdushnogo-ohlazhdeniya-dvigatelya-2897/
http://autoexpert174.ru/sistema-ohlazhdenija-dvigatelja/

Преимущества воздушного охлаждения — Официальный сайт бренда АГРОМАШ

Продолжается совершенствование двигателей колесной техники

Колесные тракторы и самоходные шасси под брендом АГРОМАШ производства предприятий Концерна «Тракторные заводы» хорошо известны в сельском хозяйстве, строительно-дорожной и коммунальной сферах. Они традиционно оснащаются двигателями воздушного охлаждения мощностью от 25 до 90 л.с. Существуют также стационарные модификации двигателей мощностью от 20 до 40 л.с., которые используются в гражданских и оборонной отраслях в составе электро- и сварочных агрегатов, воздушных компрессоров, водяных насосов, автобетоновозов и т.д. Все эти двигатели имеют между собой очень высокую степень унификации (более 90%), и отличаются только количеством цилиндров (2, 3 и 4), а также наличием (или отсутствием) турбонаддува.

В чем преимущества двигателей воздушного охлаждения в сравнении с двигателями жидкостного охлаждения (ДЖО)?

В первую очередь, двигатели воздушного охлаждения отличаются более простой конструкцией: у них нет водяного насоса, радиатора (изготавливаемого, к тому же, из дорогостоящих цветных металлов), термостата, патрубков, хомутов, дополнительных труб подвода и отвода жидкости. Во-вторых, они обладают высокой ремонтопригодностью: наличие индивидуальных цилиндров позволяет, в случае необходимости, производить замену отдельных цилиндров, что делает возможным ремонт даже в полевых условиях. В ДЖО в этом случае необходима либо замена блока цилиндров, либо выпрессовка гильз цилиндров с последующей их заменой. В-третьих, их отличает высокая живучесть. Повреждение радиатора и патрубков в ДЖО, а также простое ослабление хомутов на водяных патрубках обуславливает невозможность эксплуатации в связи с утечкой жидкости. Это особенно актуально в сельской местности и отдаленных районах, где далеко не всегда можно найти антифризы, а также при эксплуатации в условиях экстремальных температур. При работе в условиях жаркого климата вызывает опасность процесс выкипания охлаждающей жидкости, затруднительна эксплуатация также и в районах с повышенной запыленностью – при уборке, например, хлопка, или в условиях пустынь и степей, поскольку в этом случае радиаторы системы жидкостного охлаждения быстро забиваются.

Всех этих недостатков лишены двигатели воздушного охлаждения. Более того, даже повреждение оребрения цилиндров и головок цилиндров не помешает дальнейшей эксплуатации двигателей. В боевых условиях важным преимуществом двигателей воздушного охлаждения является также значительно меньшее время вывода двигателя на рабочий режим, поскольку не требуется прогрева жидкости, что особенно ярко проявляется в зимнее время. Вышеперечисленные преимущества обусловливают и меньшие эксплуатационные затраты

В Концерне «Тракторные заводы» постоянно ведутся работы по совершенствованию двигателей воздушного охлаждения в направлении как обеспечения современных международных требований к экологической чистоте, так и повышению их агрегатной мощности:
– совершенствование системы газообмена за счет снижения сопротивления впускного и выпускного трактов, переход на трех- и четырехклапанные головки цилиндров, согласование вихревого движения заряда с характеристиками топливоподачи и геометрией камеры сгорания;

– оптимизация характеристик системы турбонаддува, в том числе за счет применения охлаждения наддувочного воздуха;
– модернизация системы топливоподачи за счет управления углом опережения впрыскивания топлива, повышения интенсивности подачи и максимальных значений впрыскивания топлива, а также увеличения количества сопловых отверстий распылителя;
– переход на камеру сгорания открытого типа;
– применение регулируемой по нагрузке и скоростному режиму рециркуляции отработавших газов (ОГ) с обеспечением охлаждения перепускаемых газов.

Так, в 2008 году на макетном образце трехцилиндрового двигателя с турбонаддувом были реализованы европейские экологические нормы уровня Stage-3A за счет применения охлаждения надувочного воздуха. А в 2013 году переход с двухклапанных головок цилиндров (ГЦ) на трехклапанные позволил разнести по разным сторонам ГЦ впускные и выпускной канал, снизив, тем самым, нежелательный подогрев впускного воздуха и, соответственно, тепловую напряженность двигателя (рис.1). Последнее мероприятие обеспечило возможность отказаться от наклонного расположения форсунки (35о к вертикали), перейдя к вертикальному, и применить многосопловые распылители (с 6-ю отверстиями вместо традиционных 3-х), позволившие повысить степень равномерности распределения топлива по камере сгорания (рис.2). Результатом стало значительное улучшение топливной экономичности двигателей (на 6 – 8%) и увеличение агрегатной мощности (на 15 – 25%) (табл.).

Кроме того, в концерне ведутся работы по применению альтернативных топлив: водо-топливных эмульсий, различных газов. В результате появились газовые тракторы производства ООО «Завод инновационных продуктов», работающие на компримированном (т.е. сжатом) природном газе (КПГ). Однотопливные газовые двигатели созданы на базе дизелей, и, сохранив все преимущества воздушного охлаждения, добавили ряд предпочтений применения самого экологически чистого углеводородного топлива – метана: увеличение ресурса двигателей в 1,5 – 2,0 раза, уменьшение эксплуатационных затрат на топливо в 2,5 – 3,0 раза, снижение загрязнения окружающей среды за счет полного отсутствия сажи и оксидов серы в ОГ (что характерно для дизелей), уменьшения шумности рабочего процесса.

Дальнейшее совершенствование двигателей воздушного охлаждения планируется проводить в направления развития бортовой диагностики, что будет реализовано за счет применения встроенных датчиков:
– расхода топлива и воздуха;
– температуры масла, воздуха, ОГ, топлива, деталей;
– давления воздушного заряда в системе впуска и ОГ в системе выпуска, в системе смазки;
– скоростного режима.
Основная цель проводимых в этом направлении работ по совершенствованию двигателей воздушного охлаждения – это добиться простоты конструкции, надежности в эксплуатации и экологической безопасности.

Рис. 1. Трехклапанная головка цилиндров – схема расположения впускных и выпускных каналов и отверстий под соответствующие клапаны. Обозначение: 1 вп. и 2 вп. – отверстия под первый и второй впускные клапаны

 

 

 

а)

б)

Рис. 2. Схема развития топливных струй в камере сгорания при (а) двухклапанной головке цилиндров и трехсопловых распылителях и (б) трехклапанной головке цилиндров и шестисопловых распылителях

Сравнительные характеристики дизелей с двух- и трехклапанными головками цилиндров

Параметр

Трехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровый двигатель

2-клапанная ГЦ

3-клапанная ГЦ

2-клапанная ГЦ

3-клапанная ГЦ

Номинальная частота вращения коленчатого вала, об/мин

2000

2200

2000

2200

2000

2100

2000

2100

Operating power, kW (h.p.)

44,1 (60)

47,8 (65)

51,5 (70)

55,1 (75)

55,1 (75)

62,5 (85)

66,2 (90)

69,9 (95)

Максимальный крутящий момент, Нм

221

218

270

268

284

335

365

365

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт·ч)

230

235

219

220

235

241

218

218

Масса дизеля в состоянии поставки, кг

350

356

430

438

Dimensions, mm

– length

757

757

937

937

– ширина

638

638

641

641

– height

940

938

940

932


Алексей КУЛЬЧИЦКИЙ,

главный специалист ООО «Завод инновационных продуктов»
Концерна «Тракторные заводы»,
доктор технических наук.

 

Система охлаждения тракторных двигателей

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Использование предохранительных муфт при применении ВОМ и карданных валов

Системы охлаждения могут быть воздушные или жидкостные. Воздушная система охлаждения применяется на двигателях тракторов Т-25А, Т-40-М и самоходном шасси Т-16 М. В ней отвод тепла от деталей двигателя осуществляется путем обдува их воздухом, подаваемым вентилятором. Для увеличения поверхности охлаждения наружные стенки цилиндров и головки цилиндров имеют ребра.

Техобслуживание и ремонт тракторов

Система состоит из следующих основных частей: направляющего аппарата, вентилятора, кожуха, дефлектора, направляющих щитков и створчатых жалюзи. Воздушный поток концентрируется направляющим аппаратом и направляется лопастями колеса вентилятора под кожух и далее к охлаждающим поверхностям.

Часть воздушного потока проходит через масляный радиатор и охлаждает масло, циркулирующее в нем. С помощью дефлекторов и щитков обеспечивается более равномерный и эффективный обдув всех цилиндров. Тепловой режим двигателя оценивается по температуре масла в поддоне картера, которая должна быть в пределах.

Для обеспечения необходимого температурного режима двигатель Т-25А, Т-40 оборудован системой охлаждения. Отвод тепла от двигателя может осуществляться или в жидкость, а затем от нее в воздух, или непосредственно в воздух.

Система воздушного охлаждения двигателя Д-37М: дефлектор; колесо вентилятора; направляющий аппарат вентилятора; пробки; вал вентилятора; шкивы; ограждение; ремень; болты; генератор; защелки; обтекатель; кожух; масляный радиатор; ребра цилиндров; тяга; створки жалюзи; направляющие щитки. При перегреве двигателя на щитке приборов загорается контрольная красная лампа.

Тепловой режим двигателя регулируется при помощи жалюзи, управляемых из кабины трактора. При повышении температуры жалюзи открывают. В холодное время года масляный радиатор выключают. Система воздушного охлаждения проще жидкостной системы по конструкции и в эксплуатации и нет опасности размерзания системы зимой.

К недостаткам воздушной системы охлаждения относятся повышенный шум при работе и потери мощности на привод мощного вентилятора. Жидкостная система охлаждения используется на большинстве тракторных дизелей (Д-50, Д-65Н, Д-240, СМД-14, СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, АМ-41, А-01М).

В качестве охлаждающей жидкости употребляется вода или антифризы. В зависимости от способа циркуляции воды в системе различают термосифонную и принудительную системы охлаждения.

Термосифонная система охлаждения. В ней циркуляция воды происходит вследствие разной плотности горячей и холодной воды. Применяется на пусковых двигателях ПД-10У, П-350, П-23.

Основные ее достоинства — простота устройства и быстрый нагрев двигателя при пуске, так как циркуляция воды начинается после ее прогрева. К недостаткам следует отнести медленную циркуляцию воды в системе, что вызывает необходимость увеличить емкость системы, а следовательно, и габариты двигателя.

Принудительная система охлаждения. В ней циркуляция воды происходит под действием центробежного водяного насоса, который нагнетает воду через водораспределительный канал в рубашку двигателя. Нагретая вода вытесняется в радиатор, охлаждается и по патрубку возвращается к насосу.

Циркуляция воды в системе начинается с пуском двигателя, и чтобы его быстро прогреть, перед радиатором устанавливают шторку или жалюзи, с помощью которых регулируют доступ воздуха к радиатору. На некоторых двигателях устанавливают термостат. В этом случае вода в системе может циркулировать по малому и большому кругу.

При пуске двигателя, когда он еще не прогрет, клапан термостата закрыт и не пускает воду в радиатор для охлаждения и она поступает из водяной рубашки к термостату, а затем через водоотводную трубку — в насос и далее в систему. Как только вода прогреется до температуры 70С, термостат открывается и пропускает воду по большому кругу через верхний патрубок в радиатор для охлаждения.

Циркуляция воды под действием насоса ускоряется, что позволяет уменьшить емкость системы, расход воды и повысить равномерность охлаждения деталей. Принудительная система охлаждения может быть открытая и закрытая. В открытой системе внутренняя полость радиатора сообщается с окружающей атмосферой через пароотводную трубку.

В закрытой системе полость герметически закрыта и сообщается с атмосферой через паровоздушный клапан, установленный в крышке заливной горловины радиатора. Это уменьшает испарение воды и образование накипи, что повышает эксплуатационные свойства трактора.

Рассмотрим закрытую систему с принудительным охлаждением двигателя Д-240. Основными частями ее являются: радиатор с заливной горловиной, водяной насос, вентилятор, термостат, водоотводящий патрубок (нижний) и водоподводящий (верхний) патрубок, сливные краники, шторка, термометр, а также водяная рубашка головки цилиндров и шланги.

Работа системы не отличается от описанной выше схемы принудительного охлаждения. Радиатор предназначен для охлаждения воды и состоит из верхнего и нижнего баков и двух боковых стоек, соединяющих бачки. Верхний и нижний баки соединены сердцевиной радиатора, находящейся между
стойками.

Сердцевина радиатора состоит из четырех рядов плоских латунных трубок, пропущенных через ряды спаянных с ними горизонтальных пластин. Пластины значительно увеличивают поверхность охлаждения и интенсивность теплоотдачи. Концы трубок тщательно припаяны к крайним более толстым пластинам, к которым болтами прикреплены верхний и нижний баки.

Между пластинами и бачками установлены резиновые прокладки. На верхнем бачке расположена заливная горловина, закрытая пробкой с паровоздушным клапаном. К задней стенке верхнего бачка присоединены водоподводящий патрубок и датчик дистанционного электрического термометра, к задней стенке нижнего бачка — водоотводящий патрубок и сливной краник.

Вентилятор создает интенсивный воздушный поток, обдувающий сердцевину водяного радиатора и масляного, установленного впереди водяного. Вентилятор смонтирован в одном узле с водяным насосом и располагается на его валу. Шестью болтами вентилятор крепится к шкиву насоса.

Водяной насос центробежного типа. Он предназначен для создания активной циркуляции воды в системе охлаждения. Крыльчатка водяного насоса закреплена на валике. При вращении крыльчатки вода под действием разрежения попадает на лопатки и выбрасывается в спиральный канал корпуса водяного насоса, откуда нагнетается в блок.

Термостат автоматически поддерживает температуру воды в заданных пределах и ускоряет прогрев двигателя после пуска. Термостат установлен на выходе воды из рубашки охлаждения блока цилиндров в патрубке. Когда температура воды меньше 70С, клапан термостата закрыт и вода не поступает в радиатор, а по трубке идет в насос и опять в рубашку блока.

Когда же температура превысит 70С, то жидкость, налитая в гофрированный цилиндр термостата, превращается в пар, под давлением которого клапан открывается и вода проходит через радиатор. Шторка, установленная перед водяным радиатором, позволяет изменить количество проходящего через радиатор воздуха и тем самым регулировать температуру охлаждающей жидкости.

На тракторе К-701 система охлаждения двигателя соединена с системой предпускового обогрева двигателя и отопителя кабины. На тракторах ДТ-75М, Т-150К, Т-150, Т-4М для облегчения пуска двигателя при низких температурах устанавливаются подогреватели ПЖБ-200 и ПЖБ-300.

Обслуживание жидкостной системы охлаждения заключается в проверке и поддержании необходимого уровня воды, проверке и регулировке натяжения ремня вентилятора, периодической промывке системы охлаждения и удалении накипи, проверке работы термостата, термометра и паровоздушного клапана.

Заполняют систему охлаждения чистой мягкой водой (лучше дождевой или снеговой) до уровня 50-60 мм ниже плоскости заливной горловины. Для смягчения воды можно использовать каустическую соду 6-10 г или 10-20 г тринатрийфосфата на 10 л воды. Нельзя работать при кипении воды в радиаторе. Нормальная температура воды должна составлять 80-95С.

При ТО-1 проверяют и регулируют натяжение ремня вентилятора. Натяжение ремня считается нормальным, если при приложении усилия 3-5 кгс на участке вентилятор — натяжное устройство прогиб его составит: 8-14 мм — для двигателей СМД-14, А-41, СМД-60, А-01М; 10-15 мм — для двигателей Д-50, ЯМЗ-240Б, Д-240. Для двигателей Д-130 прогиб должен быть 15-20 мм при усилии нажатия 5-7 кгс.

У двигателей Д-50, Д-65Н, Д-240, СМД-14 натяжение ремня вентилятора осуществляется перемещением генератора, а у ЯМЗ-240Б, АМ-41, СМД-60 — натяжного ролика. При ТО-3 промывают систему охлаждения и удаляют накипь, Для удаления накипи используется 6%-ный раствор молочной кислоты, нагретой до температуры 30—40С.

После прекращения выделения углекислоты (через 2-3 ч) раствор сливают из системы. Для удаления накипи из системы охлаждения применяют также содовый раствор, содержащий 1000 г бельевой соды и 500 г керосина или 750 г каустической соды и 250 г керосина на 10 л воды. На этом растворе двигатель работает смену, после чего систему промывают и заливают чистую мягкую воду.

Проверка исправности термостата. Термостат вынимают из корпуса и опускают в сосуд с водой и контрольным термометром. Нагревая воду и перемешивая ее, фиксируют температуру начала открытия клапана. Она должна быть 68-70С.

Неисправности системы охлаждения. Признаком неисправности является перегрев двигателя. Причинами перегрева могут быть: недостаточное количество воды в системе, слабое натяжение ремня вентилятора, наружное загрязнение сердцевины радиатора, закрытие шторок или жалюзи, образование накипи на внутренней поверхности трубок радиатора и водяной рубашки, неисправность термостата, поломка водяного насоса.

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Сервис и регулировки МТЗ-82
__________________________________________________________________________

Эксплуатация и сервис МТЗ-82.1, 80.1, 80.2, 82.2

Ремонт МТЗ-80 Обслуживание и эксплуатация МТЗ-1221 Техобслуживание и эксплуатация МТЗ-320 Эксплуатация и сервис тракторов

Система охлаждения двигателей: общие сведения

Система охлаждения двигателя представляет собой комплекс устройств, предназначенный для принудительного регулируемого отвода тепла от деталей двигателя и передачи в окружающую среду.

Обязательный нормированный отвод тепла от поршневых двига­телей обусловлен необходимостью поддержания определенного тем­пературного состояния их деталей при различных режимах и усло­виях работы. Известно, что в процессе сгорания рабочей смеси температура в цилиндрах двигателя повышается до 1700—2500°С, и хотя к концу процесса (такта) выпуска она резко снижается но все-таки остается достаточно высокой и составляет около 700÷900°С. В результате этого детали двигателя сильно нагреваются и не успевают охладиться за время впуска в цилиндры относительно холодного свежего заряда. Неизбежное при этом рассеивание тепла в окружающую среду и отвод тепла в смазочное масло не обеспечи­вают понижения температуры деталей до желаемого уровня. А пере­грев любого двигателя в лучшем случае приводит к снижению весо­вого наполнения цилиндров и сопровождается понижением мощностных и экономических показателей. В карбюраторных двигате­лях это влечет за собой повышение требований к октановому числу топлива.

Переохлаждение двигателя тоже нежелательно, поскольку рез­ко увеличивается при этом износ цилиндров и поршневых колец, заметно повышается и вязкость масла, вследствие чего возрастают механические потери в двигателе и ухудшается его экономичность. Поэтому возникает необходимость в регулируемом принудительном отводе тепла.

Принудительный отвод тепла осуществляют с помощью жид­кости или воздуха, в связи с чем различают двигатели жидкостного и воздушного охлаждения.

При использовании жидкого теплоносителя тепло отводится нагревом проточной жидкости; жидкостью, циркулирующей в замк­нутой системе, и путем испарения охлаждающей жидкости.

В проточных системах охлаждения жидкость после нагрева вбрасывается из системы наружу. Поэтому такие системы применяются только в случаях, когда охлаждение осуществляется водой естественных водоемов. Проточные системы отличаются большой простотой, но эффективность их зависит от качества воды и ее температуры в водоеме, изменяющейся по временам года. Проточные системы широко применяют в навесных лодочных и в некоторых судовых и стационарных двигателях.

Испарительные системы охлаждения обеспечивают отвод тепла засчет испарения жидкости, омывающей горячие детали двигателя, иконденсации ее паровв холодильнике системы. Испарительные системы отличаются высокой эффективностью, имеют относительно небольшую емкость, но в силу своих специфических особенностей применяются только в стационарных двигателях.

В автомобильных двигателях применяются циркуляционные жидкостные системы и воздушные системы охлаждения.

В циркуляционных системах жидкостного охлаждения тепло от горячих стенок цилиндров и их головок передается в охлаждаю­щую жидкость, которая, циркулируя в системе, переносит тепло в специальный теплообменник-радиатор, откуда оно частично рассеивается в окружающую среду (рис. 1).

Рис. 1 – Схема жидкостных систем охлаждения:

а) термосифонная система; б) с принудительной циркуляцией жидкости; в) смешанная, или комбинированная система

В системе воздушного охлаждения (рис. 2, а) теплоотвод от стенок камеры сгорания и цилиндров осуществляется непосредственно потоком воздуха без промежуточного агента, каковым служит жидкость в системе жидкостного охлаждения.

Рис. 2 — Схема воздушной системы охлаждения:

а)  автомобильного  двигателя;   б)   мотоциклетного  двигателя

К основным преимуществам жидкостной системы охлаждения относятся: меньшая средняя температура деталей, благодаря чему улучшается весовое наполнение цилиндров, а в карбюраторных двигателях снижаются еще и требования к октановому числу топ­лива; меньший шум при работе двигателя, так как стенки цилиндров окружены рубашкой охлаждения; уменьшение длины двигателя за счет применения блочной конструкции; более легкий пуск дви­гателя в условиях низких температур и простота использования горячей жидкости для отопления кабины или кузова автомобиля, атакже для подогрева горючей смеси.

Недостатки жидкостных систем: возможность подтекания жид­кости, опасность замерзания системы в зимнее время при исполь­зовании для охлаждения воды и большая вероятность переохлажде­ния двигателя.

Преимущества воздушного охлаждения следующие: уменьшение времени прогрева двигателя; стабильность теплоотвода от стенок камеры сгорания и цилиндра; большая надежность системы вслед­ствие отсутствия подтекания и других неполадок, вызываемых наличием в системе жидкости; меньшая вероятность переохлажде­ния цилиндров; более удобная эксплуатация двигателя в зонах, удаленных от источников воды.

Недостатками систем воздушного охлаждения можно считать: увеличение габаритов двигателя; повышенный шум его работы; усложнение производства и необходимость применения более каче­ственных материалов для деталей; повышенные требования к смазочным маслам и топливу.

Большинство автомобильных двигателей снабжаются жидкост­ными системами охлаждения. Воздушное охлаждение широко используется для двигателей мотоциклетного типа (рис. 2, б) и находит ограниченное применение в автомобильных двига­телях.

Практикой установлено, что независимо от способа охлаждения двигателя для поддержания его нормального теплового состояния в окружающую среду дожно рассеиваться до 35% тепла от тепла, получаемого в результате сжигания топлива в цилиндрах, причем в карбюраторных двигателях доля отводимого тепла всегда состав­ляет большую величину, чем в дизелях.

 

 

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.


Newer news items:

Older news items:


Система воздушного охлаждения

 

 

Система воздушного охлаждения автомобильных и тракторных двигателей состоит из ряда элементов, регулирующих ее работу и поддерживающих заданное тепловое состояние двигателя.

Принципиальная схема воздушного охлаждения включает в себя подкапотное пространство,закрытое соответствующими кузовными панелями; аксиальный или центробежный вентилятор с направляющим аппаратом, приводимый от коленчатого вала двигателя; направляющие панели рубашки охлаждения, а также органы, управляющие расходом воздуха, например в виде управляемых термостатами заслонок, дросселирующих вход или выход воздуха, или автоматической муфты регулирования частоты вращения вала вентилятора. В потоке охлаждающего воздуха помещают масляный радиатор. Для контроля теплового состояния двигателя служат датчик температуры и показывающий прибор в кабине водителя.

 

Рис. 9 Схемы воздушного охлаждения

 

Простейшую систему воздушного охлаждения – напором встречного воздуха применяют для мотоциклетных двигателей. Равномерность охлаждения достигается как соответствующей формой оребрения, так и установкой, в ряде случаев, направляющих пластин.

В наиболее распространенных системах с вентилятором применяют две принципиальные схемы подачи охлаждающего воздуха: с нагнетающим вентилятором и отсасывающим вентилятором.

Нагнетающий вентилятор работает в потоке холодного и более плотного воздуха, обладает большей подачей и требует меньших энергетических затрат. Менее экономичный просасывающий вентилятор обеспечивает более равномерное охлаждение цилиндров без сложных направляющих и распределительных дефлекторов.

Для поддержания оптимального теплового режима двигателя регулируют количество воздуха, подаваемого в систему. Простейшие варианты – дросселирование потока воздуха в системе с помощью заслонок, управляемых вручную или термостатом.

 

2Провести эксперимент, включив жидкостную систему охлаждения. Зафиксировать температуры по температурным датчикам циркуляции воды по малому и большому кругу, а также температуру воды в баке. Полученные результаты занести в таблицу 3.

 

 

Таблица 3

  , °С , °С , °С
       

 

где — температура воды по малому кругу;

     – температура воды по большому кругу;

 — температура воды в баке.

2.1 Дать характеристику надежности жидкостной и воздушной систем охлаждения.

2.2Сравнив полученные экспериментальные данные с теоретическими данными, сделать вывод.

 

3 Контрольные вопросы

1 Назначение и устройство жидкостной системы охлаждения.

2 Назначение и устройство воздушной системы охлаждения.

3 Принцип действия жидкостной системы охлаждения.

4 Принцип действия воздушной системы охлаждения.

5 Преимущества жидкостной системы охлаждения.

6 Преимущества воздушной системы охлаждения.

7 Недостатки жидкостной системы охлаждения.

8 Недостатки воздушной системы охлаждения.

9 Дать характеристику надежности жидкостной системы охлаждения.

10 Дать характеристику надежности воздушной системы охлаждения.

 

 

Список литературы

1  Гурвич И.Б., Сыркин П.Э. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей. – М.: Транспорт, 1984. – 142 с.

2 Кузнецов Е.С., Болдин А.П., Власов В.М. и др. Техническая эксплуатация автомобилей. Под ред. Кузнецова Е.С. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Наука, 2001. – 535 с.

3 Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. Устройство и эксплуатация транспортных средств. – М.: Транспорт, 1998. – 430 с.

4 Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта: Подвижной состав и эксплуатационные свойства: Учебн. пособие для студ. Высш. Учеб.заведений. – М.: Академия, 2004. – 528с.

5 Острейковский В.А. Теория надежности. – М.: Высшая школа, 2003.

 

 

1 Системы воздушного охлаждения 2 Фреоновые установки 3 Ватерчиллеры

Система охлаждения компьютера \ ‘ютера

План:


    Введение

  • 1 Системы воздушного охлаждения

  • 2 Фреоновые установки

  • 3 Ватерчиллеры

  • 4 Системы каскадного охлаждения

  • 5 Системы с элементами Пельтье

  • 6 См. также Примечания
    Литература

Введение


Система охлаждения компьютера — набор средств для отвода тепла от нагревающихся в процессе работы компьютерных компонентов.

Тепло в конечном итоге может утилизироваться:


  1. В атмосферу (радиаторные системы охлаждения):

  2. # Пассивное охлаждение (отвод тепла от радиатора осуществляется за счет естественной конвекции)

  3. # Активное охлаждение (отвод тепла от радиатора осуществляется за счет его обдува вентиляторами)

  4. Вместе с теплоносителем (проточные системы водяного охлаждения)

  5. За счет фазового перехода теплоносителя (системы открытого испарения)

По способу отвода тепла от нагревающихся элементов, системы охлаждения делятся на:

  1. Системы воздушного (аэрогенного) охлаждение

  2. Системы жидкостного охлаждения

  3. Фреон ова установка

  4. Системы открытого испарения

Также существуют комбинированные системы охлаждения сочетают элементы систем различных типов:

  1. Ватерчиллер

  2. Системы с использованием элементов Пельтье

1. Системы воздушного охлаждения


Принцип работы заключается в непосредственной передаче тепла от нагреваемой компонента на радиатор за счет теплопроводности материала или с помощью тепловых трубок (или разновидностей, таких как термосифона и испарительная камера).

Наиболее распространенный тип систем охлаждения в настоящее время. Отличается высокой универсальностью — радиаторы устанавливаются на большинство компьютерных компонентов с высоким тепловыделением. Эффективность охлаждения зависит от эффективной площади рассеивания тепла радиатора, температуры и скорости проходит через него воздушного потока. На компоненты с относительно низким тепловыделением ( чипсет и, транзисторы цепей питания, модули оперативной памяти), как правило устанавливаются простые пассивные радиаторы. На некоторые компьютерные компоненты, в частности жесткие диски, установить радиатор трудно, поэтому они охлаждаются за счет обдува вентилятором. На центральный и графический процессоры устанавливаются преимущественно активные радиаторы ( кулер и). Пассивное воздушное охлаждение центрального и графического процессоров требует применения специальных радиаторов с высокой эффективностью отвода тепла при низкой скорости проходит воздушного потока и применяется для построения бесшумных ПК.

Система жидкостного охлаждения состоит из:


  • Помпы — насоса для циркуляции рабочей жидкости

  • Теплоприемника (ватерблок а водоблока, головки охлаждения) — устройства, отбирает тепло у охлаждаемого элемента и передаточного его рабочей жидкости

  • Радиаторы для рассеивания тепла рабочей жидкости. Может быть активным или пассивным

  • Резервуара с рабочей жидкостью, служащего для компенсации теплового расширения жидкости, увеличение тепловой инерции и повышения удобства заправки и слива рабочей жидкости

  • Шлангов или труб

  • (Опционально) Датчика потока жидкости

Жидкость должна обладать высокой теплопроводностью, чтобы свести к минимуму перепад температур между стенкой трубки и поверхностью испарения, а также высокой удельной теплоемкостью, чтобы при меньшей скорости циркуляции жидкости в контуре обеспечить большую эффективность охлаждения.

2. Фреоновые установки


(Жаргон. фреонки)

Холодильная установка, испаритель которого установлен непосредственно на охлаждаемый компонент. Такие системы позволяют получить отрицательные температуры на охлаждаемом компоненте при непрерывной работе, что необходимо для экстремального разгона процессоров.

Недостатки:


  • Необходимость теплоизоляции холодной части системы и борьбы с конденсатом

  • Трудности охлаждения нескольких компонентов

  • Повышенный электропотребления

  • Сложность и дороговизна

3. Ватерчиллеры


Системы объединяют системы жидкостного охлаждения и фреоновые установки. В таких системах антифриз, циркулирующей в системе жидкостного охлаждения, охлаждается с помощью фреоновой установки в специальном теплообменнике. Данные системы позволяют использовать отрицательные температуры, достижимые с помощью фреоновых установок для охлаждения нескольких компонентов (в обычных фреонки охлаждения нескольких компонентов затруднено). К недостаткам таких систем относится большая их сложность и стоимость, а также необходимость теплоизоляции всей системы жидкостного охлаждения.

4. Системы каскадного охлаждения


Две и более последовательно включенных фреоновых установок. Для получения более низких температур необходимо использовать фреон с более низкой температурой кипения. В однокаскадный холодильной машине в этом случае нужно повышать рабочее давление за счет применения более мощных компрессоров. Альтернативный путь — охлаждение радиатора установки другой фреонки (т.е. их последовательное включение), за счет чего снижается рабочее давление в системе и становится возможным применение обычных компрессоров. Каскадные системы позволяют получать гораздо более низкие температуры чем однокаскадные и, в отличие от систем открытого испарения, могут работать непрерывно. Однако, они являются и наиболее сложными в изготовлении и наладке.

5. Системы с элементами Пельтье


Элемент Пельтье для охлаждения компьютерных компонент никогда не применяется самостоятельно из-за необходимости охлаждения его горячей поверхности. Как правило, элемент Пельтье устанавливается на охлаждаемый компонент, а другую его поверхность охлаждают с помощью другой системы охлаждения (обычно воздушного или жидкостной). Так как компонент может охлаждаться до температур ниже температуры окружающего воздуха, необходимо применять меры для борьбы с конденсатом. По сравнению с фреоновым установками элементы Пельтье компактнее и не создают шум и вибрацию, но заметно менее эффективны.

6. См. также


  • Оверклокинг (разгон компьютеров)

Примечания

Литература


  • Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17 издательства.

http://nado.znate.ru

Двигатель с воздушным охлаждением | Как это работает

Все автомобильные двигатели выделяют большое количество тепла в процессе сгорания. Это тепло необходимо отводить от двигателя, чтобы предотвратить необратимые повреждения. Таким образом, двигатели не могут работать без какой-либо системы охлаждения. Водяное охлаждение является наиболее распространенным методом, хотя в течение многих лет несколько европейских производителей успешно выпускали двигатели с воздушным охлаждением. Двигатели с воздушным охлаждением приводили в действие Volkswagen «Beetle» и 411, некоторые автомобили линейки Citroen и Fiat 126 и 500.Несколько других европейских производителей — некоторые модели DAF, Panhards, NSU и чехословацкая Tatra использовали воздушное охлаждение, как и GM с Corvair. Единственным производителем высокопроизводительных автомобилей с воздушным охлаждением был Porsche с его моделями 911, 911SC и Turbo.

Плюсы и минусы воздушного охлаждения

Большим преимуществом воздушного охлаждения является его простота; именно поэтому он широко использовался в мотоциклах, стационарных насосах и дорожных инструментах с бензиновым двигателем. Воздушное охлаждение может применяться к маломощным двигателям малой мощности, где цена является наиболее важным фактором.Тот факт, что двигатель с воздушным охлаждением не нуждается в радиаторе, водяной рубашке, водяном насосе или многих других компонентах, связанных с водяным охлаждением, означает, что производственные затраты и, следовательно, цены на автомобили могут оставаться низкими. Например, Citroen 2CV изначально разрабатывался во время депрессии 1930-х годов с намерением производить самый дешевый и простой автомобиль. Подобные приоритеты стояли за Volkswagen Beetle, разработанным примерно в то же время, что и «народный автомобиль» Фердинанда Порше.

«Жук», запущенный в производство после Второй мировой войны, стал самым успешным серийным автомобилем эконом-класса из когда-либо созданных. Двигатели с воздушным охлаждением были не только простыми; они тоже были легкими. Широкое использование в их конструкции сплава, а не стали, и отсутствие многих компонентов водяного охлаждения позволило разработчику двигателя значительно снизить вес. Двигатель Citroen 2CV6, например, весил всего 35 кг (771 фунт), а средний двигатель с воздушным охлаждением весил на 13 кг (301 фунт) на литр меньше, чем его эквивалент с водяным охлаждением.


Система охлаждения, используемая в самом известном двигателе с воздушным охлаждением VW Beetle. Воздух втягивается в воздуховод вентилятором и проходит через масляный радиатор, прежде чем попасть на головки цилиндров и цилиндры.


Еще одна конструкция двигателя с воздушным охлаждением, от двигателей Fiat 126 и Fiat 500. Воздух всасывается в моторный отсек через туннель, который проходит под задней полкой. Затем он течет вокруг стволов и под картером.


Пара головок цилиндров от оппозитного четырехцилиндрового двигателя VW. Тепло камеры сгорания объясняет использование более глубоких ребер на головке блока цилиндров, чем на стволах.

Горизонтально-оппозитный двигатель с воздушным охлаждением

Двигатели с воздушным охлаждением обычно изготавливаются в горизонтально-оппозитной или широкой V-образной конфигурации. В небольших двигателях это не проблема; на самом деле конструкторы использовали это в своих интересах, сделав двигатель компактным и создав автомобили небольших габаритов со сравнительно просторным салоном.Во многих автомобилях Volkswagen с задним расположением двигателя, с воздушным охлаждением и легких коммерческих автомобилях двигатель был «спрятан» под полом, что давало дополнительные преимущества в случае загрузки и большой грузоподъемности. Простота обслуживания также часто упоминалась как аргумент в пользу двигателя с воздушным охлаждением. С самого начала разработки в большинстве этих двигателей использовалось расположение полностью отдельных цилиндров, чтобы воздух мог обтекать каждый цилиндр.

Это также означало, что отдельные цилиндры можно было быстро снять с двигателя, чтобы получить доступ к поршню и шатуну.Хотя воздушное охлаждение наиболее широко использовалось в небольших недорогих двигателях, это не означало, что воздушное охлаждение неэффективно. Не было никаких причин, по которым двигатель с воздушным охлаждением был менее эффективен, чем двигатель с водяным охлаждением, но у него были некоторые недостатки. Двумя большими недостатками двигателя с воздушным охлаждением были шум и проблемы с применением воздушного охлаждения в больших многоцилиндровых двигателях. Проблема шума была вызвана двумя факторами — отсутствием водяной рубашки и шумом вентилятора охлаждения. Поскольку вокруг блока двигателя было меньше материала, звуки сгорания были менее приглушенными.Работа охлаждающего вентилятора, нагнетающего воздух на двигатель, также создавала значительный уровень шума.

Компоненты двигателей с воздушным охлаждением

Компоненты большинства систем воздушного охлаждения довольно просты. Охлаждающий вентилятор расположен в полукруглом воздуховоде. Воздуховод также закрывает головку блока цилиндров, а его внутренняя часть оснащена перегородками, которые направляют поток воздуха через ребра охлаждения двигателя и через масляный радиатор. Под цилиндрами воздух направляется через термостат, который управляет клапаном с помощью рычага.Клапан регулирует количество воздуха, поступающего на вентилятор, поддерживая тем самым правильную температуру двигателя. После прохождения двигателя и термостата воздух вытесняется из задней части автомобиля или проходит через систему теплообмена, которая подает горячую воду к отопителю автомобиля.

Одной из проблем, связанных с использованием двигателей с воздушным охлаждением, является обеспечение автомобиля адекватной системой обогрева и удаления запотевания. Двигатели с водяным охлаждением всегда имеют постоянную подачу горячей воды, и ее достаточно легко преобразовать в горячий воздух.Двигатели с воздушным охлаждением обычно имеют независимый обогреватель или используют тепло выхлопной системы. Некоторые старые модели имеют системы обогрева, которые сочетают в себе оба этих метода. Электрический обогреватель, работающий на бензине, подает горячий воздух в салон автомобиля с помощью вентилятора. Этот же вентилятор подавал горячий воздух от теплообменников, которые представляли собой оребренные отливки из сплава на выхлопной системе. Горячий воздух подавался в смесительную камеру, где он смешивался со свежим воздухом для получения контролируемого количества тепла.

Принципы воздушного охлаждения двигателя

Головка блока цилиндров и цилиндры или «баррели», если использовать термин мотоциклов, двигателя с воздушным охлаждением отлиты с ребрами. Эти ребра распределяют тепло двигателя по большой площади. Если бочка сделана без ребер и имеет длину 15 см (6 дюймов), все ее тепло будет распределяться по этой длине. Если ствол изготовлен с 10 ребрами, глубиной 5 см (2 дюйма) каждое, такое же количество тепла будет рассеяно на 100 см (40 дюймов). Это снизит общую температуру ствола и обеспечит больший доступ воздуха к поверхностям, которые больше всего нуждаются в охлаждении.Вентилятор с приводом от двигателя направляет струю холодного воздуха на ребра. Вентилятор необходим, потому что двигателю с воздушным охлаждением требуется очень большой поток воздуха: для охлаждения двигателя требуется в 4000 раз больше воздуха, чем воды по объему, поэтому нельзя полагаться на поток воздуха, создаваемый автомобилем.

Требования к конструкции двигателя с воздушным охлаждением

Форма и размер ребер и вентилятора имеют решающее значение для эффективности двигателя; так же расстояние между плавниками. Большое расстояние между ребрами обеспечивает легкий поток воздуха и поэтому создает лишь небольшую нагрузку на вентилятор, которая, таким образом, может быть весьма небольшой.Более близкое расстояние между ребрами будет отводить больше тепла, но также потребует более мощного вентилятора для поддержания процесса охлаждения, который, в свою очередь, будет поглощать больше мощности двигателя.

Необходимо найти компромисс, который также будет учитывать шум, создаваемый большим вентилятором, и прохождение воздуха через ребра. Не следует думать, что проектирование плавников — это просто вопрос предотвращения перегрева двигателя. Если ребра слишком эффективны, двигатель будет работать при слишком низкой температуре.Это снизит его тепловой КПД, то есть долю мощности, которую двигатель извлекает из потенциала топлива, тем самым снизив выходную мощность и повысив расход топлива.

Поэтому размер ребер тщательно рассчитан, чтобы обеспечить работу двигателя при эффективной рабочей температуре. Форма плавников так же важна, как и их размер. Теоретически идеальные охлаждающие ребра имеют слегка вогнутые стороны, заканчивающиеся острым концом. Такая конструкция обеспечивает максимальное рассеивание тепла, но на практике этот тип ребра слабый и легко ломается.Лучшая, более практичная форма имеет прямые стороны, сходящиеся в одной точке, но она все же сопряжена с риском повреждения и, в любом случае, довольно сложна и, следовательно, дорога в производстве.

Обычный компромисс заключается в разработке плавников с прямыми сторонами и закругленным внешним концом. Чтобы быть эффективными, плавники должны иметь некоторую степень конусности и достаточно острый кончик. Тупые ребра с параллельными сторонами имеют свойство удерживать тепло, поэтому их редко используют, несмотря на их простоту и прочность. Воздуховоды, направляющие воздух вокруг двигателя, также должны быть тщательно спроектированы.VW «Жук» имеет ряд тщательно расположенных дефлекторов, которые направляют воздух к самой горячей части двигателя.

Наиболее трудно охлаждаемой частью двигателя является головка блока цилиндров, поскольку камера сгорания, клапаны и днище поршня подвергаются воздействию полной температуры горящего заряда топлива. Проблема справиться с этими очень высокими температурами усугубляется тем фактом, что углерод, который накапливается на этих частях, является очень плохим проводником тепла. Поэтому оребрение головок цилиндров с воздушным охлаждением всегда очень глубокое, чтобы обеспечить максимальную площадь рассеивания тепла.Другая проблема заключается в том, что температура двигателя с воздушным охлаждением меняется гораздо быстрее, чем у двигателя с водяным охлаждением. Водяное охлаждение передает изменения температуры постепенно. Поэтому базовая конструкция двигателя с воздушным охлаждением должна быть рассчитана на быстрые изменения температуры.

Это означает, что необходимо учитывать разную скорость расширения алюминия, стали и чугуна, чтобы гарантировать соблюдение рабочих допусков. Крутящие нагрузки на жизненно важные болты и винты также имеют решающее значение: если они затянуты слишком сильно, быстрое расширение двигателя при прогреве может либо сорвать резьбу, либо сломать важный компонент.Крутящий момент для гаек головки блока цилиндров на VW «Beetle», например, составляет всего 32 Нм (231b ft) — менее половины рекомендуемого значения для многих двигателей с водяным охлаждением аналогичной мощности.

Высокопроизводительные двигатели с воздушным охлаждением

Воздушное охлаждение создает проблему, когда двигатель с самого начала проектируется для достижения максимальной производительности. Четырехцилиндровые двигатели не могут использоваться с объемом двигателя более двух литров. Обычно используется шести- или восьмицилиндровый двигатель. Тем не менее, шести- или восьмицилиндровый двигатель с воздушным охлаждением имеет большую площадь охлаждаемых ребер, и добиться равномерного распределения воздуха по всем цилиндрам и головкам цилиндров является сложной задачей.Другие проблемы возникают с восьмицилиндровым двигателем с воздушным охлаждением. Поскольку важно правильно направлять воздух вокруг каждого ствола, цилиндры должны располагаться на большом расстоянии друг от друга. Расстояние между центрами цилиндров в 1,5 раза больше диаметра отверстия является обычным минимальным соотношением. Это намного шире, чем тот же размер аналога с водяным охлаждением, и, очевидно, увеличивает общую длину двигателя, обычно примерно на 20 см (8 дюймов) в случае трехлитрового двигателя.

Мощные двигатели с воздушным охлаждением также создают проблемы для дизайнеров шасси и стилистов.Двигатель очень мелкий и широкий, и это может быть трудно ассимилировать в автомобиле обычной компоновки и внешнего вида. Автомобили Porsche справились с проблемами больших двигателей с воздушным охлаждением. Все автомобили 911 имеют шестицилиндровый двигатель объемом три литра, установленный в задней части автомобиля. В 1969 году компания Porsche представила спортивный гоночный автомобиль 917 с 12-цилиндровым оппозитным двигателем объемом пять литров. Этот автомобиль с воздушным охлаждением был одним из самых быстрых гоночных спортивных автомобилей, разогнавшись до 370 км/ч.Honda Motors — еще одна компания, производившая мощный двигатель с воздушным охлаждением. Это ненадолго использовалось в автомобиле Формулы-1 в 1968 году. Мощные двигатели с воздушным охлаждением использовались в самолетах, где не было проблем с охлаждением, поскольку цилиндры можно было расположить радиально и установить в воздушном потоке.

Что такое двигатель с воздушным охлаждением?

Система охлаждения двигателя является одним из необходимых элементов двигателя внутреннего сгорания для снижения температуры компонентов внутри двигателя.Это также помогает уменьшить износ компонента и обеспечить бесперебойную работу и длительный срок службы компонентов. В зависимости от процесса охлаждения: двигатели делятся на двигатели с воздушным охлаждением и двигатели с водяным охлаждением. В этой статье в основном объясняются различные аспекты двигателя с воздушным охлаждением.

Что такое двигатель с воздушным охлаждением?

Двигатель с воздушным охлаждением представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания, в котором воздух проходит над двигателем для его охлаждения. Двигатели с воздушным охлаждением полагаются на циркуляцию воздуха непосредственно над ребрами рассеивания тепла или горячими участками двигателя для их охлаждения, чтобы поддерживать двигатель в пределах рабочих температур.

Во всех двигателях внутреннего сгорания большая часть выделяемого тепла (около 44% ) уходит через выхлоп, а не через металлические ребра двигателя с воздушным охлаждением ( 12% ). Около 8% тепловой энергии передается маслу, которое, хотя и предназначено в первую очередь для смазки, также играет роль в отводе тепла через охладитель.

В большинстве современных автомобилей используются двигатели с водяным охлаждением, радиаторами, водяными насосами и шлангами, которые обеспечивают циркуляцию смеси воды и охлаждающей жидкости по всему двигателю.Тепло от двигателя передается охлаждающей жидкости, а затем охлаждающая жидкость охлаждается в радиаторе и снова направляется обратно.

Двигатели с воздушным охлаждением не нуждаются ни в чем из этого. Они полагаются на старый добрый воздух, чтобы охладиться. Все двигатели технически имеют воздушное охлаждение, потому что даже двигатели с водяным охлаждением используют воздух для охлаждения жидкости в радиаторе. Но не будем мудрить.

Двигатели с воздушным охлаждением обычно используются в приложениях, для которых не подходит жидкостное охлаждение; поскольку такие современные двигатели с воздушным охлаждением используются в мотоциклах, самолетах авиации общего назначения, газонокосилках, генераторах, подвесных моторах, насосных установках, пилорамах и вспомогательных силовых установках.

Работа двигателя с воздушным охлаждением

В двигателе с воздушным охлаждением используется воздушная система охлаждения. Основной принцип двигателя с воздушным охлаждением заключается в обеспечении потока воздуха через детали, от которых должно рассеиваться тепло, что зависит от площади поверхности металла, находящейся в контакте, скорости потока воздуха, разности температур между горячим поверхность и воздух.

В двигателе с воздушным охлаждением вместо жидкостного радиатора используются ребра охлаждения, залитые в головку блока цилиндров , для отвода тепла.Благодаря отказу от радиатора двигатель с воздушным охлаждением можно использовать в приложениях, в которых ограниченное пространство не позволяет установить радиатор.

По мере того, как двигатель накапливает тепло, ребра охлаждения позволяют ветру и воздуху отводить тепло от двигателя, подобно тому, как человек дует на слишком горячую пищу, чтобы ее есть.

Конструкция двигателя с воздушным охлаждением

Двигатели с воздушным охлаждением имеют ребра, отходящие от двигателя для отвода тепла. Затем холодный воздух нагнетается на ребра — обычно автомобильным вентилятором.Для самолетов и мотоциклов только скорость транспортного средства перемещает достаточно холодного воздуха через плавники, чтобы поддерживать охлаждение двигателя.

Некоторые двигатели с воздушным охлаждением могут также иметь воздуховоды вокруг двигателя, чтобы воздух поступал в самые горячие места. Некоторые авиационные двигатели могут даже иметь системы перегородок, которые направляют воздух под высоким давлением в охлаждающие ребра.

Еще одной конструктивной особенностью, которая поддерживает низкую температуру двигателя с воздушным охлаждением, являются горизонтально расположенные противоположные цилиндры — они обращены друг к другу и разнесены дальше, чем типичный двигатель с водяным охлаждением.Это позволяет воздуху свободно проходить через ребра. В некоторых двигателях с воздушным охлаждением также используются масляные радиаторы для поддержания низкой температуры масла.

Двигатели с воздушным охлаждением, работающие на высоких оборотах, являются двухтактными двигателями. Этот тип двигателя использует смесь газа и масла в топливном баке, и масло помогает охлаждать двигатель.

Этот тип конфигурации также устраняет большое количество масла в картере двигателя. Масло сохраняет тепло двигателя и усугубляет проблемы с охлаждением 4-тактного двигателя.Вот почему для многих 4-тактных двигателей требуется внешний масляный радиатор двигателя , помогающий поддерживать правильную температуру.

Преимущества двигателей с воздушным охлаждением
  1. Двигатели с воздушным охлаждением не имеют проблем с утечкой охлаждающей жидкости.
  2. Они прогреваются намного быстрее, чем двигатели с жидкостным охлаждением.
  3. В двигателях этих типов отсутствует риск замерзания охлаждающей жидкости.
  4. Они легче двигателей с жидкостным охлаждением.
  5. Они имеют простую конструкцию.
  6. Для них не требуется
  7. Этот двигатель требует меньше места для установки.

Недостатки двигателей с воздушным охлаждением
  • Двигатели с воздушным охлаждением чаще перегреваются.
  • Большие вентиляторы, используемые для охлаждения двигателя, могут потреблять много энергии.
  • Их изготовление обходится дороже.
  • Этот двигатель производит больше шума, чем двигатель с масляным охлаждением.
  • Коэффициент теплопередачи воздуха меньше, следовательно, менее эффективен в работе.
  • Они требуют тщательного обслуживания.

Применение двигателя с воздушным охлаждением
  • Система воздушного охлаждения обычно используется в небольших двигателях мощностью до 15-20 кВт и в двигателях самолетов.
  • Двигатель с воздушным охлаждением используется в скутерах.
  • Используются в самолетах и ​​мотоциклах.
  • Они используются в транспортных средствах для отдыха, автомобилях и тракторах.

Двигатель охлаждения нефтяных охлаждений против воздуха Охлаждаемый двигатель

Основное отличие между двигателем с воздушным охлаждением и двигателем с охлаждением нефтепродуктов приведено ниже:

Двигатель охлаждения масла двигатель воздуха
В двигателе с масляным охлаждением в качестве охлаждающего агента используется масло. В двигателе с воздушным охлаждением в качестве охлаждающего агента используется воздух.
Это более эффективные двигатели, чем простые двигатели с воздушным охлаждением. Они менее эффективны.
Имеет низкую стоимость. Стоит дороже, чем двигатели с масляным охлаждением.
Имеет более простую конструкцию, чем двигатель с воздушным охлаждением. Имеет сложную конструкцию.
Они просты в обслуживании. Требуют сложного обслуживания.
Имеет радиатор. Радиатор не используется.

Часто задаваемые вопросы Раздел

Зачем двигатели с воздушным охлаждением имеют ребра?

Двигатели с воздушным охлаждением имеют ребра, выступающие из двигателя. Основная функция этих ребер — отвод горячего воздуха двигателя в окружающую среду. Затем вентилятор подает свежий охлажденный воздух через ребра в двигатель. Таким образом, ребра играют большую роль в поддержании температуры двигателя.

Надежны ли двигатели с воздушным охлаждением?

Двигатели с воздушным охлаждением эффективно работают в жилых автофургонах, мотоциклах и некоторых самолетах. Но когда вы используете его для автомобиля, это обычно создает много проблем и приносит больше вреда, чем пользы.

Каковы преимущества двигателей с воздушным охлаждением?

Двигатель с воздушным охлаждением не нуждается в антифризе. Он имеет простую конструкцию и требует небольшой монтажной площади. Эти типы двигателей лучше всего подходят для мотоциклов, скутеров и некоторых самолетов. Они имеют меньший вес, чем двигатели с жидкостным охлаждением.

Каковы примеры двигателей с воздушным охлаждением?

Система воздушного охлаждения применяется на двигателях, таких как боевые танки , самолеты , мотоциклы и мотороллеры .

Подробнее Подробнее Подробнее
  1. Различные типы двигателей
  2. Типы движков взаимности
  3. Типы двигателей IC
  4. Типы двигателей IC
  5. Масло охлаждают двигатель
  6. Типы двигателей EC
  7. Работа двигателя Wankel
  8. 2-ходовой двигатель Vs 4-тактный двигатель

Охлаждение авиационных двигателей

Авиационные двигатели нуждаются в некоторой форме охлаждения, чтобы избежать повреждения двигателя.Тепло, выделяемое в процессе сгорания, используется только частично, а остальная часть будет нагревать двигатель и должна быть направлена ​​​​через какую-либо систему охлаждения. Это позволит поддерживать температуру двигателя в допустимых пределах, что обеспечит надежность и длительный срок службы.

Наиболее часто используемые поршневые авиационные двигатели имеют какое-либо воздушное охлаждение, но есть некоторые типы, в которых используется только система жидкостного охлаждения или их комбинация, и все они имеют свои (не)преимущества. Газотурбинные двигатели используют вторичный или внешний воздух для охлаждения внутренних частей двигателя.

Система смазки также является частью системы охлаждения, циркуляционное масло поддерживает температуру внутренних деталей, таких как подшипники и т. д., в пределах спецификации. Эта страница здесь будет посвящена внешнему охлаждению двигателя.



Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для снижения и контроля температуры двигателя и, в частности, цилиндров и головок цилиндров, в которых находятся камера сгорания и клапаны. Другие детали, такие как подшипники и поршни, обычно охлаждаются за счет рециркуляции масла с помощью собственного (иногда рекомендуется термостатического контроля!) охладителя.

Если бы вообще не было охлаждения, температура поднялась бы до такого высокого уровня, что была бы гарантирована детонация с еще большим внутренним повреждением в результате. Если оставить его без контроля, металлы внутри двигателя раскалятся докрасна, и даже масло начнет кипеть и потеряет свою эффективность. В этом случае отказ двигателя неизбежен.

Большая часть избыточного тепла теряется через выхлоп (это объясняет, почему турбонагревается докрасна при высоких настройках мощности) и масляный радиатор, но около 33 % должны отводиться какой-либо формой охлаждения, будь то воздух или жидкость. решение.

Воздушное охлаждение

Радиальные двигатели являются прекрасным примером воздушного охлаждения, все цилиндры в равной степени подвергаются воздействию воздушного потока и имеет место равномерное распределение температуры. Но форма двигателя создает высокое сопротивление из-за большой лобовой площади. Рядные четырех-, шести- или восьмицилиндровые авиадвигатели имеют почти исключительно воздушное охлаждение, за исключением двигателей Rotax, Viking и Subaru и некоторых авиадизелей. Это хороший компромисс, чтобы получить форму с низким сопротивлением, и нет потери веса по сравнению с конструкциями с жидкостным охлаждением.

Цилиндры с воздушным охлаждением имеют большое количество охлаждающих ребер, отлитых вокруг головок и цилиндров. Это увеличивает общую площадь охлаждения, но может быть слишком эффективным в зимнее время или на высотах выше нуля, тогда для управления входящим воздушным потоком используется комплект для подготовки к зиме. Для направления воздуха от воздухозаборников к каналам двигателя используются перегородки и пластины для поддержания положительного давления воздуха над двигателем под верхним капотом. Эти элементы очень важны для поддержания правильной температуры двигателя и равномерного охлаждения всех цилиндров.

Створки капота

Холодный воздух всасывается в передней части двигателя, и после охлаждения цилиндров теплый (и расширенный) воздух необходимо выпустить. Это делается через отверстия в нижнем капоте, иногда управляемые створками капота. Эти закрылки, управляемые пилотом, открыты во время полетов на высокой мощности / низкой скорости (пропуская больше воздуха во время набора высоты и руления), они также увеличивают паразитное сопротивление самолета в открытом положении. Во время обычного полета и снижения створки капота должны быть закрыты.

Жидкостное охлаждение

Этот тип охлаждения требует снижения веса, но это компенсируется тем преимуществом, что все цилиндры имеют более равномерную температуру, они не могут подвергаться шоковому охлаждению во время снижения высокой скорости/малой мощности, а подача охлаждающей жидкости может регулироваться термостатом. Это означает, что двигатель быстрее прогревается и всегда поддерживает постоянную рабочую температуру. Это выражается в большей надежности, снижении расхода топлива и увеличении срока службы двигателя, и это лишь некоторые из преимуществ.

Радиаторы

Современные двигатели (Rotax, Viking) имеют жидкостное охлаждение. Действительно, вес больше, и вам нужно проверить дополнительные линии жидкости и радиатор или два, но преимущества есть, и система может быть очень надежной при правильном обслуживании. Лично у меня никогда не было проблем с системой охлаждения, например, четырехтактного двигателя Rotax.


Автор EAI.

Как двигатель суперкара Lamborghini остается холодным?

Как двигатель суперкара Lamborghini остается холодным?

Охлаждение двигателя очень важно для каждого автомобиля, особенно для суперкаров.Как двигатель суперкара Lamborghini остается холодным? У нас есть ответы. Было время, когда воздушное охлаждение все еще было популярно на некоторых автомобилях с высокими характеристиками. Воздушное охлаждение имеет некоторые преимущества. Меньше вращающейся массы, о которой нужно беспокоиться (без водяных насосов), и меньше веса, так как вам не нужно беспокоиться о системе водяного охлаждения.

Недостатком является то, что он может быть неэффективным, и если вы не используете вентиляторы, он не очень хорошо работает, когда машина движется. Вот почему все современные суперкары и все современные автомобили в целом имеют водяное охлаждение.Точнее, они охлаждаются хладагентом, но, поскольку основным ингредиентом этого хладагента является вода, термин «водяное охлаждение» стал номенклатурой.

Преимущества водяного охлаждения в суперкаре

Имея крутой двигатель, вы получаете больше мощности. Чем холоднее поступающий воздух, тем больше мощности вы можете получить при прорыве воздушно-топливной смеси. Это означает, что чем холоднее ваш двигатель, тем холоднее будет эта смесь, пока двигатель не будет готов ее взорвать.

Водяное охлаждение позволяет очень быстро охлаждать определенные детали двигателя.Охлаждение — это площадь поверхности. У двигателей с воздушным охлаждением, даже с ребрами, площадь поверхности ограничена, и воздух не проводит тепло так, как вода. С водой внутри двигателя у вас больше площадь поверхности и лучшая охлаждающая среда.

Подробнее:  История Lamborghini V12

Что общего у водяного и воздушного охлаждения?

На самом деле оба метода охлаждения требуют воздуха. Водяное охлаждение просто направляет воздух через радиатор с большой площадью поверхности.Из-за этого у обеих систем могут возникнуть проблемы, когда автомобиль неподвижен, особенно после разрыва гусеницы, а затем остановки и работы на холостом ходу. Именно здесь Lamborghini придумала решение под названием LSMS.

Что такое Lamborghini LSMS?

LSMS уникален для нового Lamborghini Sián. Это расшифровывается как Lamborghini Smart Material System. Не то чтобы это что-то проясняло. На самом деле это серия из шести вентиляционных отверстий в задней части автомобиля, предназначенных для открывания, когда моторный отсек становится слишком горячим.

Подробнее: Lamborghini сделала гибрид?

В нем используются термические пружины, открывающие створки. Это немного снижает аэродинамическую эффективность автомобиля, но значительно увеличивает охлаждение двигателя. Как только моторный отсек возвращается к приличной температуре, закрылки снова закрываются. Без участия электроники.


Что такое Lamborghini Sián?


Еще от Lamborghini Палм-Бич

Как работают двигатели при высоких температурах без плавления?

«Система охлаждения предназначена для отвода избыточного тепла от двигателя, что позволяет ему работать при нормальной рабочей температуре.”

Сгорание топлива является сильно экзотермической реакцией, а это означает, что при сгорании топлива выделяется большое количество тепловой энергии. Например, горение бензина может иметь температуру до 1500 градусов и выделять 45 мегаджоулей энергии на килограмм бензина. Этого достаточно, чтобы расплавить алюминий и чугун, которые являются популярными материалами в производстве автомобильных двигателей. Тем не менее, мы можем без особых усилий путешествовать по автомагистрали в одной и той же машине в течение многих лет, и двигатель не вырвется из-под капота в виде горячего тлеющего месива.Давайте посмотрим, что делает это возможным!

Двигатели внутреннего сгорания проходят повторяющиеся тепловые циклы при температурах, близких к температуре плавления (Фото: yucelyilmaz/Shutterstock) — в нашем случае двигатель — не вся энергия превращается в полезную работу. Типовой регистр энергии в двигателе выглядит так: 1. Полезная работа (на коленчатом валу) – 25% 2.Потери тепла на стенки цилиндра за счет теплопроводности – 30 % 3. Потери на выхлоп – 35 % 4. Потери на преодоление трения – 10 % Однако тепло, теряемое стенками цилиндра, не выходит из системы, что может привести к перегреву двигателя. двигатель.

Проблемы перегрева двигателя

1. Снижение эффективности

Воспламенение горючего заряда в двигателе синхронизировано с мгновенными положениями и движением таких компонентов, как клапаны и поршни. Перегретый двигатель вызывает преждевременное воспламенение заряда, даже если поршни не находятся в правильном положении, в результате чего воспламенение не способствует движению поршня.Это приводит к общему снижению КПД двигателя.

2. Повреждение конструкции

Длительное предварительное зажигание и воздействие температур, близких к температуре плавления, могут привести к необратимой деформации компонентов двигателя, что значительно сократит срок его службы.

3. Заедание поршня

Чрезмерное тепло приводит к выгоранию смазочных масел внутри поршня, вызывая их заедание внутри цилиндра. Таким образом, все двигатели оснащены системой охлаждения, которая обеспечивает оптимальную производительность за счет вытеснения избыточного тепла.

Типы систем охлаждения

В зависимости от среды, которая отводит избыточное тепло и отводит его от двигателя, существует два типа систем охлаждения:

1. Двигатели с воздушным охлаждением

Двигатели мотоциклов имеют ребра для помощи воздуху охлаждение (Фото: Александру Ника/Shutterstock)

В двигателях с воздушным охлаждением более холодный окружающий воздух направляется на стенки цилиндров для отвода тепла. Эффективного охлаждения можно добиться за счет увеличения площади поверхности двигателя, соприкасающейся с воздухом.Этому способствует наличие расширенных поверхностей, называемых ребрами, вокруг ствола цилиндра. Двигатели с воздушным охлаждением обычно используются в мотоциклах и некоторых старых автомобилях.

Преимущества:

i. Легче по конструкции, так как являются частью блока цилиндров. ii. Может эксплуатироваться в экстремальных климатических условиях, где жидкостное охлаждение невозможно из-за риска замерзания. iii. Проще в обслуживании благодаря более простой архитектуре

Недостатки:

i. Не очень эффективно, так как нелегко поддерживать равномерное охлаждение по всему двигателю ii.Может быть шумно работать iii. Если вентилятор используется для всасывания свежего воздуха, он может потреблять значительное количество энергии от двигателя для работы

2. Двигатели с жидкостным охлаждением

Охлаждающая жидкость циркулирует в рубашке охлаждения двигателя, чтобы предотвратить его перегрев (Фото: SiNeeKan/Shutterstock)

Такие двигатели имеют специальную архитектуру охлаждения в виде охлаждающих рубашек, встроенных в их конструкцию. Эти рубашки содержат охлаждающую жидкость, которая поглощает тепло и вытекает из двигателя в теплообменник.Теплообменник, также известный как радиатор, всасывает холодный окружающий воздух с помощью вентилятора, чтобы снизить температуру горячей охлаждающей жидкости и рециркулировать ее в двигатель в цикле. Системы водяного охлаждения повсеместно используются во всех автомобилях, а также в современных высокопроизводительных мотоциклах.

Преимущества

i. Эта система обеспечивает более эффективное охлаждение ii. Системы с жидкостным охлаждением потребляют меньше топлива по сравнению с их аналогами с воздушным охлаждением. iii. Положение радиатора можно установить исходя из личного удобства

Недостатки

i.Громоздкая и требующая обслуживания система ii. Химический состав охлаждающей жидкости должен быть точным, иначе это может привести к коррозии рубашек охлаждения iii. Необходимо поддерживать минимальный уровень охлаждающей жидкости.

Путь потока двигателя с жидкостным охлаждением (Фото: udaix/Shutterstock)

Вариантом двигателей с жидкостным охлаждением является двигатель с масляным охлаждением. В качестве рабочей жидкости в масляном теплообменнике используется смазочное моторное масло. Хотя такая система не является громоздкой и относительно недорогой в обслуживании, ее нельзя эффективно использовать на многоцилиндровых двигателях.Таким образом, он встречается в мотоциклах средней производительности и часто используется в сочетании с воздушным охлаждением.

Компромисс теплообмена

В целях устранения избыточного тепла чрезмерное охлаждение также оказывает пагубное влияние на работу двигателя. 1. Переохлаждение увеличивает потери тепла цилиндрами, тем самым снижая их тепловой КПД. 2. Чрезмерное охлаждение препятствует воспламенению заряда, что снижает полноту сгорания. 3. Моторное масло становится вязким при понижении температуры.Это заставляет его сопротивляться движению поршня, что приводит к тому, что больше энергии расходуется на преодоление трения поршня.

Системы охлаждения в электромобилях

Подобные аккумуляторные батареи с жидкостным охлаждением используются в электромобилях (Фото: P5h/Shutterstock)

Системы охлаждения в электромобилях очень похожи на те, что используются в двигателях внутреннего сгорания, о которых говорилось выше. Тем не менее, продолжающиеся исследования привели нас к мысли, что воздушное охлаждение не является очень эффективным решением для тепла, выделяющегося при разрядке аккумуляторов.Жидкостное охлаждение в аккумуляторных батареях может быть достигнуто путем их полного погружения в непроводящие хладагенты или окружения их охлаждающими каналами. Однако, поскольку электромобили находятся на начальной стадии развития и разнообразия, еще слишком рано комментировать полный характер их охлаждения, который неизбежно изменится по мере развития аккумуляторных технологий.

Рекомендуемая литература

Ссылки
  1. Всемирная ядерная ассоциация
  2. Dober
  3. Системы охлаждения двигателя HP1425: Теория системы охлаждения, конструкция и характеристики для дрэг-рейсинга, шоссейных гонок, кольцевых гонок, уличных тяг, маслкаров, импортных, OEM-автомобилей, Trucks, RVs and TowVehicles Мягкая обложка — 6 ноября 2007 г., Рэй Т.Bohacz

Была ли эта статья полезной?

Да Нет

Разработка первой в мире системы воздушного охлаждения бортовой электроники класса 100 кВт

Корпорация IHI (штаб-квартира: Токио, Япония, генеральный директор: Цугио Мицуока, далее именуемая «IHI») возглавляет More Electric Architecture for Aircraft and Propulsion (далее «MEAAP»), целью которой является оптимизация общего управления энергопотреблением авиационная система с технологическими инновациями, направленными на сокращение выбросов CO2 от авиации.Одной из ключевых концепций MEAAP является система воздушного охлаждения бортовой силовой электроники. Технология безжидкостного охлаждения повышает гибкость применения силовой электроники, даже если это место, где нельзя использовать охлаждающую жидкость, воду и масло. IHI разработала систему воздушного охлаждения для бортовой электроники мощностью 100 кВт и успешно завершила оценочные испытания.
Эта разработка была проведена в рамках проекта исследований и разработок перспективных авиационных систем для практического применения при поддержке Организации по развитию новых энергетических и промышленных технологий (директор: Хироаки Исидзука, далее именуемой «НЕДО»).

Рис.1 Система воздушного охлаждения бортовой силовой электроники Рис.2 Оценочные испытания силовой электроники класса 100 кВт


[Предыстория разработки]
Всемирное внимание к окружающей среде привело к технологическим инновациям и адаптации электрификации, особенно для автомобильного применения. Авиационная промышленность тоже занимается технологиями электрификации и внедряет их в самолеты. Для авиационной системы безопасность полета является первоочередной задачей, также должны быть удовлетворены адаптация к окружающей среде и экономическая рациональность.Таким образом, MEAAP фокусируется не только на электрификации компонентов, но и на общей оптимизации системы с учетом ее безопасности, эффективности, а также уменьшения объема и веса.
В то время как электрификация систем самолета снижает расход топлива, выделение тепла силовой электроникой вызывает серьезные проблемы с управлением температурным режимом, поскольку большое количество тепла должно рассеиваться внутри системы самолета. Современная бортовая электроника большой мощности обычно адаптирует систему жидкостного охлаждения, которая состоит из насосов охлаждающей жидкости, баков, теплообменников и воздуховодов, и существуют определенные ограничения по ее расположению и установке.Кроме того, обычная охлаждающая жидкость требует особого внимания при техническом обслуживании. Система воздушного охлаждения не наносит вреда окружающей среде и человеку и обеспечивает гибкую компоновку силовой электроники.
 
 
[Развитая технология]
Отличительной особенностью силовой электроники для бортового применения летательных аппаратов является высокая удельная мощность, компактность и малый вес, т. состояние.Компания IHI разработала высокоэффективную систему охлаждения, использующую воздух для отвода локализованного тепла от бортовой силовой электроники. Кроме того, система использует воздух вентиляции самолета, который всегда выбрасывается из салона самолета, чтобы сохранить поступление свежего воздуха снаружи. В сочетании с системой управления воздухом в салоне система охлаждения может экономить потребляемую энергию.
IHI ​​использовала опыт в области технологий теплового, жидкостного и структурного анализа и разработала благородную концепцию радиатора, которая демонстрирует как более высокую плотность рассеивания тепла, так и более низкую потерю давления, чем текущий радиатор с воздушным охлаждением.Компактная воздуходувка с приводом от электродвигателя, которая представляет собой высокоскоростную безмасляную машину с собственной технологией воздушного охлаждения, также разработана с использованием нашей технологии автомобильного турбонагнетателя. IHI сконструировала систему воздушного охлаждения с комбинацией радиатора и электрического вентилятора, а испытания охлаждающей способности были проведены на заводе IHI в Йокогаме в феврале 2020 года. Мы подтвердили эффективность охлаждения бортовой электроники мощностью 100 кВт.

Рис.3 Данные измерения температуры устройств силовой электроники с благородной концепцией высокоэффективного радиатора


[План на будущее]
IHI ​​изучает инновационные технологии и оптимизацию управления энергопотреблением для будущих электрифицированных самолетов с целью внедрения концепции MEAAP в 2030-х годах. Система воздушного охлаждения
IHI ​​станет одним из решений для охлаждения силовой электроники не только для самолетов, но и для других промышленных применений, в частности, в которых нельзя использовать охлаждающую жидкость.IHI придерживается подхода к системе силовой электроники, применяя нашу чистую, компактную и эффективную технологию управления воздухом в любой отрасли промышленности, включая мобильность.

 
 
[Справочная информация]
Пресс-релиз от 30 марта 2020 г.
«Разработка первой в мире электрической машины со встроенным реактивным двигателем, обладающей высокой удельной мощностью и термостойкостью. эмиссия~”
 https://www.ihi.co.jp/en/all_news/2019/aeroengine_space_defense/2020-3-30/index.html

Как ваша система охлаждения двигателя и кондиционер влияют друг на друга

Наступила жаркая погода. В этой статье мы объясним, как система охлаждения вашего двигателя и кондиционер влияют друг на друга.

Некоторые компоненты подключены к обеим системам. Если одна из систем не работает с полной эффективностью, это может повлиять на другую.

Примером этого являются вентиляторы системы охлаждения — как вентилятор системы охлаждения двигателя, так и вспомогательный вентилятор системы кондиционирования воздуха.Эти вентиляторы необходимы для перемещения достаточного количества воздуха как через радиатор, так и через конденсатор кондиционера. Если один или оба вентилятора работают неправильно, достаточный поток воздуха не достигается. Это не следует путать с потоком воздуха из вентиляционных отверстий приборной панели. Конденсатор кондиционера находится непосредственно перед радиатором вашего двигателя. Если конденсатор или радиатор работают при температуре выше нормальной, происходит чрезмерная передача тепла другому компоненту.

Другим примером может быть датчик температуры двигателя и дополнительный резистор скорости вращения вентилятора. Эти два компонента контролируют скорость вращения вентиляторов для обеих систем. Если они не включают вентиляторы в нужное время, рабочая температура двигателя и температура на выходе кондиционера могут быть слишком высокими. В условиях интенсивного движения крайне важно, чтобы они работали должным образом для поддержания нормальной температуры двигателя и правильной работы кондиционера.

В BMI мы проверяем правильность работы обеих систем охлаждения при обслуживании или ремонте любой из них.Делая это, мы можем лучше обеспечить надлежащий ремонт. Лето в Атланте достаточно теплое, без дополнительной головной боли из-за отсутствия кондиционера или перегретого автомобиля. Если у вас возникли проблемы с какой-либо системой, немедленно сообщите нам об этом, чтобы мы могли проверить ее как можно скорее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.