При работе двигатель автомобиля выделяет много тепла, поэтому его необходимо постоянно охлаждать, чтобы избежать повреждений.
Как правило, это делается с помощью охлаждающей жидкости (воды), смешанной с раствором антифриза и циркулирующей в специальных каналах. Некоторые двигатели охлаждаются потоками воздуха, которые двигаются над цилиндрическими охладительными ребрами.
Типичная жидкостная система охлаждения, оборудованная вентилятором с приводом от двигателя. Обратите внимание на то, что в перепускной шланг содержится горячая вода для отопителя. Герметичная крышка расширительной камеры оборудована клапаном с пружиной, который открывается при определенном давлении.
Насос, управляемый шкивом и ремнем привода от коленчатого вала, направляет горячую жидкость из двигателя к радиатору, который представляет собой устройство для теплообмена.
Ненужное тепло выходит из радиатора с потоком воздуха, а охлаждающая жидкость возвращается через входное отверстие в нижнюю часть блока и снова проходит по каналам.
Как правило, насос посылает охлаждающую жидкость вверх через двигатель и вниз через радиатор, что очень выгодно с учетом того, что при нагревании жидкость расширяется, становится легче и поднимается над холодной жидкостью. Иными словами, горячая жидкость всегда течет вверх, а насос лишь помогает ей циркулировать.
Радиатор соединен с двигателем резиновыми шлангами, а соты соединены с верхним и нижним баками многочисленными тонкими трубками.
Трубки проходят сквозь отверстия в пучке тонких охлаждающих ребер из листового металла, поэтому соты обладают большой поверхностью и быстро теряют тепло, когда сквозь них проходит воздух.
В старых моделях трубки расположены вертикально, однако в современных автомобилях с низким передом используются радиаторы с поперечным потоком и горизонтальными трубами.
В двигателе, который работает в стандартных условиях, охлаждающая жидкость не нагревается выше температуры кипения.
Жидкость никогда не кипит, т.к. давление в системе повышено, а значит, температура кипения превышает нормальную.
В качестве защиты от избыточного давления крышка радиатора оборудована запорным клапаном. Когда давление чрезмерно повышается, клапан открывается, и охлаждающая жидкость вытекает через перепускную трубу.
В системе охлаждения такого типа при постоянном перегреве двигателя жидкость постепенно расходуется, и запас необходимо пополнять.
В более поздних моделях система охлаждения герметизирована, а вся лишняя жидкость скапливается в расширительной камере, где она остывает, а затем всасывается обратно в двигатель.
Радиатор нуждается в постоянном притоке воздуха, который проходит через соты и надлежащим образом их охлаждает. Когда автомобиль движется, это происходит само собой. При остановке поток воздуха регулируется вентилятором.
Вентилятор может питаться от двигателя, но если автомобиль стоит на месте или двигатель не перегружен, работающий вентилятор потребляет лишнее топливо.
Чтобы избежать лишних затрат, в некоторых автомобилях используются вязкостные муфты (гидромуфты), которые оборудованы термочувствительным клапаном, который запускает вентилятор, пока температура жидкости не опустится до нужного значения.
Некоторые автомобили снабжены электрическими вентиляторами, которые включаются и выключаются в соответствии с показаниями температурного датчика.
Чтобы двигатель быстро нагревался, радиатор отделен от него термостатом, который обычно расположен над насосом. Термостат оборудован клапаном, под которым расположен цилиндр с воском.
Когда двигатель разогревается, воск тает, расширяется и открывает клапан, позволяя охлаждающей жидкости течь сквозь радиатор.
Когда двигатель останавливается и охлаждается, клапан вновь закрывается.
При замерзании вода расширяется, поэтому если она замерзнет в двигателе, блок или радиатор могут лопнуть. Поэтому в воду добавляют антифриз (обычно этиленгликоль), чтобы снизить температуру замерзания до безопасного уровня.
Антифриз не нужно сливать каждое лето. Как правило, он служит два-три года.
В двигателе, который охлаждается при помощи воздуха, на внешней поверхности блока цилиндров и головки блока цилиндров предусмотрены глубокие охлаждающие ребра.
Как правило, ребра расширяются к верху, т.к. тепло сосредотачивается именно там.
Горизонтальные двигатели, охлаждаемые воздухом, имеют вентиляционные каналы на ребрах.
В отопителе с водяными клапанами воздух проходит сквозь пучок труб. Температура в пучке определяется количество проходящей сквозь него горячей воды.
Через все ребра также проходит канал, по которому идет воздух, забирающий с собой избыточное тепло.
Объем воздуха, проходящего через вентилятор, определяется с помощью термочувствительного датчика, поэтому температура остается постоянной даже в холодные дни.
В двигателях с воздушным охлаждением и высокопроизводительных двигателях с водяным охлаждением иногда используется дополнительный небольшой радиатор, в котором охлаждается масло для двигателя.
17koles.ru
Система охлаждения двигателя предназначена как все понимают для защиты двигателя от перегревов, которые пагубно влияют на его здоровье, а также для поддержания постоянной оптимальной рабочей температуры охлаждающей жидкости. Оптимальной рабочей температурой принято считать диапазон 75-90 градусов по цельсию, так как именно в пределах этих температурных значений достигаются оптимальные тепловые зазоры между основными трущимися деталями двигателя.
Начнем с того, что упомянем о том, что системы охлаждения двигателей тоже бывают разными, я имею ввиду различия по принципу работы и устройству, а так же целесообразности применения каждой из этих систем в той или иной отрасли автомобилестроения. Речь идет о воздушном и жидкостном способах охлаждения моторов. Самым простым типом охлаждения двигателя является конечно же воздушный. Возьмем в качестве примера двигатель трактора Т-40. Что мы там увидим, да ничего сверхъестественного, все до безобразия просто: отдельный блок с мощным вентилятором, приводимым в движение ременной передачей от шкива коленвала с помощью специально выстроенного пути, во время работы направляет мощный поток воздуха на ребристые гильзы двигателя, ребристыми они сделаны как раз для лучшей теплоотдачи. Так же на пути того же воздушного потока установлен масляный радиатор для охлаждения масла. Такой способ называется принудительным воздушным, но как и везде тут есть свои недостатки: охлаждение лишь направленным потоком воздуха не может обеспечить постоянную температуру и она будет скакать то вверх то вниз, что не очень хорошо. Поэтому чтобы избежать клина двигателя при кратковременных перегревах на двигателях с принудительным воздушным охлаждением при конструировании были предусмотрены увеличенные тепловые зазоры между поршнем и гильзой, а также увеличенные тепловые зазоры поршневых колец.
Еще в качестве примера двигатели с воздушным охлаждением в большом количестве применяются на мотоциклах, думаю многие смотря на мотоциклетный мотор вряд ли задумывались о системе его охлаждения. Там также применяется как принудительное воздушное охлаждение так и свободное. То есть двигатель ничем не охлаждается а тупо отдает свое тепло в атмосферу, а при движении охлаждается лишь встречным потоком воздуха. Представьте себе попасть на моторе с таким двиглом в пробку, его придется постоянно глушить чтобы он остыл, потом завести проехать пять метров и снова глушить чтоб не грелся во время ожидания. Большинство мотоциклетных моторов, как оппозитных так и простых, выполнены во многом из алюминия, во первых потому что он легкий, а во вторых обладает хорошей теплоотдачей. Сейчас же на современные мото-моторы инженеры стараются устанавливать именно жидкостную систему охлаждения, так как она более стабильна и менее подвержена риску перегрева. К слову, то что сейчас устанавливают на гоночные мотоциклы в качестве двигателя, вполне можно было бы установить в какой нибудь жигулятор, вместо родного мотора.
Теперь рассмотрим жидкостную систему охлаждения двигателя на самом простом примере. Итак, основные составляющие жидкостной системы охлаждения:
А сейчас попробуем понять как это всё работает. Основная часть охлаждающей жидкости находится в радиаторе, водяной рубашке и системе патрубков. Вся система охлаждения выстроена как замкнутый круг с помощью каналов в блоке и ГБЦ и соединено это все с радиатором. Водяная помпа, установленная на определенном отрезке круга охлаждения обеспечивает циркуляцию жидкости при работе двигателя. Помпа приводится в движение от коленвала, ременным или шестеренчатым приводом, и скорость вращения вала помпы напрямую зависит от оборотов коленвала двигателя. То есть, чем больше обороты двигателя, тем больше он нуждается в охлаждении, следовательно и помпа вращается быстрее, прогоняя и остужая большие объёмы охлаждающей жидкости нежели при спокойной работе двигателя.
Жидкостная система охлаждения разделена на малый круг охлаждения и полный цикл. Нужно это для обеспечения более быстрого прогрева двигателя и поддержания рабочей температуры двигателя в холодные времена года. Малый круг обеспечивает охлаждение двигателя минуя радиатор. Достигается это благодаря и
yamotorist.ru
Многие автовладельцы задаются вопросом: как происходит охлаждение двигателя. На самом деле, это целая система, которая состоит из множества элементов.
Стоит начать с того, что автомобилю просто необходима система охлаждения, потому что все детали внутреннего сгорания подвергаются воздействию высоких температур. Охлаждается двигатель за счет системы охлаждения, которая может быть воздушной и жидкостной.
Воздушная система имеет воздушную конструкцию, к тому же, она проста в использовании. Вместе с ней двигатель меньше весит, но и работает он громче, и на отдельные узлы дает большую нагрузку. Правда, современные автомобили эту систему используют реже, чем жидкостную. Последняя способна равномерно забирать тепло сразу у всех узлов независимости от того, какая тепловая нагрузка. Он не такой шумный, как водяной.
К основным элементам, которые охлаждают двигатель, относятся вентилятор, насос центробежный радиатор, «водяная рубашка», термостат и другие элементы. При этом радиатор отдает тепло в окружающую среду, здесь также есть дополнительные трубки-ребра, благодаря чему теплоотдача повышается. Чтобы поток воздуха усиливался, здесь есть вентилятор, включается который с помощью электромагнитной муфты.
Обеспечить циркуляцию охлаждающей жидкости позволяет центробежный насос, который по-иному называют помпой. Механическим путем, ремнем осуществляется привод помпы.
У некоторых двигателей есть двухконтурные системы охлаждения. Они чаще используются в двигателях, имеющих турбонаддув. Особенность такой системы в том, что она имеет дополнительную помпу, которая подключается, когда температура достигается своего максимального значения.
Для того чтобы обеспечить в системе оптимальную температуру жидкости здесь имеется термостат. Обычно он устанавливается между входным патрубком и рубашкой. Если двигатель холодный, то термостат закрыт.
Охлаждающая жидкость заливается через расширительный бачок, который компенсирует изменение объема жидкости в момент изменения температурного режима.
Температурный датчик – это основной элемент в цепи устройств всей системы. Именно он подает сигналы, которые идут на контрольный прибор, а также на электронный блок. При работе современных систем охлаждения учитывается масляная температура, температура за бортом и много других параметров, которые позволяют обеспечить оптимальную работу.
Опубликовано: 22 июля 2015
automend.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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
blamper.ru
Во время сгорания топлива в камере сгорания температура газов достигает 780…880 градусов. Часть теплоты газов передается цилиндром головке цилиндров, поршням и другим деталям, которые вследствие этого сильно нагреваются. Такие детали необходимо охлаждать, в противном случае нарушается нормальная работа двигателя из-за ухудшения смазочных свойств масла, преждевременного воспламенения рабочей смеси, детонации (в карбюраторных двигателях), уменьшения наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и зазоров в подвижных соединениях.
Однако охлаждение не должно быть чрезмерным, поскольку теряется полезная теплота и топливо плохо испаряется, трудно воспламеняется, медленно горит, в результате чего мощность двигателя снижается. Кроме того, частицы топлива, конденсируясь на стенках цилиндра, смывают с них масло и, стекая в картер, разжижают его, что ухудшает смазывание трущихся деталей двигателя.
Для обеспечения необходимого температурного состояния двигатель оборудован рядом устройств, механизмов и приборов, объединяемых в систему охлаждения.
В двигателях применяют два способа охлаждения: жидкостное и воздушное. В первом случае теплота от стенок цилиндров передается жидкости, которая сообщает ее воздуху, а во втором — непосредственно в окружающую среду (воздух).
В системе жидкостного охлаждения происходят следующие процессы. Вода, заполняющая водяные рубашки 9 в блок-картере (рисунок а) и 8 в головке цилиндров, омывает стенки цилиндров и камер сгорания и, нагреваясь, охлаждает детали работающего двигателя. Нагретая вода направляется в специальный охладитель 1 (радиатор), где отдает теплоту в окружающую среду. Охлажденная в радиаторе вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя. Таким образом, в системе охлаждения происходит непрерывная циркуляция воды. В термосифонной системе охлаждения (рисунок 4.6, а) циркуляция жидкости происходит в результате разности плотностей горячей и охлажденной жидкости. Такую систему применяют сейчас только в пусковых двигателях.
Температура охлаждающей воды работающего двигателя должна находиться в пределах 80…95 градусов.
В системе охлаждения принудительного типа (рисунок б) центробежный насос 17 нагнетает воду в рубашку блок-картера и головку цилиндров двигателя, из которой нагретая вода вытесняется в радиатор 7, охлаждается и по патрубку возвращается к насосу.
Подобная схема характерна для систем охлаждения большинства двигателей.
Интенсивность циркуляции воды в системе охлаждения и потока воздуха, создаваемого вентилятором, зависит главным образом от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому, чтобы при понижении температуры окружающего воздуха и уменьшении нагрузки двигатель не переохлаждался, используют различные устройства, регулирующие тепловой режим двигателя: термостат 14, шторки 3 или жалюзи радиатора.
Рисунок. Схемы жидкостной системы охлаждения: а — термосифонная; б — принудительная; 1 — сердцевина радиатора; 2 — вентилятор; 3 — шторка; 4 — верхний блок радиатора; 5 — крышка заливной горловины; 6 — пароотводная трубка; 7 — верхний патрубок; 8 — рубашка головки цилиндров; 9 — рубашка блок-картера; 10 — нижний патрубок; 11 — нижний бак радиатора; 12 — пробка сливного отверстия; 13 — паровоздушный клапан; 14 — термостат; 15 — термометр; 16 — водораспределительный канал; 17 — центробежный насос; 18 — водоотводная трубка
Принудительная система охлаждения, постоянно сообщающаяся с атмосферой, называется открытой, а система, отделенная от атмосферы специальным паровоздушным клапаном 13, — закрытой. В закрытой системе охлаждения испарение воды меньше, поэтому ее применяют во всех автотракторных двигателях.
В системе воздушного охлаждения теплота от деталей двигателя отводится в результате обдува оребренных цилиндров и головок воздухом. У двигателей небольшой мощности, устанавливаемых на мотоциклах, детали охлаждаются встречным потоком воздуха при движении. Двигатели тракторов и автомобилей с воздушным охлаждением оборудованы вентиляторами для принудительного обдува деталей.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Почему одни машины кипят, а другие отлично переносят даже невыносимую жару? Наши полезные советы автолюбителям расскажут, сколько градусов должно быть под капотом и как избавить мотор от паровой атаки. Разбираемся в работе системы охлаждения двигателя.
Основные детали системы охлаждения: радиатор, насос или помпа, термостат и вентилятор. Охлаждение мотора происходит за счет циркуляции охлаждающей жидкости. Пока двигатель холодный, антифриз или тосол течет по малому кругу только вокруг цилиндров и в головке блока. Как только температура достигает 75 градусов, термостат открывается и жидкость выходит на большой круг: радиатор, насос и рубашка охлаждения двигателя. Вентилятор обеспечивает принудительный отток воздуха, чтобы быстрее остудить двигатель.
Исправная работа системы охлаждения во многом зависит от качества антифриза. Алюминиевый корпус насоса со временем может весь покрыться дырами, их делает кислота. Похожая картина с головкой блока цилиндров. Такие детали только на свалку. Выявить подделку способна индикаторная бумажка. Если она покраснела, значит жидкость агрессивная.
Кстати, в обычных условиях, антифриз кипит при 108 градусах цельсия, в герметичной системе охлаждения – при 130 градусах цельсия. Малейшая щель, а она может быть где угодно: в расширительном бачке, резиновом шланге или радиаторе, нарушает герметичность и двигатель закипает.
Обнаружить микротрещины помогают флуоресцентные добавки, которые есть в современных антифризах. Благодаря им он светится в ультрафиолетовых лучах. Это, кстати, один из критериев охлаждающей жидкости. Малейшую утечку, например в радиаторе, прекрасно видно в свете специальной лампы.
Виной парилки под капотом может быть и неисправный термостат. По сути, это автоматическая пробка, которая должна открываться при нагреве до 75 градусов цельсия, чтобы к охлаждению двигателя подключился радиатор. Рабочий материал в термостате – технический воск. При нужной температуре он расширяется, давит на клапан и открывает его. С неисправным термостатом жидкость не выйдет на большой круг. С таким агрегатом машина точно закипит.
Если клапан термостата открывается при более низкой температуре, то двигатель прогревается значительно дольше. При этом, возможно, он не выйдет на оптимальный тепловой режим. Все это может сопровождаться увеличением расхода топлива.
Система охлаждения перестает эффективно работать, если в ней появляется пена и, как следствие, паровые пробки. Это происходит по вине старой или поддельной охлаждающей жидкости. Менять ее положено раз в два года. Лить тосол вместо антифриза не рекомендуется. Жидкости отличаются пакетом присадок. Тосол создавали для охлаждения чугунных деталей. На новых легкосплавных двигателях он может вызвать коррозию.
Система охлаждения двигателя имеет довольно сложное устройство, надежная работа которой возможна только при исправности всех агрегатов. Неисправный вентилятор, неподходящая, а тем более поддельная, охлаждающая жидкость, легко устроят парилку под капотом.
А как работает ваша система охлаждения? И сталкивались ли вы с какими-либо проблемами? Оставляйте свои комментарии.
Еще об устройстве автомобиля:
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!autozam.ru
Система охлаждения двигателя служит для отвода тепла от деталей, испытывающих действие высоких температур при сгорании топлива в цилиндре или трении.
Без отвода тепла чрезмерно перегретые детали могут быстро выйти из строя. Количество тепла, которое необходимо отводить, определяется путем испытания двигателей различных типов. Можно принять, что удельный съем тепла должен быть:
для тихоходных дизелей в пределах ……………….… 400—600 ккал/л. с. ч.
для быстроходных дизелей...................................... 200—300 ккал/л. с. ч.
По способу отвода тепла системы охлаждения подразделяются на испарительные, воздушные и жидкостные. В испарительной системе охлаждения отвод тепла происходит в результате испарения жидкости, омывающей нагретые детали. При воздушном охлаждении на наружной поверхности цилиндров и крышек расположены ребра, которые охлаждаются потоком воздуха, создаваемым при помощи вентилятора. Для стационарных двигателей преимущественное распространение получило жидкостное охлаждение. Теплоносителем в этом случае чаще всего служит вода. Однако для охлаждения поршней часто применяют масло или объединяют систему охлаждения поршней с системой смазки.
Системы водоохлаждения подразделяются на проточные и замкнутые.
На фиг. 141 представлена схема проточного охлаждения. Вода, забираемая водяным насосом 4 из водоема 1, направляется в напорный бак 6, откуда самотеком в нижнюю часть зарубашечного пространства цилиндров. Затем охлаждающая вода перетекает во внутреннюю полость цилиндровых крышек, после чего направляется к выхлопному трубопроводу и отводится в слив.
В тех случаях, когда подача охлаждающей воды в двигатель осуществляется непосредственно насосом (напорный бак отсутствует), необходимо предусмотреть резервный насос на случай выхода из строя работающего. Так как использованная в двигателе вода выбрасывается, проточное охлаждение требует наличия источника недорогой воды. Во избежание отложения накипи в проточных системах температура охлаждающей воды по выходе из двигателя обычно ограничивается 40 — 50° С. При этом перепад температур входящей в двигатель и выходящей из него воды желательно б.рать не выше 15 — 20° С. Увеличение этого перепада приводит к неравномерности температур охлаждаемых деталей двигателя, а следовательно, к увеличению температурных напряжений. Для поддержания нужного перепада температур прибегают к частичному перепуску через вентиль 3 теплой воды во всасывающую магистраль.
Одним из существенных недостатков проточной системы является повышенное загрязнение полостей водяных рубашек цилиндров механическими примесями.
Замкнутая система охлаждения является более современной. В такой системе охлаждающая жидкость многократно возвращается в двигатель, предварительно охладившись в теплообменнике.
Различают термосифонный и насосный способ побуждения к движению охлаждающей жидкости в замкнутой системе.
Термосифонный метод циркуляции жидкости основан на разности плотностей жидкости в полостях, где она нагревается, охлаждая детали, и в теплообменнике, где жидкость охлаждается.
Термосифонная система применима только для ненапряженных двигателей малой мощности, так как в ней слишком малы скорости циркуляции жидкости.
При насосном способе циркуляция охлаждающей жидкости производится специальным насосом.
Теплообменники, в зависимости от типа, охлаждаются проточной водой или воздухом. В качестве теплообменников применяются: градирни башенного типа, открытые градирни капельного или брызгального типа брызгальные бассейны, естественные водоемы и теплообменники трубчатого типа. Последние часто применяются при наличии слишком жесткой воды, которую в этом случае используют для охлаждения более мягкой воды, циркулирующей в системе охлаждения двигателя.
На фиг. 142 представлена схема такой замкнутой системы охлаждения. Предварительно умягченная вода из напорного бака 2 направляется в двигатели 3. Нагретая вода сливается в бак умягченной воды 6, откуда насосом 7 прогоняется через трубчатый теплообменник 10, где, охладившись, вода вновь направляется в напорный бак 2. Более жесткая вода, омывая трубчатый теплообменник 10 и нагреваясь, направляется насосом 8 в градирню 14, где вновь охлаждается. Убыль умягченной воды восполняется из водоумягчителя 5.
При наличии умягченной воды температура воды по выходе из двигателя составляет обычно 75—85° С.
Количество циркулирующей жидкости определяют по формуле
Примерное количество воды, проходящее через систему охлаждения, составляет:
для проточной системы охлаждения 25—30 кг!э. л. с. ч.;
для замкнутой системы охлаждения 50—100 кг!э. л. с. ч.
Для замкнутой системы охлаждения, где теплообменником является радиатор, в котором охлаждающая жидкость охлаждается воздухом, количество циркулирующей воды доходит до 80 — 180 кг/э. л. с. ч.
При подсчете мощности, потребляемой насосом, его расчетную производительность Gрасч берут на 15—20% больше, чем Gв. Эта мощность исчисляется по формуле
здесь Нм — необходимый напор, зависящий от сопротивления системы;
?г —гидравлический к. п. д. насоса;
?м —механический к. п. д. насоса.
Необходимый напор Н обычно находится в пределах 5—15 м вод. ст.
Механический к.п.д. ?м можно при ориентировочных расчетах принимать равным единице.
Режим охлаждения в современных установках регулируется по показаниям приборов или автоматически действующими клапанами — термостатами, которые поддерживают постоянную температуру охлаждающей жидкости, выходящей из двигателя.
vdvizhke.ru
