По способу охлаждения электрические машины разделяют на два вида: машины с естественным охлаждением и машины с искусственным охлаждением.
Естественное охлаждение электрических машин. Эти машины не имеют вентиляторов или каких-либо других устройств, способствующих охлаждению машины. Охлаждение происходит естественным путем за счет теплопроводности и конвекции.
Теплопроводность - это передача теплоты внутри твердого тела. Например, пазовые части обмотки статора, нагреваясь, передают теплоту через слои пазовой изоляции в сердечник. Через места крепления сердечника теплота передается в корпус статора. Передача теплоты теплопроводностью происходит от более нагретых слоев твердого тела к менее нагретым.
Конвекция состоит в том, что частицы газа (воздуха), соприкасающиеся с поверхностью нагретого тела (лобовые части обмоток, сердечники, корпус), нагреваются, становятся легче и поднимаются кверху, уступая свое место менее нагретым частицам, и т.д. Так конвекция называется естественной. Во вращающейся машине имеет место еще и искусственная конвекция, обусловленная вращением ротора, который создает принудительную циркуляцию (воздуха), что усиливает эффект конвекции внутри машины.
Искусственное охлаждение электрических машин. В этих машинах применяют специальное устройство, обычно вентилятор, создающий движение в машине газа, охлаждающего нагретые части машины. Значительную группу машин с искусственным охлаждением составляют машины с самовентиляцией, у которых вентилятор закреплен на валу машины; в процессе работы он, вращаясь, создает аэродинамический напор. Самовентиляция может быть наружной и внутренней.
При наружной самовентиляции воздухом обдувается внешняя поверхность корпуса статора. Машина в этом случае имеет закрытое исполнение с ребристой поверхностью (для увеличения поверхности охлаждения).
При внутренней самовентиляции в корпусе и подшипниковых щитах машины делают специальные отверстия, через которые из окружающей машину среды проникает внутрь машины, охлаждает ее, а затем выбрасывается наружу.
Принцип внутренней самовентиляции, получивший в электрических машинах преимущественное применение, иллюстрирует рис. 18.3. На валу машины закреплен центробежный вентилятор. Вращаясь вместе с валом машины, он затягивает через отверстие в правом подшипниковом щите воздух, создавая внутри машины аэродинамимический напор, под действием которого воздух прогоняется через внутреннюю полость машины. Воздух проходит через вентиляционные каналы, зазор и межполюсное пространство
(при явнополюсной конструкции машины). При этом он “омывает” и нагретые части машины и отбирает теплоту от нагретых частей и нагретым выходит через специальные
Рис. 18.3. Принцип внутренней
самовентиляции электрической машины
отверстия (жалюзи) в левом подшипниковом щите, со стороны, противоположной вентилятору.
Для более эффективного охлаждения в магнитопроводе некоторых электрических машин делают вентиляционные каналы, через которые проходит охлаждающий газ. Вентиляционные каналы называют аксиальными, если они расположены параллельно оси ротора, и радиальными, если они расположены перпендикулярно этой оси. (рис. 18.4). Вентиляцию, при которой охлаждающий газ перемещается вдоль оси машины, называют аксиальной (рис. 18.4, а), если же газ перемещается перпендикулярно оси машины по радиальным каналам, то вентиляцию называют радиальной (рис. 18.4,6)
Радиальные вентиляционные каналы получаются делением общей длины сердечника на пакеты по 40 — 60 мм. Между пакетами оставляют промежутки по 10 мм, которые и являются радиальными каналами. Иногда в машинах применяют радиально-аксиальную вентиляцию. В двигателях с регулировкой частоты вращения вниз от номинальной при малой частоте вращения самовентиляция становится малоэффективной. Это ведет к чрезмерному перегреву машины. Поэтому в таких двигателях целесообразно применение независимой вентиляции (см. рис. 18.5), когда вентилятор имеет собственный привод
Рис. 18.4. Аксиальная (а) и радиальная (б) системы вентиляции:
1 — статор; 2 — ротор
(частота вращения последнего не зависит от режима работы машины). Независимую вентиляцию применяют также для охлаждения электрических машин, работающих во взрывоопасной или химически активной среде. В этом случае вентилятор 4 (рис. 18.5, а) через трубопровод 3 нагнетает воздух в машину 1 и по трубе 2 выбрасывает его наружу. Такая система независимой вентиляции называется разомкнутой в отличие от замкнутой системы (рис. 18.5, б), когда один и тот же объем газа циркулирует в замкнутой системе, состоящей из двигателя (объект охлаждения) 1, независимого вентилятора 2, трубопровода 1 и 5 и охладителя 4, в котором охлаждается нагретый в машине газ.
Все способы охлаждения электрических машин принято обозначать буквами IC, являющимися начальными буквами английских слов International Cooling, остальные буквы и цифры обозначают способ охлаждения машины. Сначала указывается буква, обозначающая вид хладагента: А — воздух, Н — водород, V — вода и т. д. Если хладагентом является только воздух, то буква опускается.
Затем идет несколько цифр: первая цифра условно обозначает устройство цепи охлаждения для циркуляции хладагента, например, воздуха, вторая — способ перемещения хладагента. Если машина имеет несколько цепей охлаждения (например, внутренняя вентиляция и наружный обдув), то в обозначении может быть четыре цифры: две — для обозначения наружной цепи охлаждения и две — для внутренней.
Ниже приведены примеры обозначения наиболее распространенных способов охлаждения электрических машин:
IC01— машина с внутренней самовентиляцией; вентилятор расположен на машины.
IC03 — машина, охлаждаемая пристроенным вентилятором с собственным нагнетателем, расположенным на корпусе охлаждаемой машины.
IC37 — закрытая машина с подводящей и отводящей трубами; машина охлаждается вентилятором с приводным двигателем, установленным вне охлаждаемой машины.
IC0041 — закрытая машина с естественным охлаждением.
IC0141— закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным на валу машины.
Рис. 18.5. Разомкнутая (а) и замкнутая (б) независимые
системы вентиляции
studfiles.net
Способ охлаждения. Охлаждение электродвигателей - это процесс отвода выделяющегося в них тепла с помощью хладагентов (жидкостей или газов). Система охлаждения может состоять из одной или двух цепей для циркуляции хладагентов.
Электродвигатели классифицируются по способу охлаждения в зависимости от устройства цепи для циркуляции хладагента и способа его перемещения. Условное обозначение способов охлаждения в соответствии с ГОСТ 20459-75 содержит буквы IC (International Cooling) и для каждой цепи циркуляции группу знаков из одной буквы, обозначающей вид хладагента, и двух цифр. Буквой А, например, обозначают воздух, W - воду.
Первая цифра (0-9) обозначает устройство цепи циркуляции хладагента. Например, 0 - свободная циркуляция, когда хладагент свободно подводится к двигателю из окружающей среды и свободно в нее возвращается; 4 - охлаждение при помощи наружной поверхности двигателя, когда первичный хладагент циркулирует по замкнутой системе и отдает свое тепло через поверхность корпуса вторичному хладагенту - окружающей среде.
Вторая цифра (0-9) обозначает способ перемещения хладагента. Например, 0 - свободная конвекция, когда движение хладагента осуществляется за счет разности температур, а вентилирующее действие ротора незначительно; 1 - самовентиляция, при которой движение хладагента осуществляется вентилирующим действием ротора или при помощи вентилятора на его валу; 7 - перемещение при помощи отдельного и независимого устройства или подачей хладагента под давлением.
В обозначении способа охлаждения сначала пишут группу знаков для вторичного хладагента, а затем для первичного. Если в качестве обоих хладагентов служит воздух, применяют упрощенное обозначение - букву А опускают.
Большинство взрывозащищенных асинхронных электродвигателей имеют закрытое исполнение. В них предусмотрены две цепи охлаждения. В первой воздух циркулирует с помощью вентилятора, установленного на валу ротора, по замкнутой системе и передает тепло корпусу машины. Во второй цепи охлаждения воздух из окружающей среды с помощью наружного вентилятора охлаждает наружную поверхность корпуса, который для увеличения теплоотдачи выполняют ребристым. Такой способ охлаждения обозначают IC0141.
см п.5
Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели. Принципиальное различие состоит в том, что в синхронных машинах первая гармоника магнитодвижущей силы статора движется со скоростью вращения ротора (благодаря чему сам ротор вращается со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — всегда есть разница между скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле вращается быстрее ротора).
Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт и выше).
Существуют синхронные двигатели с дискретным угловым перемещением ротора — шаговые двигатели. У них заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие. Ещё один вид синхронных двигателей — вентильный реактивный электродвигатель, питание обмоток которого формируется при помощи полупроводниковых элементов.
Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время.
studfiles.net
| Устройство системы охлаждения(см. Таблицу 1) | Тип первичного хладагента(см. Таблицу 2) | Способ перемещения первичного хладагента(см. Таблицу 3) | Тип первичного хладагента(см. Таблицу 2) | Способ перемещения первичного хладагента(см. Таблицу 3) |
| Буква А может быть опущена | Цифра может быть опущена после буквы W (если хладагент вода) |
| 0 | Свободная циркуляция |
| 1 | Вентиляция с помощью входной трубы или входного канала |
| 2 | Вентиляция с помощью выходной трубы или выходного канала |
| 3 | Вентиляция с помощью входной и выходной трубы или канала |
| 4 | Охлаждение наружной поверхности машины |
| 5 | Встроенный теплообменник (использующий окружающую среду) |
| 6 | Установленный на машине теплообменник (использующий окружающую среду) |
| 7 | Встроенный теплообменник (использующий промежуточную среду) |
| 8 | Установленный на машине теплообменник (использующий промежуточную среду) |
| 9 | Отдельно стоящий теплообменник (использующий окружающую или промежуточную среду) |
| A | Воздух |
| F | Фреон |
| H | Водород |
| N | Азот |
| C | Углекислый газ |
| W | Вода |
| U | Масло |
| S | Любой другой хладагент |
| Y | Ещё не установленный хладагент |
| 0 | Свободная конвекция |
| 1 | Самоохлаждение (за счёт вращения ротора) |
| 2, 3, 4 | Зарезервировано для использования в будущем |
| 5 | Встроенное независимое охлаждение |
| 6 | Встроенное независимое охлаждение, установленное на машине |
| 7 | Отдельное и независимое охлаждение или подача хладагента под давлением |
| 8 | Охлаждение благодаря передвижению машины |
| 9 | Все другие способы перемещения хладагента |
Чаще употребляется сокращённое обозначение, в котором после IC содержатся две или три цифры или буква в последней позиции, например, IC31, IC411, IC71W.
Если сокращённое обозначение неприменимо, то используют полное обозначение, в котром после IC содержатся три или пять букв и цифр в следующей последовательности: цифра-буква-цифра (буква-цифра), например, IC3A1, IC4A1A1, IC7A1W7.
| IС 7h2W7 | IC 7h2W |
| IС 7W5W7 | IC 7W5W |
| IC 7h2W7 | IC 7h2W |
| IC 7A5W7 | IC 75W |
Классификация нагревостойкости изоляции
www.maxplant.ru
Изобретение относится к машинам, при работе которых выделяется большое количество тепловой энергии и которая должна быть отведена. Предложен способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в систему охлаждения которого встроена абсорбционная холодильная машина, включающая отвод тепловой энергии, нагрев хладагента абсорбционной холодильной машины выхлопными газами в генераторе и испарение хладагента в испарителе. В предлагаемом способе для получения холода используется разность тепловых потоков выхлопных газов и окружающей среды. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и сохранение энергии. 1 ил.
Изобретение относится к машинам, при работе которых выделяется большое количество тепловой энергии и которая должна быть отведена.
Известны способы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС), у которого для отвода тепловой энергии используются охлаждающая жидкость или поток набегающего воздуха (газа) [1, 2, 3]. При этом в том и другом случаях температура охлаждающего потока (жидкостного или газового) зависит от температуры окружающей среды и чем выше указанная температура, тем хуже работают системы охлаждения машины. Неудовлетворительная работа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания приводит к их перегреву, с последующей потерей их работоспособности. Прототипом данного изобретения является способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в систему охлаждения которого встроена абсорбционная холодильная машина, включающая отвод тепловой энергии, нагрев хладагента абсорбционной холодильной машины выхлопными газами в генераторе и испарение хладагента в испарители [4]. Существенным недостатком прототипа является то, что хладагент прокачивается в машине насосом, что приводит к усложнению конструкции машины и к дополнительной потере энергии. Целью изобретения являются устранение указанных недостатков. Указанная цель достигается тем, что предлагается для охлаждения двигателя внутреннего сгорания абсорбционная холодильная машина, выполнена безнасосной и использует энергетическую разность тепловых потоков выхлопных газов и окружающей среды. На чертеже показана схема предлагаемого способа охлаждения ДВС, которая состоит из двигателя 1, выхлопного коллектора 2, охлаждающей рубашки цилиндра 3, генератора абсорбционно-диффузионной машины 4, содержащей конденсатор 5, абсорбер 6 и испаритель 7. Последний может быть расположен в охлаждающей рубашке цилиндра 3, либо после радиатора, либо в охлаждающем потоке жидкости или газа. Предлагаемая схема охлаждения ДВС работает следующим образом. Выхлопные газы ДВС, имеющие температуру свыше 300oС и более, нагревают в генераторе 4 хладагент абсорбционно-диффузионной машины. Испаряясь в испарителе 7, который расположен в охлаждающей рубашке цилиндра 3, либо в потоке жидкости или газа идущего в рубашку цилиндра или на двигатель, либо после радиатора, хладагент отводит тепловой поток. Получаемый поток холода может быть использован для охлаждения салона автомобиля или воздуха, идущего на образование топливной смеси. Литература 1. ОСТ 37.001.036-72. Радиаторы, сердцевины и трубки систем охлаждения автомобильных двигателей. Технические требования и методы испытаний. 2. ОСТ 025.329-69. Двигатели автомобильные. Насосы. Жидкостные системы охлаждения. Методы испытаний. 3. Кригер А.М. и др. Жидкостное охлаждение автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1985. 4. Патент США 4439999, F 25 В 27/02, 1984.Формула изобретения
Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в систему охлаждения которого встроена абсорбционная холодильная машина, включающий отвод тепловой энергии, нагрев хладагента абсорбционной холодильной машины выхлопными газами в генераторе и испарение хладагента в испарителе, отличающийся тем, что абсорбционная холодильная машина выполнена безнасосной и использует энергетическую разность тепловых потоков выхлопных газов и окружающей среды, а испаритель расположен в охлаждающей рубашке цилиндра, либо в потоке жидкости или газа, либо после радиатора.РИСУНКИ
Рисунок 1Похожие патенты:
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например для специальных фортификационных сооружений
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например для специальных фортификационных сооружений
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например для специальных фортификационных сооружений и подводных лодок
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергетической установки для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например специальных фортификационных сооружений
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве комбинированной энергоустановки для объектов, функционирующих без связи с атмосферой
Изобретение относится к теплотехнике, преимущественно к транспортным средствам, а именно к системам охлаждения двигателя, например, автомобильного
Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для охлаждения высокотемпературных роторов паровых турбин
Изобретение относится к области двигателестроения и касается двигателей как с внутренним смесеобразованием, так и с внешним смесеобразованием
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) наземного транспорта и сельскохозяйственных машин
Изобретение относится к двигателестроеиию и позволяет повысить эффективность
Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в системе охлаждения двигателя автомобиля
Изобретение относится к машинам, при работе которых выделяется большое количество тепловой энергии и которая должна быть отведена
www.findpatent.ru
Влияние пуска холодных карбюраторных двигателей на износ деталей исследовали [151 в холодильной камере на трех двигателях ЗИЛ-375. На одном было установлено пусковое приспособление 5ПП-40 и он запускался с помощью пусковой жидкости. Второй двигатель был оборудован серийным пусковым подогревателем П-100, обеспечивающим прогрев антифриза в рубашке охлаждения до 80—90° С, а масла — в поддоне до 50—60° С за 15—20 мин работы. Третий двигатель не имел специальных средств облегчения пуска, однако карбюратор на нем, как и на двух других двигателях, был с оптимальной пусковой регулировкой [19]. Все три двигателя пускались при температуре —25° С по 100 раз каждый, температуру пуска выбрали такой, чтобы провести сравнительные испытания трех способов пуска ниже —25° С двигатель ЗИЛ-375 без средств облегчения пуска на выбранных образцах бензина и масла не запускался. После каждого пуска двигатель прогревался в течение 15 мин на режиме холостого хода при 1200 об мин. Смену масла проводили через каждые 10 пусков. Износы определялись путем микрометрического обмера деталей и методом вырезанных лунок (искусственных баз). [c.325]
Подвесные двигатели имеют, как правило, водяное охлаждение. Большая часть двигателей в других областях применения - воздушного охлаждения. В зависимости от способа охлаждения, конструкции и условий эксплуатации, двигатели проявляют различные требования к характеристикам масла. Основные требования к характеристикам масла включают [c.111]Продуваемые электродвигатели могут быть охлаждены по разомкнутой или замкнутой системе. В первом случае охлаждающий чистый воздух (наружный) направляется в двигатель, а нагретый выбрасывается из взрывоопасного помещения. При таком способе охлаждения необходим фильтр для очистки наружного воздуха от пыли. Наружный воздух может быть загрязнен газами или парами, вызывающими коррозию, поэтому более целесообразна замкнутая система охлаждения с применением встроенного или отдельно устанавливаемого водяного воздухоохладителя. [c.408]
Существует два способа охлаждения ракетного двигателя— регенеративное (наружное) и внутреннее. [c.14]
Компрессорно-конденсаторные агрегаты (АК) состоят из компрессора, двигателя, конденсатора, вспомогательных аппаратов и приборов автоматики. Компоновка этих агрегатов зависит в основном от способа охлаждения конденсатора— водяного или воздушного. При воздушном охлаждении конденсатора устанавливают линейный ресивер и на нем или на раме монтируют остальные узлы агрегата. При водяном охлаждении компрессор, двигатель и вспомогательные аппараты монтируют на кожухе конденсатора, который имеет обычно дополнительную ресиверную емкость. Аппаратными агрегатами комплектуют компрессорные и компрессорно-конденсаторные агрегаты. Их обычно выпускают для машин средней и крупной холодопроизводительности. Они состоят из основных теплообменных аппаратов, арматуры и средств автоматики. Испарительно-регулирующие агрегаты (АИР) выпускают производительностью до 100 000 ккал/ч. Агрегат состоит из кожухотрубного испарителя, теплообменника, регулирующей станции с приборами автоматики и контроля, запорной арматуры, осушителя фильтров и линейного ресивера. [c.186]
Конструкции цилиндров компрессоров и двигателей весьма многообразны и зависят от тина и назначения агрегата, давления сжатия газов, способов охлаждения, производительности и мощности агрегата, а также от материалов, из которых они изготовлены. [c.102]
Для уменьшения нагрева электродвигателей применяют различные способы охлаждения естественное—путем развитой поверхности (ребристой) обдуванием наружной поверхности вентилятором, насаженным на вал двигателя продуванием чистым воздухом внутренних частей машины и др. Искусственное охлаждение электродвигателя дает возможность повысить нагрузку при тех же габаритах машины. [c.43]
Применение охлаждения наряду с основным положительным результатом (снижение требуемой мощности двигателя и температуры газа) вызывает и отрицательные последствия. Так, в зависимости от способа охлаждения могут увеличиться масса и габариты машины или установки, появляются дополнительные затраты на холодильники, насосы и другое оборудование, требуются затраты энергии на циркуляцию воды, возникают потери давления газа в холодильниках. Охлаждение может вызвать эрозию или коррозию деталей компрессора в связи с выпадением влаги из сжимаемого газа или заносом ее в машину из холодильника. [c.130]
Емкостное охлаждение. В ЖРД кратковременного действия и в пороховых ракетных двигателях иногда применяют емкостное охлаждение, т. е. такое охлаждение, при котором используется способность материала стенок аккумулировать тепло. При этом способе охлаждения для уменьшения теплопередачи стенки двигателя покрывают теплоизолирующими обмазками. [c.180]
Масляный радиатор. Чтобы предотвратить сильное окисление масла (см. ниже) и значительное уменьшение его вязкости, предусматривают возможность охлаждения масла, если температура его при эксплуатации двигателя сильно возрастет. Наиболее эффективным способом охлаждения масла является включение в систему смазки двигателя масляного радиатора. [c.214]
Количество тепла, отводимого при охлаждении, в зависимости от типа двигателя и способа охлаждения колеблется в пределах 25—35% от общего количества тепла, выделяющегося при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Охлаждение двигателей может быть воздушным и жидкостным. [c.307]
Количество теплоты, отводимой при охлаждении, в зависимости от типа двигателя и способа охлаждения колеблется в пределах 25. .. 35 % от общей теплоты, выделяющейся при сгорании рабочей смеси. [c.49]
В СССР примерно в это же время такой прием начали широко применять в тракторных двигателях. На протяжении 30— 40-х годов в различных районах страны мощность и экономичность тракторов была повышена на 10% и более за счет применения впрыска воды. Для подачи воды использовали разнообразные способы — от простейших устройств с ручным управлением до промышленно изготавливаемых приборов, автоматически регулирующих впрыск воды. С 1941 г. этот метод использовали для внутреннего охлаждения поршневых авиационных двигателей с целью их форсирования па отдельных режимах, что позволило при употреблении высокооктановых бензинов Б-100/130 увеличивать мощность двигателей при взлете до 30%. [c.163]
Противообледенительные присадки. Интенсивное испарение бензинов во впускной системе двигателя сопровождается резким охлаждением карбюратора. При 100%-ной влажности и температуре воздуха 4—5 °С некоторые детали карбюратора (в частности, дроссельная заслонка) охлаждаются до отрицательных температур, и на их поверхности из влаги, содержащейся в воздухе, образуются кристаллы льда. Происходит так называемое обледенение карбюратора, в работе двигателя начинаются перебои вплоть до полной остановки. Эффективным способом борьбы с обледенением карбюратора оказалось добавление в бензины присадок двух типов. Присадки первого типа (спирты, гликоли и др.) образуют с водой низкозамерзающие смеси. Присадки второго типа — поверхностно-активные вещества — образуют защитные пленки на кристаллах льда и на металлических деталях, тем самым предохраняя карбюратор от обледенения. Противообледенительные присадки широко используют в странах с морским климатом, в нашей стране их не применяют. [c.295]
Изменение числа оборотов вала компрессора - наиболее выгодный способ регулирования, если двигатель допускает изменение оборотов. При этом способе с уменьшением числа оборотов удлиняется цикл работы, что ведет к улучшению охлаждения газа, снижению потерь давления в клапанах [c.44]
Поскольку температура системы охлаждения так тесно связана с коррозией и износами, любые способы быстрого разогрева двигателя после запуска и поддержание высокой температуры охлаждающей среды при работе двигателя имеют огромное влияние на уменьшение износа. Вильямс [9] приводит результаты моторных испытаний, которые проводились на двигателе без контроля температуры системы охлаждения и а двигателе с установленным термостатом, причем двигатель с термостатом показал [c.386]
Если ухудшается работа стационарного двигателя в связи с усиленным загрязнением масла, выражаюш имся в загрязнении фильтров и накапливании отстоя, причину следует искать прежде всего в низких температурах системы охлаждения. Для исправления следует переделать систему охлаждения, чтобы поднять температуру до достаточно высокого уровня. Наиболее простым способом, по-видимому, является установка термостатического регулируюш,его клапана, несколько типов которого имеется [c.518]
По способу отвода теплоты различают компрессоры с водяным и воздушным охлаждением. По типу привода — с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. Для удобства монтажа часто используют электродвигатели, ротор которых является валом компрессора (моноблочный принцип). [c.393]
Чрезвычайно высокая хим. активность свободных радикалов приводит к тому, что они в обычных условиях могут существовать в течение очень короткого времени (тысячные или миллионные доли секунды). Для того чтобы использовать свободные радикалы в качестве источника тепловой энергии для двигателей, необходимо найти способ их стабилизации (консервации). Установлено, что свободные радикалы можно стабилизировать, напр., путем глубокого охлаждения до т-р, близких к абс. нулю. [c.500]
Второй способ получения холода основан на явлении охлаждения газа при его расширении с совершением внешней работы. Практически расширение газа осуществляется в расширительной машине — детандере, представляющем собой двигатель, работающий на сжатом газе. [c.364]
Разумеется, этот краткий обзор не претендует на полноту. В частности, он не затрагивает вопросов применения искусственного охлаждения, которое после создания первых установок непрерывного действия значительно расширилось. Возникают все новые области применения холода, и можно ожидать, что развитие техники охлаждения будет способствовать появлению все новых областей применения. С этой точки зрения и следует рассматривать описываемую в статье холодильную установку. При изложении мы будем ссылаться на появившиеся ранее статьи о воздушных тепловых двигателях ) [1—3]. В первой из этих статей указывалось, что описанный в ней цикл может быть, также использован для охлаждения и что этим способом можно получать весьма низкие температуры. Исследования, проведенные в последние годы, показали что применение газового холодильного цикла особенно [c.9]
Такой способ подогрева метан-тэнка -наиболее рационален при использовании горячей воды, полученной от охлаждения газовых двигателей. [c.129]
Задача эксплуатационников — в каждом конкретном случае найти способы снижения температурных напряжений в деталях цилиндро-поршневой группы, например за счет предварительного подогрева силовой части агрегата перед пуском или прогрева силовой части после пуска при постепенном повышении нагрузки. Опытами на двигателях внутреннего сгорания установлено, что при предварительном подогреве двигателя перед пуском путем циркуляции горячей воды через рубашки охлаждения примерно до 45—50 °С скорость нарастания температуры в донышке крышки, поршня и в верхней части цилиндра уменьшается примерно в 1,5— [c.287]
Существенное влияние на эффективное использование аккумуляторных батарей и срок службы оказывает место их установки на автомобиле. Существуют следующие основные способы размещения аккумуляторных батарей на автомобилях под капотом двигателя на специальных кронштейнах (подкапотная установка) в кабине, в специальных контейнерах на раме или подножке (наружная установка). Подкапотная установка аккумуляторной батареи имеет ряд преимуществ. Средняя температура электролита в этом случае на 10—15 °С выше, чем при наружной установке, что особенно важно зимой. Такая установка сокращает длину проводов от батареи к стартеру, а следовательно, уменьшает падение напряжения в них, обеспечивает более свободный доступ к батарее, что упрощает ее обслуживание. Однако в условиях летней эксплуатации при такой установке происходит перегрев аккумуляторных батарей и сокращается срок их службы. Кроме того, существует опасность попадания электролита на детали двигателя, кузова и на приборы, расположенные рядом, что может привести к их коррозии и разрушению. Всего этого можно избежать, если применить специальные устройства, обеспечивающие охлаждение батареи и предотвращающие перелив и разбрызгивание электролита. [c.83]
Следует, однако, иметь в виду, что путем установки термостата в системе охлаждения двигателя не всегда удается повысить температурный режим работы двигателя в целом так, в частности, в зимнее время наряду с повышением температуры охлаждающей жидкости в рубашке цилиндра и в головке двигателя необходимо также поддерживать достаточно высокую температуру стенок картера двигателя, чтобы избежать конденсации водяных паров, содержащихся в газообразных продуктах, попадающих в картер из камеры сгорания. В связи с этим для предотвращения переохлаждения двигателя во время его работы и во время остановок применяют различные способы утепления двигателя (в первую очередь радиатора и поддона картера). [c.302]
Углекислый магний все же в некоторой степени растворим в воде и поэтому при кипячении только частично выпадает в осадок. Умягчение воды по этому способу происходит глазным образом за счет удаления углекислых солей кальция и частично магния. Хотя при кипячении вода только частично освобождается от солей, этот способ умягчения имеет большое практическое значение из-за его простоты, поскольку главное участие в образовании накипи в системе охлаждения принимают именно эти соли кальция и магния. Например, установлено, что применение для охлаждения тракторного двигателя кипяченой воды вместо сырой может дать до 7—8% экономии горючего. [c.450]
Пилирование мыла, т. е. механическая его обработка, позволяет получать продукт особенно высокого качества. Поэтому крупные предприятия ставили много машин. Та , на новой фабрике Ралле (ноябрь 1899 г.) были установлены 6 вальцовок (3 из них четырехцилиндровые), 4 пелотезы, 10 паровых и ручных прессов. В 1911 г. действовали 2 паровые сушилки и 25 метальных, строгальных и резальных машин. К 1917 г. производство (в целом) обслуживали 3 двигателя, общей мощностью в 500 л. с. и 4 паровые котла на 480 кв. м. поверхности нагрева, имелись пароперегреватель и экономайзер Каблица (поверхность нагрева 180 кв. лг), В 1913 г. фабрика выработала 268 тыс. п. (4390 т.) туалетного мыла. Основу для него варили 6—7 дней. Формовым способом охлаждения мыла пользовались лишь частично (35 форм на 350 п.). Имелась одна мылохоло- [c.386]
При разработке компрессоров возникли трудности, связанны что температура обмотки двигателей превышала 105° С. Для сниже пературы обмоТки Л. Г. Мельниченко с сотрудниками были испыфаны несколько способов охлаждения двигателя 157]. [c.91]
Такой способ охлаждения наддувочного воздуха благоприятно влияет не только на бездетонационную работу двигателя, но и на его рабочий процесс. Результаты выполненных во ВНИИГазе исследований на опытном одноцилиндровом отсеке поршневого газового двигателя ОГД-100 (iVe=153 кВт, п = 600 об/мин, рк = onst = 0,167 МПа) показали, что внутреннее испарительное охлаждение наддувочного воздуха — один из основных факторов, способствующих повышению эффективности использования природного газа в ПГПА компрессорных станций. [c.157]
Из рассмотренных вариантов регулирования подачи дающего воздуха наиболее эффективны в отношении устойчй вого значения 4ых варианты плавного бесступенчатого изменения производительности вентилятора, достигаемого регулированием угла поворота лопастей и оборотов двигателя. Расчеты и практика эксплуатации показывают, что при числе АВО в системе воздушного охлаждения больше четырех по экономической эффективности к бесступенчатому регулированию приближается ступенчатое регулирование частоты вращения двигателя и регулирование отключением вентиляторов и поверхностей теплообмена. Изменение расхода охлаждающего воздуха, создаваемое жалюзями, в сравнении с другими способами не дает заметного экономического эффекта, но достаточно эффективно может влиять на устойчивость температуры /вых. По точности регулирования вых этот способ близок к бесступенчатому. Для надежной работы конструкция жалюзи должна быть прочной с жесткими кинематическими связями привода и строгой ориентацией их по ходу охлаждающего воздуха. [c.115]
Б. Два основных фактора влияют на образование осадков — надлежащая вентиляция картера и достаточно высокая температура воды в нижней части рубашки охлаждения цилиндра. Оснащение двигателя дополнительным оборудованием для вентиляции картера и регулирования температуры в спстеме охлаждения обеспечивает наиболее эффективный способ борьбы с осадкообразованием (см. главы XII и XVIII). [c.358]
В части усоверпеепствования двигателей новым было создание жаропрочных вставных сопел, которые, способны выдерживать высокую температуру (2500—2700° С) без охлаждения в течение 20—200 сек, а также разработка способов регулирования тяги двигателя и ее отсечки в нужный момент, что раньше в случае двигателей твердого тонлива не осуществлялось. [c.41]
Хотя важнейшим назначением масла в двигателях внутреннего сгорания является смазка трущихся частей, оно должно вместе с тем выполнять также функции охлаждения двигателя, связывания кислот и очистки двигателя, т. е. накопления и удаления побочных продуктов рабочего процесса. Кроме того, масло должно защищать детали двигателя от коррозии. При этом масло не должно чрезмерно окисляться или портиться. Непрерывно нужно совершенствовать и способы устранения нагара па поршнях и заклинивания поршневых колец. Проблемы устранения коррозии и износа подшипников, повышения вязкости масла и образования осадка еще не удается разрешить полностью. В связи с возрастающей из года в год нагрузкой и жесткостью условий работы двигателя требуются более действенные методы устранения. чтих эксплуатационных трудностей. Эти проблемы сравнительно нехмногочисленны, и различие между ними в отдельные периоды является скорее количественным, чем качественны . . Поэтому исследовательские работы предыдущего периода и паучные основы, разработанные 10 лет назад, в равной степеии применимы и к проблемам завтрашнего дня. [c.326]
Кроме того, опыт свидетельствует, что антидетонационный эффект наблюдается нри добавке воды в количествах не менее 10—15% от веса топлива и лишь при таком способе ее подачи, при котором вода поступала бы в цилиндр двигателя в жидком виде. На основании этого наиболее-вероятно, что антидетонационный эффект воды обязан тому охлаждению заряда и нагретых частей цилиндра, которое производит вода при испаре-нри ее в цилиндре двигателя. С этой точки зрения воду л водно-спиртовые смеси следует рассматривать прежде всего как средство внутреннего охлаждения цилиндра двигателя. Вместе с тем остается возможность дополнительного антидетонационного действия спирта как высокооктанового компонента топлива, а паров воды как инертного разбавителя рабо-. чей смеси, понижающего температуру сгорания и, соответственно, давление и температуру последней части заряда. В этом отношении действие паров воды аналогично действию других инертных компонентов остаточных газов ( Oj и Ng). Использование последних для подавления детона-i ции основано яменно на снижении температуры сгорания, что неизбежно связано с замедлением начальной фазы сгорания и уменьшением степени наполнения цилиндра. [c.210]
В качестве привода для холодильной установки с автономным охлаждением можно использовать следующие системы 1) двигатель внутреннего сгорания, непосредственно соединенный с компрессором, 2) двигатель внутреннего сгорания с генератогом электрического тока, обеспечивающим питание электродвигателей компрессора и вентиляторов, 3) передачу движения от оси вагона к генератору электрического тока. Для сглаживания колебаний напряжения, возникающих в связи с изменениями скорости движения вагона, и для обеспечения работы компрессора во время стоянок поезда, предусматривается включенная параллельно генератору достаточно мощная батарея аккумуляторов электрического тока. Второй сПособ оказался наиболее целесообразным и поэтому более других распространен. На рис. ХП.З показан вагон-холодильник с индивидуальной холодильной установкой и с таким способом привода компрессора. Силовое и фреоновое холодильное оборудование расположено в одном из торцов вагона в грузовом пространстве применено воздушное охлаждение. Температура воздуха в грузовом объеме холодильника поддерживается до —18° С. Все вагоны с машинным охлаждением имеют электрическое отопление для перевозки охлажденных продуктов в зимнее время. [c.440]
Хромовое пористое покрытие на алюминиевой осноре хорошо удерживает смазки и весьма износостойко. С целью повышения износостойкости рабочей поверхности цилиндров из алюминиевых сплавов в НАТИ [66] разработан способ хромирования алюминиевых сплавов, примененный впервые к поверхности цилиндров тракторных дизельных двигателей с воздушным охлаждением. [c.36]
Фирма АЕО использует обмотку статора двигателя как автотрансформатор 1), для получения переменного, ступенями изменяющегося напряжения, подводимого к ротору (см. фиг. 93, где указано соединение для получения числа оборотов выше синхронного). Регулировка происходит при помощи контроллера, соединяющего ротор с точками статора, имеющими различное напряжение. Регулировка имеет от 6 до 12 положений, причем число оборотов меняется от 1 3 до 1 4. Сдвиг фаз может быть в известных пределах укомпенсирован тем, что не только величина, но и фаза подводимого к якорю напряжения может быть подобрана известным образом. Поле двигателя при таком способе регулирования остается постоянным. Двигатель может развить тот же крутящий момент при разных числах оборотов. Мощность двигателя таким образом возрастает пропорционально числу оборотов. При небольшом числе оборотов, вследствие плохого охлаждения, мощность двигателя при длительной работе понижается больше, чем соответственное число оборотов. При числе оборотов, значительно превышающем синхронное, ухудшается коммутация, вследствие чего приходится работать при уменьшенном крутящем моменте. [c.861]
chem21.info
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания с преобразованием части тепловой энергии, отводимой системой охлаждения от двигателя, в другие виды энергии для дальнейшего ее использования. Способ включает циркуляцию рабочего тела, при этом уровень жидкого рабочего тела в полостях охлаждения ниже верхнего выхода из полостей, а уровень в охладителях поддерживается не выше средней линии охладителей, энергию парового потока преобразуют в механическую энергию при помощи турбины, в охладителях поддерживают разрежение с помощью компрессора или вакуумного насоса. Устройство замкнутого жидкостного циркуляционного охлаждения переводят в режим работы замкнутого испарительного устройства охлаждения, в охладителях которого поддерживают разрежение, на паровом трубопроводе между полостями охлаждения двигателя и охладителями устанавливают турбину, а в качестве рабочего тела используют воду и/или высококипящие низкозамерзающие органические жидкости. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания с преобразованием части тепловой энергии, отводимой системой охлаждения от двигателя, в другие виды энергии для дальнейшего ее использования.
Известен способ жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Основными элементами замкнутой принудительной жидкостной системы охлаждения являются рубашка охлаждения двигателя (полости вокруг каждого из цилиндров [или группы цилиндров] и в головках цилиндров [или в головках блока цилиндров], образованные наружными стенками), насос, охладители, соединительные трубы, уплотнительные прокладки, устройства, соединяющие систему охлаждения с атмосферой (открытая система) или, наоборот, разъединяющие полости системы и атмосферу (закрытая система). Жидкость, находящаяся в полостях вокруг цилиндров и головок цилиндров (т.н. рабочее тело), нагревается, отбирая теплоту от цилиндров. Нагретую жидкость направляют в охладитель, где она охлаждается, отдавая теплоту нагреваемому устройству или окружающей среде через стенки охладителя, после чего жидкость возвращают насосом обратно в полости, замыкая цикл. Для повышения эффективности работы охладителя с целью уменьшения его геометрических параметров осуществляют обдув охладителя вентилятором, приводимым в движение от вала двигателя внутреннего сгорания.
Недостатками указанного способа жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания являются трудности распределения потоков рабочего тела по охлаждаемым полостям двигателя для обеспечения пропорционального охлаждения поверхностей цилиндров с различной тепловой нагруженностью, необходимость обеспечения значительной объемной скорости жидкостного потока, связанной с невысокой теплоемкостью рабочего тела. В случае применения одного охладителя возрастают требования к его компактности в силу ограниченности подкапотного пространства большинства транспортных средств, в результате чего возрастают энергетические потери, связанные с обеспечением усиленного обдува компактного охладителя наружным воздухом. При применении двух и более охладителей, расположенных в разных местах транспортного средства, энергетические затраты на их охлаждение снижаются. Однако значительно возрастает объем и масса рабочего тела, требующегося для заполнения системы разнесенных охладителей. При последовательном подключении охладителей увеличивается общее гидродинамическое сопротивление системы, в результате чего возрастают энергетические затраты на циркуляцию рабочего тела. При параллельном подключении охладителей возникает сложность пропорционального распределения потоков охлаждаемой жидкости между ними для обеспечения ее эффективного охлаждения при различных режимах эксплуатации двигателя.
("Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей". Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. М.: "Машиностроение", 1980, с.173-180).
Целью изобретения является снижение энергетических затрат на перемещение охлаждающего рабочего тела в устройстве циркуляционного охлаждения двигателя и на отвод тепла от охладителей, а также обеспечение преобразования части тепловой энергии, отводимой системой охлаждения от двигателя, в другие виды энергии для дальнейшего ее использования.
Поставленная цель достигается тем, что в способе охлаждения двигателя внутреннего сгорания при помощи замкнутого устройства, содержащего полости вокруг каждого из цилиндров (или группы цилиндров) и в головках цилиндров (или в головках блока цилиндров), образованные наружными стенками двигателя, один или несколько охладителей и водяной насос, которые соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую систему, по которой циркулирует рабочее тело, переносящее теплоту от охлаждаемых поверхностей двигателя к охладителям, уровень жидкого рабочего тела в полостях охлаждения двигателя поддерживают ниже верхнего выхода из полостей; уровень жидкого рабочего тела в охладителях поддерживают не выше средней линии охладителей; энергию парового потока, поступающего из полостей охлаждения двигателя в охладители, преобразуют в механическую энергию при помощи турбины, установленной на паровом трубопроводе; в охладителях поддерживают разрежение при помощи компрессора или вакуумного насоса, удаляющего посторонние газы из охладителей; в качестве рабочего тела устройства применяют жидкость, имеющую при атмосферном давлении температуру кипения выше температуры окружающего воздуха.
В качестве рабочего тела применяют жидкость, температура кипения которой при атмосферном давлении соответствует диапазону ±20°С от верхней допустимой рабочей температуры охлаждаемых поверхностей двигателя.
В качестве рабочего тела применяют воду и/или низкозамерзающую органическую жидкость с высокой температурой вспышки паров.
В качестве низкозамерзающей органической жидкости применяют смесь спиртов (этиловый-октиловый).
Посторонние газы, откачиваемые из системы компрессором или вакуумным насосом и содержащие пары горючего рабочего тела, направляют на сжигание совместно с топливной смесью в камеру сгорания двигателя.
Механическую энергию, вырабатываемую турбиной, используют для привода обдувающего охладители вентилятора либо для других целей.
Устройство охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее один или несколько охладителей, насос, полости вокруг каждого из цилиндров (или группы цилиндров) и в головках цилиндров (или в головках блока цилиндров), образованные наружными стенками двигателя, которые соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую систему, по которой циркулирует рабочее тело, представляющее собой жидкость с температурой кипения при атмосферном давлении выше температуры окружающей среды и ее пары, при этом выход из полостей охлаждения двигателя в трубопровод, соединяющий полости с охладителями, расположен выше уровня жидкого рабочего тела в полостях двигателя; на трубопроводе, соединяющем полости двигателя с охладителями, размещена турбина, приводимая в движение потоком пара рабочего тела; устройство содержит компрессор или вакуумный насос, поддерживающий разрежение в охладителях; насос размещен между охладителями и полостями охлаждения двигателя и выполнен с возможностью поддержания минимального уровня жидкого рабочего тела в охладителях.
Рабочим телом устройства является вода и/или низкозамерзающая органическая жидкость с высокой температурой вспышки паров.
В качестве низкозамерзающей органической жидкости применена смесь спиртов.
Между полостями охлаждения двигателя и турбиной расположен сепаратор-каплеотделитель.
Турбина выполнена многосекционной.
Охладители соединены друг с другом параллельно.
Устройство снабжено вентилятором, обдувающим охладители наружным воздухом.
В качестве трубопроводов применены гибкие вакуумные шланги.
Всасывающий патрубок компрессора подсоединен к одному из охладителей, а нагнетательный патрубок подсоединен к всасывающему воздушному патрубку двигателя внутреннего сгорания.
Снижают номинальную производительность жидкостного насоса.
Для преобразования части отводимой от двигателя тепловой энергии в другие виды энергии (механическую, электрическую, гидродинамическую и т.п.) на паровом трубопроводе, соединяющем рубашку охлаждения двигателя с охладителями, устанавливают турбину с соответствующим преобразователем энергии (редуктор, электрогенератор, насос, турбокомпрессор и. т.п.).
В охладителях поддерживают высокую степень разрежения путем их охлаждения в совокупности с постоянным или периодическим удалением посторонних газов, попадающих в систему в процессе ее работы. Удаление газов осуществляют компрессором или вакуумным насосом. Так как вместе с посторонними газами откачивается также часть паров рабочего тела, то в случае применения горючего или экологически небезопасного рабочего тела удаление посторонних газов осуществляют не в атмосферу, а во всасывающий воздушный патрубок двигателя для сжигания паров рабочего тела совместно с топливом в камере внутреннего сгорания двигателя.
Предпочтительно охладители обдувают окружающим воздухом при помощи вентилятора.
В полостях охлаждения двигателя поддерживают рабочее давление, предпочтительно соответствующее небольшому разрежению или небольшому избыточному давлению, путем регулирования нагрузки на турбину и подбором состава применяемого рабочего тела в соответствии с конструктивными характеристиками двигателя.
С целью повышения КПД турбины и для исключения подсоса в систему охлаждения посторонних газов через неплотности рубашки охлаждения двигателя в полостях поддерживают избыточное рабочее давление. Однако при этом возникает опасность истечения рабочего тела через неплотности рубашки охлаждения в подкапотное пространство транспортного средства. При данном режиме работы в качестве рабочего тела применяют негорючую нетоксичную жидкость либо горючую нетоксичную жидкость с высокой температурой вспышки паров и с температурой кипения при атмосферном давлении ниже рабочей температуры охлаждаемых поверхностей двигателя. Одновременно осуществляют усиленный обдув подкапотного пространства при помощи вентилятора охладителя.
С целью недопущения истечения рабочего тела в окружающее пространство через неплотности рубашки охлаждения в полостях охлаждения двигателя поддерживают небольшое разрежение.
Так как относительный перепад давлений пара рабочей жидкости между полостями охлаждения двигателя и охладителями может составлять десятки крат, для максимально полного использования энергии пара предпочтительно используют многосекционную турбину.
Предпочтительно в качестве рабочего тела системы охлаждения применяют жидкость с температурой кипения при атмосферном давлении, соответствующей диапазону ±20°С от верхней допустимой рабочей температуры охлаждаемых поверхностей двигателя.
Предпочтительно в качестве рабочего тела применяют воду и/или низкозамерзающую органическую жидкость с температурой кипения при атмосферном давлении от 150°С и с высокой температурой вспышки паров.
Предпочтительно в качестве органической жидкости применяют смесь спиртов (этиловый-октиловый).
Использование заявленного изобретения позволит получить следующий технический результат.
Способ позволит преобразовать значительную часть тепловой энергии, отводимой от работающего двигателя, в механическую энергию вращения вала турбины и тем самым повысить КПД двигателя. Механическая энергия вращения вала турбины может быть непосредственно применена для привода дополнительных устройств транспортного средства либо преобразована в другие виды энергии, например в электрическую. Способ позволит упростить конструкцию полостей вокруг цилиндров или головок цилиндров двигателя и увеличить эффективность теплоотвода от греющихся частей двигателя по сравнению со способом циркуляционного жидкостного охлаждения. Увеличение эффективности теплоотвода обусловлено тем, что коэффициент теплопередачи от нагретых поверхностей рабочему телу у испарительных систем охлаждения в несколько раз выше, чем у систем жидкостного охлаждения, и не зависит от скорости потока жидкости.
Повышение эффективности теплоотвода от нагретых поверхностей к рабочему телу позволит обеспечить требуемую степень охлаждения двигателя при более высокой температуре рабочего тела, контактирующего с охлаждаемыми поверхностями в полостях охлаждения двигателя (вплоть до 180°С, как у систем воздушного охлаждения, или выше в зависимости от конструкции двигателя). Повышенная температура испарения рабочего тела в полостях охлаждения двигателя позволит поддерживать достаточно высокую температуру конденсации рабочего тела в охладителях при сохранении значительного перепада давлений пара рабочего тела между полостями рубашки двигателя и охладителями, требуемого для обеспечения высокого КПД турбины. Высокая температура рабочего тела в охладителях позволит уменьшить их габариты либо снизить затраты энергии на их обдув.
Применение в качестве рабочего тела жидкостей с температурой кипения при атмосферном давлении, соответствующей повышенной рабочей температуре охлаждаемых поверхностей двигателя, позволит поддерживать рабочее давление в полостях охлаждения двигателя, не намного отличающееся от атмосферного (немного выше или немного ниже в зависимости от выбранного режима охлаждения), что обеспечит, с одной стороны, высокий КПД турбины, с другой стороны - безопасность эксплуатации транспортного средства, в том числе и исключение возможности возгорания двигателя при дорожно-транспортных происшествиях.
Меньшее количество используемого рабочего тела по сравнению с жидкостными циркуляционными системами охлаждения позволит быстрее прогреть двигатель для его вывода на рабочий режим и уменьшить паспортную массу транспортного средства. Так как в паровых трубопроводах и в охладителях рабочее тело находится преимущественно в виде разреженного пара, требуемое количество рабочего тела практически не зависит от числа и объема применяемых охладителей, а также от степени их удаленности друг от друга, что позволит использовать охладители упрощенной конструкции и разместить их в любых местах транспортного средства, расположенных выше уровня насоса системы охлаждения. Применение гибких вакуумных шлангов в качестве паровых и жидкостных трубопроводов позволит разместить дополнительные охладители даже на прицепных устройствах. Гибкие легко разъединяемые трубопроводы позволят обеспечить доступность как узлов системы охлаждения, так и других узлов транспортного средства для проведения их ремонта и технического обслуживания. Параллельное подключение охладителей позволит уменьшить гидродинамическое сопротивление системы охлаждения и повысить эффективность работы турбины. Большая суммарная поверхность охладителей позволит снизить или исключить затраты механической энергии на их обдув при сохранении эффективности работы системы охлаждения.
Высокое теплосодержание паров рабочего тела позволит обеспечить требуемую степень охлаждения двигателя при небольших по массе потоках рабочего тела, что уменьшит затраты механической энергии на работу насоса, обеспечивающего подачу жидкого рабочего тела из охладителей в рубашку охлаждения двигателя, и позволит уменьшить диаметр и общий объем жидкостных трубопроводов.
Разрежение, поддерживаемое в системе охлаждения, позволит исключить неконтролируемое истечение рабочего тела через неплотности соединений и узлов системы в окружающую среду, что имеет принципиальное значение при использовании воспламеняющегося рабочего тела.
Удаление паров горючего рабочего тела во всасывающий воздушный патрубок двигателя для сжигания паров рабочего тела совместно с топливом позволит использовать энергию горения рабочего тела для выработки механической энергии двигателя, а также позволит исключить попадание паров рабочего тела в окружающую среду.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана реализация способа на примере конструкции варианта устройства охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Конструкция устройства охлаждения содержит блок цилиндров 1, рубашку охлаждения блока цилиндров 2, стенки которой образуют полости 3, заполненные жидким рабочим телом 4 и парообразным рабочим телом 5, сепаратор-каплеотделитель циклонного типа 6, турбину 7, охладители 8 и 9, жидкостный насос 10, компрессор или вакуумный насос 11, предохранительный клапан 12, байпасный клапан 13 и вентилятор 14.
Работа устройства охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществлена следующим образом.
При запуске двигателя компрессор или вакуумный насос 11 создает разрежение в полостях системы охлаждения путем откачки воздуха, заполняющего систему совместно с парами рабочего тела, во всасывающий патрубок двигателя внутреннего сгорания. Работа компрессора 11 осуществляется до достижения определенного разрежения, при котором содержание посторонних газов (воздуха) в системе охлаждения не превышает определенного значения, после чего компрессор 11 выключается. Разрежение создается как в охладителях 8 и 9, так и в полостях 3 рубашки охлаждения блока цилиндров 2.
При нагреве жидкости 4, омывающей цилиндры и головки цилиндров, до температуры кипения при данном разрежении начинается ее кипение с отводом теплоты от нагретых частей двигателя, соприкасающихся с жидкостью. Парожидкостная смесь поступает в сепаратор-каплеотделитель циклонного типа 6, в котором разделяется на паровую и жидкостную составляющие. Жидкость возвращается в полости 3 рубашки охлаждения двигателя, а пар направляется в турбину 7. Проходя через турбину, паровой поток передает ей часть своей энергии, после чего разреженные и частично охлажденные пары рабочего тела поступают в охладители 8 и 9. В охладителях пары рабочего тела конденсируются в жидкость, передавая теплоту конденсации наружному воздуху, омывающему стенки охладителей. Для повышения степени теплоотдачи охладитель 8 обдувается вентилятором 14, который в рассматриваемом варианте устройства приводится в движение турбиной 7. Жидкое рабочее тело из охладителей 8 и 9 стекает в нижнюю часть охладителя 8, откуда насосом 10 перекачивается в полости рубашки охлаждения двигателя.
Так как в охладителях или во всей системе, включая рубашку охлаждения двигателя, поддерживается разрежение, в нее возможен подсос воздуха через неплотности соединений и уплотнители динамических устройств. По мере накопления воздуха эффективность работы охладителей снижается, поэтому производят периодическое удаление попавшего в систему воздуха путем его совместного откачивания вместе с частью паров рабочего тела компрессором 11 наружу или во всасывающий воздушный патрубок двигателя внутреннего сгорания. Для облегчения удаления воздуха на время откачивания повышают давление паров рабочего тела в охладителях, для чего открывают байпасный клапан 13, перепускающий пары рабочего тела из полостей охлаждения двигателя в охладители в обход турбины, и одновременно снижают степень обдува охладителей. Для предотвращения нарушения целостности устройства охлаждения при непредвиденном повышении давления внутри системы предусмотрен предохранительный клапан 12, сбрасывающий давление путем перепуска паров рабочего тела наружу или во всасывающий воздушный патрубок двигателя для сжигания удаляемых паров в камере внутреннего сгорания.
1. Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания при помощи замкнутого устройства, содержащего полости вокруг каждого из цилиндров (или группы цилиндров) и в головках цилиндров (или в головках блока цилиндров), образованные наружными стенками двигателя, один или несколько охладителей и водяной насос, которые соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую систему, по которой циркулирует рабочее тело, переносящее теплоту от охлаждаемых поверхностей двигателя к охладителям, отличающийся тем, что уровень жидкого рабочего тела в полостях охлаждения двигателя поддерживают ниже верхнего выхода из полостей; уровень жидкого рабочего тела в охладителях поддерживают не выше средней линии охладителей; энергию парового потока, поступающего из полостей охлаждения двигателя в охладители, преобразуют в механическую энергию при помощи турбины, установленной на паровом трубопроводе; в охладителях поддерживают разрежение при помощи компрессора или вакуумного насоса, удаляющего посторонние газы из охладителей; в качестве рабочего тела устройства применяют жидкость, имеющую при атмосферном давлении температуру кипения выше температуры окружающего воздуха.
2. Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела применяют жидкость, температура кипения которой при атмосферном давлении соответствует диапазону ±20°С от верхней допустимой рабочей температуры охлаждаемых поверхностей двигателя.
3. Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.2, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела применяют воду и/или низкозамерзающую органическую жидкость с высокой температурой вспышки паров.
4. Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.3, отличающийся тем, что в качестве низкозамерзающей органической жидкости применяют смесь спиртов (этиловый-октиловый).
5. Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что посторонние газы, откачиваемые из системы компрессором или вакуумным насосом и содержащие пары горючего рабочего тела, направляют на сжигание совместно с топливной смесью в камеру сгорания двигателя.
6. Способ охлаждения двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что механическую энергию, вырабатываемую турбиной, используют для привода обдувающего охладители вентилятора, либо для других целей.
7. Устройство охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее один или несколько охладителей, насос, полости вокруг каждого из цилиндров (или группы цилиндров) и в головках цилиндров (или в головках блока цилиндров), образованные наружными стенками двигателя, которые соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую систему, по которой циркулирует рабочее тело, представляющее собой жидкость с температурой кипения при атмосферном давлении выше температуры окружающей среды и ее пары, отличающееся тем, что выход из полостей охлаждения двигателя в трубопровод, соединяющий полости с охладителями, расположен выше уровня жидкого рабочего тела в полостях двигателя; на трубопроводе, соединяющем полости двигателя с охладителями, размещена турбина, приводимая в движение потоком пара рабочего тела; устройство содержит компрессор или вакуумный насос, поддерживающий разрежение в охладителях; насос размещен между охладителями и полостями охлаждения двигателя и выполнен с возможностью поддержания минимального уровня жидкого рабочего тела в охладителях.
8. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что рабочим телом устройства является вода и/или низкозамерзающая органическая жидкость с высокой температурой вспышки паров.
9. Устройство охлаждения по п.8, отличающееся тем, что в качестве низкозамерзающей органической жидкости применена смесь спиртов.
10. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что между полостями охлаждения двигателя и турбиной расположен сепаратор-каплеотделитель.
11. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что турбина выполнена многосекционной.
12. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что охладители соединены друг с другом параллельно.
13. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что устройство снабжено вентилятором, обдувающим охладители наружным воздухом.
14. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что в качестве трубопроводов применены гибкие вакуумные шланги.
15. Устройство охлаждения по п.7, отличающееся тем, что всасывающий патрубок компрессора подсоединен к одному из охладителей, а нагнетательный патрубок подсоединен к всасывающему воздушному патрубку двигателя внутреннего сгорания.
www.findpatent.ru
Система охлаждения может включать в себя одну или две цепи циркулярного хладореагента. Она регламентируется ГОСТ 20459-75.
Для каждой цепи циркуляций вводится группа знаков . Буква обозначает вид охлаждения: А – воздух,
W – вода.
1-ая цифра от 0 до 9 обозначает устройство цепи циркуляции.
0 – свободная циркуляция.
2-ая цифра от 0 до 9 обозначает способ перемещения хладореагента
0 – свободная циркуляция.
Большинство взрывозащищенных двигателей имеют две цепи охлаждения.
Электропривод установки должен полностью удовлетворять требованиям технологического процесса и соответствовать условиям окружающей среды в процессе эксплуатации. В то же время для электропривода следует выбирать наиболее простой двигатель по устройству и управлению, надежный в эксплуатации, имеющий наименьшие массу, габариты и стоимость.
Выбор электрических двигателей производится с учетом следующих параметров и показателей:
· рода тока и номинального напряжения;
· номинальной мощности и скорости;
· вида естественной механической характеристики;
· способа пуска и торможения;
· особенностей регулирования скорости;
· конструктивного исполнения двигателя.
Наиболее простыми в отношении устройства и управления, надежными в эксплуатации, имеющими наименьшие массу, габариты при заданной мощности являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.
Выбор двигателя по защите от действия окружающей среды должен производиться в соответствии с условиями, в которых он будет работать (таблица 2.).
Выбор двигателя по способу защиты от воздействия окружающей среды Таблица 3
| Место установки двигателя | Рекомендуемый тип двигателя |
| Сухие помещения без пыли, грязи и едких газов | Открытый или защищенный, IP23 |
| Пыльные или влажные помещения | Закрытый, IP44 |
| Помещения с высокой температурой | Закрытый с независимой вентиляцией,IP44 |
| Помещения с высокой влажностью или содержащие едкие газы | Закрытый или герметичный, IP44 или IP66 |
| Взрывоопасные помещения | Взрывозащищенный, Ех |
| Открытый воздух | Закрытый (двигатель установлен под навесом) или защищенный, IP23, IP44 |
При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полной загрузки в процессе работы. Кроме этого, необходимо выбирать двигатель таким образом, чтобы максимальная температура изоляции обмоток, не превышала допустимой величины. Это условие является одним из основных для обеспечения надежной работы электропривода в течение всего срока его эксплуатации.
В общем случае выбор мощности двигателя включает в себя:
1) Предварительный выбор мощности двигателя исходя из технологического режима работы по расчетным формулам, либо на основе нагрузочных диаграмм рабочей машины, либо по удельному расходу электрической энергии на выпуск единицы продукции и др.
2) Расчет переходных процессов и построение нагрузочных диаграмм электропривода в соответствии с технологическим процессом рабочей машины.
3) Проверка предварительно выбранного двигателя по нагреву и перегрузочной способности, оценка соответствия параметров нагрузочных диаграмм электропривода допустимым параметрам двигателя и технологического процесса.
В учебном проектировании достаточно процесс выбора мощности электродвигателя ограничить первым пунктом, так как расчет переходных процессов и построение нагрузочных диаграмм является довольно трудоемкой задачей, выходящей за рамки требований к объему знаний специалистов со средним специальным образованием.
В случае если нагрузочная диаграмма работы электродвигателя известна из паспортных данных станка, то выбор электродвигателя можно провести по этой диаграмме с проверкой двигателя на нагрев по методу эквивалентной мощности или методу средних потерь.
Рассмотрим методику расчёта мощности электродвигателей типового технологического оборудования [3].
Надёжность работы и длительность эксплуатации во многом зависит от того, в какой мере тип и исполнение его соответствуют условиям среды помещения.
В зависимости от категории помещений , по условиям окружающей среды в данном курсовом проекте будем использовать электродвигатель типа IP44.
Выберем эл.двигатель главного привода (M1).Мощность эл.двигателя рассчитываем по формуле:
(4.1)
где, М =45-крутящий момент.
п=1500 об/мин - частота вращения шпинделя.
Из справочника асинхронных эл.двигателей {1} выбираем эл.двигатель с короткозамкнутым ротором типа АИР 132 S4.
| Характеристика эл. двигателя | |
| Мощность на валу, кВт | 7,5 |
| Число оборотов в минуту | |
| К.П.Д. при номинальной нагрузке ,% | 87,5 |
| cos при номинальной нагрузке | 0,86 |
| in | 7,5 |
Выберем эл.двигатель перемещения траверса (M2). Мощность эл. двигателя определяется по формуле:
где, М =7- момент;
n=1500 об\мин. - частота вращения;
(4.1)
По справочнику асинхронных двигателей {1} выбираем эл. двигатель с короткозамкнутым ротором типа АИР 90 L4.
| Характеристика эл. двигателя | |
| Мощность на валу, кВт | 2,2 |
| Число оборотов в минуту | |
| К.П.Д. при номинальной нагрузке ,% | |
| cos при номинальной нагрузке | 0,79 |
| in | 6,0 |
megaobuchalka.ru
