ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Теплообменник двигателя


Что такое теплообменник: принцип работы

Автомобили 14 января 2018

В этой статье мы поговорим о том, что такое теплообменник. Будет дано определение термина, рассмотрены вопросы о роли этих устройств в жизни человека, видовом разнообразим и приведены некоторые сравнительные данные. Также внимание будет уделено значению теплообменника в автомобилях и способам его замены.

Введение

Что такое теплообменник? Отвечая на данный вопрос, можно определить его как устройство или технологию, внутри которой происходит явление теплообмена между 2 средами, обладающими разным показателем температурного состояния.

В соответствие с принципом работы, теплообменники можно разделить на 2 вида:

В рекуператоре движущиеся носители тепла разделяются стеной. Сюда причисляют преобладающее количество теплообменников с самыми различными типами конструкции. В группу регенеративных устройств входят теплообменники, у которых теплоносители в горячем и холодном состоянии находятся поочередно в непосредственном контакте с одной общей поверхностью. Тепло начинает накапливаться в стене, если она контактирует с горячим носителем тепла и может отдаваться в ходе контакта с холодным. Примером может послужить кауперная доменная печь.

теплообменник опель

Отвечая на вопрос о том, что такое теплообменник, стоит упомянуть и область его применения. В первую очередь они важны в технологическом процессе переработки нефти, а также в нефтехимических, химических, атомных, холодильных, газовых и т. д. отраслях человеческой промышленной деятельности. Энергетика и коммунальное хозяйство также не обходятся без них.

Зависимость условий и конструкции

Отвечая на вопрос, что такое теплообменник, важно будет упомянуть о зависимости его конструкции с условиями, в которых он применяется.

Есть аппараты, которые могут включать в себя не только процесс теплообмена, но и ряд смежных явлений. Примером может служить фазовое превращение, в ходе которого можно наблюдать за конденсацией, испарением и смешением. Данные устройства обладают собственными названиями: конденсатор, градирня, испаритель, смешивающий конденсатор.

теплообменник автомобильный

В соответствии с направлением движения, теплоносители рекуперативного типа могут подразделять на прямоточные, в случае параллельного движения в одном направлении, и противоточные. У последних, при следовании параллельному встречному движению также наблюдается взаимное поперечное движение 2 сред, которые взаимодействуют между собой.

Видео по теме

Виды теплообменников. Кожухотрубные теплообменники

В нескольких пунктах рассмотрим краткую характеристику различных видов теплообменников.

Теплообменники кожухотрубного типа характеризуются наличием труб, которые привариваются к торцу. В них находятся закрепленные пучки других труб. Чаще всего их крепление производится посредством уплотнения развальцовки, однако способы чаще всего зависят от материала. Трубная решетка наделена закрывающимися крышками с прокладкой, болтами и/или шпильками. Корпус оснащен штуцерами, посредством которых один из теплоносителей прокладывает себе путь через пространство между трубками. 2-й теплоноситель при помощи патрубка движется по трубам. Многоходовые теплообменники оснащены крышкой в корпусе и рядом перегородок, которые повышают скорость движения носителя теплоты. Увеличение показателя теплоотдачи улучшают при помощи оребрения трубок, предназначенных для теплообмена.

теплообменник астра

Элементный теплообменник включает в себя ряд компонентов, которые представлены в виде простейших кожухотрубных теплообменников, но с отсутствующими перегородками. Сама конструкция довольно тяжелая и громоздкая.

Погруженный змеевиковый теплообменник характеризуется движением теплоносителей по змеевику, который погрузили в пространство бака с другим носителем тепла в жидкой форме. Чаще всего их используют в небольших установках, а сам аппарат довольно дешевый и простой в использовании.

Основные конструкции теплообменников

Труба в трубе – теплообменник, в котором все отдельные компоненты соединяются посредством патрубков и калачей. Вследствие этого образуется цельная система механизма. Чаще всего их эксплуатируют в условиях наличия высокого давления.

Оросительный теплообменник – тип устройств, которые чаще всего используют в роли конденсаторов при изготовлении охлаждающих установок. Это змеевик, образованный горизонтальными трубами, размещенными в вертикально расположенной плоскости. Они образуют множество секций, расположенных параллельно по отношению друг к другу. Каждый ряд оснащен желобом, который выдавливает струйку охлаждающей воды на теплообменный ряд труб. Часть жидкости испаряется, а другая откачивается насосами.

Графитовый теплообменник – тип устройства, используемый в условиях химически агрессивной среды. Чаще всего изготавливаются они из графитных блоков, пропитанных особыми смолами. Блок оснащают каналом для носителя теплоты. Уплотнение блоков происходит посредством использования прокладок из различных материалов.

Теплообменники пластинчатого типа образованы набором пластин, которые изначально были отштампованы для создания волнистой поверхности. Они наделены рядом каналов, по которым движется поток жидкости. Данный теплообменник крайне просто изготовить и/или модифицировать. Он прост в очистке и обладает высоким коэффициентом теплопередачи, но в условиях высокого давления он применяться не может.

Модификации теплообменников

Теплообменники пластинчато-ребристого типа имеют ряд общих параметров с пластинчатыми аппаратами, но их система разделительных плит включает в себя набор ребристых поверхностей – насадок, которые крепятся к самой пластине посредством применения метода пайки в пространстве вакуума. По бокам находятся ограничивающие бруски, предназначенные для поддержания пластинки. Другими словам, в основе данной конструкции залегает матрица, цельно спаянная, а также крайне прочная и жесткая. Она строится по подобию сотового принципа, а ее работоспособность может поддерживаться в условиях до сотни атм. и даже выше. К подобным устройствам были разработаны разнообразные насадки, позволяющие подбирать геометрию канала для любых потоков и потребностей. Главным достоинством таких устройств является их компактность.

теплообменник автомобильный назначение

Теплообменник оребренно-пластинчатого типа образован тонкостенными оребренными панелями, которые создаются с использованием метода высокочастотной сварки, а соединение их происходит поочередно с поворотом на девяносто градусов. Чаще всего их применяют в ходе утилизации тепла из отходящего газа.

Спиральный теплообменник включает в себя 2 спиральных канальца, что навиваются вокруг перегородки, расположенной по центру. Для создания витков используют рулонный материал. Основное предназначение – охлаждение и нагревание жидкостей с высоким показателем вязкости.

Некоторые сравнительные данные

При выборе использования пластинчатого или кожухотрубного теплообменника чаще люди выбирают первые, так как их коэффициент передачи тепла гораздо выше, чем у традиционного кожухотрубного аппарата. К тому же пластинчатые приборы обладают меньшей площадью.

Теплообменники пластинчатого типа, изготавливаемые за рубежом, оснащаются рядом средств, позволяющих им работать в автоматическом режиме посредством изначальной настройки и регуляции, а также они оснащаются прочной арматурой. В подобных аппаратах снижается величина теплоносителя, который расходуется для нагрева воды. Следовательно, это позволяет снизить нагрузку на сетевой набор насосов, а также уменьшить количество энергии, которое ими потребляется.

В настоящее время с нарастающей популярностью начинают изготавливать и использовать геликоидные теплообменные устройства. Их особенностью является профилирование трубок. Оно делается для того, чтобы прирост сопротивления гидравлической природы мог превысить возрастание отдачи тепла в случае применения турбулизации потоков. Данное устройство является довольно дешевым в сравнении с иностранными моделями, а его качество очень высоко. Чтобы защитить механизм от коррозии, для каждой трубной доски применяют напыление газотермического типа.

Три упомянутых в этом пункте теплообменника изготавливаются, как правило, посредством использования стали с высоким показателем коррозийной стойкости и жаропрочностью. Однако, несмотря на эксплуатацию подобных материалов, структурные компоненты теплообменников все равно могут подвергаться коррозии питтингового типа.

Охлаждение двигателя

Система охлаждения, отвечающая за процесс обмена тепла в авто, является многофункциональным средством контроля температурного режима. В машине таких систем может быть несколько, но в общем виде все они отвечают за контроль одного и того же явления, только в разных областях транспорта. Примером может служить нагревание воздуха в отопительной или вентиляционной системе, охлаждение масел внутри системы, отвечающей за смазку, теплообменник двигателя занимается его охлаждением. Существует также система, отвечающая за снижение температуры в турбонаддуве, и т. д.

промыть теплообменник

Автомобильные теплообменники принципом работы могут между собой отличаться, что обуславливается особенностями самой системы. На авто чаще всего используют жидкостные охлаждающие приборы. Их преимущество заключено в том, что они позволяют равномерно снижать температуру мотора и обладают низкой шумовой производительностью. Если говорить о системе охлаждения двигателя в целом, то она включает в себя огромное количество деталей, среди которых: радиатор масляного типа, отопительный теплообменник, центробежный насос, термостат, радиатор снижения температуры жидкостей, а также расширительный бак.

Процесс промывки

Промывка теплообменника – важный процесс, который стоит выполнять регулярно, иначе несвоевременная его очистка может привести к возникновению проблем в работе двигателя. Однако это, в частности, применимо к конкретному фрагменту общей системы терморегуляции машины, а именно к радиатору.

Нормальная работа охладительной системы, предназначенная для охлаждения двигателя, не может осуществляться вечно. Для обеспечения работоспособности необходимо регулярно проводить профилактические манипуляции. Радиатор является устройством, которое подвергается частому и большому воздействию грязи и пыли. Потому необходимо совершать периодическую промывку теплообменника.

Причиной частого перегревания авто может послужить наличие сбоев в работе радиатора. В зависимости от того, стал ли он разбитым или загрязненным, можно решить данную проблему двумя соответствующими путями:

  1. Приобрести в магазине новое устройство.
  2. Промыть теплообменник и почистить его.

Чтобы очистить радиатор изнутри, необходимо для начала удалить из него антифриз, путем сливания. Важно помнить, что если вещество является чистым, то в проведении данного процесса нет необходимости. Если же жидкость оказалась загрязненной, то следует влить в охладительную систему воду без примесей. Далее нужно завести авто и позволить ему работать в течение 15-25 мин., а потом воду следует слить. Операцию проводят многократно до момента, пока жидкость не станет чистой.

Промыть теплообменник следует тщательно. Усиление эффекта может достигаться использованием жидкости с добавлением специальных чистящих средств. Однако не следует прибегать к злоупотреблению ими, ведь достаточно пары граммов. Использование чрезмерного количества чистящих средств может повредить систему, отвечающую за охлаждение.

промывка теплообменников

После того, как автомобильный теплообменник был промыт, из него снова сливают воду с примесью моющего вещества и заливают уже чистую и повторяют процедуру не меньше пяти раз. Некачественное удаление остатков моющих компонентов может негативно сказаться на радиаторе и привести к образованию коррозии. Чтобы избежать появления накипи, в жидкость антифриза вливают разнообразные присадки, которые наделены антикоррозийными и смазывающими свойствами. Они препятствуют процессу образования ржавчины, а также другим видам отложений внутри радиатора.

Не следует забывать и о том, что забивка радиатора снаружи, например пухом, шерстью или пылью, также может привести к перегреву автомобильного двигателя. Чтобы решить данную проблему, обычно применяют метод продувания теплообменника. Сначала его отделяют от авто, а далее посредством использования обычных мини-моек или простой водяной струей, находящейся под действием давления, промывают и продувают. Не забывайте о том, что использование чрезмерной силы давления может повредить радиатор. Старайтесь обходиться без применения химических средств, которые включают в себя агрессивные кислотные составляющие.

На завершающем этапе очистки необходимо сменить жидкость для охлаждения и откачать лишний воздух из пространства системы. Воздух может образовываться в ходе заливки антифриза. Этот процесс осуществить можно при помощи открытия крышки радиатора, а далее необходимо просто запустить двигатель на некоторое время (около пары минут). После того, как пробки, образованные воздухом, покинут внутреннюю систему устройства, следует добавить антифриз и поставить крышку на место, плотно ее закрепив.

Сложности замены детали внутри авто

Назначение автомобильного теплообменника также заключается в общей системе кондиционирования машины. В данном случае он отвечает за процесс терморегуляции воздуха в пространстве салона. Это, преимущественно, пассивная деталь без каких-либо тонкостей, осуществить ее смену уже сложнее, чем снять радиатор. Место его расположения - между панелью с приборами и перегородкой, а внешне он имеет сходство с радиатором, но с отсутствующей горловиной. Существуют разнообразные формы данной детали, однако замена теплообменника, как правило, не составляет особых трудностей. Важно соблюдать при этом осторожность, так как в системе подобного устройства циркулирует вода, в которую могут добавлять антифриз – довольно токсичное вещество.

Найти новый теплообменник на "Опель-Астру" или на любую другую машину довольно просто: в Сети огромное количество интернет-магазинов, которые предоставляют услуги по продаже запчастей. На них можно выбрать требующуюся модель и вид устройства, а далее просто оформить заказ.

Чтобы найти, например, теплообменник на "Астру" б/у, также можно обратиться в пункты разборки соответствующей модели машины. Здесь человеку предоставляется самостоятельное право выбора необходимой модели, непосредственно вживую. Его можно купить сразу или заказать. Так как на таких разборках теплообменники и прочие детали подержанные, это позволит вам сэкономить деньги в случае острой нехватки капитала. Не стоит пренебрегать данной услугой, так как часто здесь можно найти оригинальную запчасть, ничем не уступающую новой.

В настоящее время пункты разборки авто занимаются одновременно большим количеством обслуживания различных марок транспортных средств, так что здесь всегда можно найти теплообменник на шевроле, жигули, пежо и т. д. Чаще всего подобные точки можно найти в расположении частной мастерской, гаражах, ряде складских помещений и ангарах. Покупка подобного устройства в фирменном магазине будет стоить дороже, но и исключает шанс покупки некачественной продукции. Однако, вне зависимости от вашего выбора места покупки, предоставить замену лучше специалистам. Особенно в том случае, если вы не уверены в собственных силах и достаточном развитии навыка. Вне зависимости от того, нужно вам поставить или сменить теплообменник на опеле или форде, в специализированных мастерских вам помогут решить данную проблему быстро и качественно.

Пара слов о прокладке

Замена теплообменника на личном авто иногда может и не производиться. Зависит это от того, в чем конкретно проблема.

замена теплообменника

Если в машине появляется неприятный запах после езды по дорогам, а особенно по мокрому или укрытому реагентами асфальту, то стоить обратить внимание на возможное протекание внутренней прокладки, расположенной со стороны катколлектора. Там можно обнаружить большой слой грязи и масел. Если при этом, под крышкой клапана эмульсия отсутствует, то это указывает на протекание масла в антифриз, причем лишь в одном направлении. Это равносильное явление для большинства марок авто, начиная с Daewoo и заканчивая опелем. Прокладки теплообменника также подлежат замене. Не всегда следует прибегать к крайним мерам по его удалению и установке нового, ведь иногда достаточно будет просто сменить саму прокладку.

Источник: fb.ru

Комментарии

Идёт загрузка...

Похожие материалы

Что такое дизель? Принцип работы, устройство и технические характеристики дизельного двигателяАвтомобили Что такое дизель? Принцип работы, устройство и технические характеристики дизельного двигателя

Дизельные двигатели весьма распространены на легковых автомобилях. Многие модели имеют хотя бы один вариант в моторной гамме. И это без учета грузовиков, автобусов и строительной техники, где их применяют повсеместно....

Что такое чиллер? Принцип работы системы Домашний уют Что такое чиллер? Принцип работы системы "Чиллер-фанкойл"

Довольно непросто разбираться во всем, что есть на свете. А быть профессионалом во всех областях науки и техники и вовсе практически невозможно. Однако по долгу службы, в учебных целях, или просто для повышения собств...

Что такое МРТ: принцип работы томографа и его диагностические возможностиЗдоровье Что такое МРТ: принцип работы томографа и его диагностические возможности

В медицине используется большое число инструментальных методов исследования, часть из которых являются, по сути, универсальными, что позволяет диагностировать множество патологий из различных классификационных групп з...

Что такое парктроник? Принцип его работыАвтомобили Что такое парктроник? Принцип его работы

На улицах городов с каждым днем становится все меньше пешеходов и все больше водителей. Каждый знает, сколько выгоды при наличии автомобиля – в любой момент можно рвануть куда угодно (где, конечно, есть возмо...

Варистор - что это такое? Варисторы: принцип работы, типы и применениеТехнологии Варистор - что это такое? Варисторы: принцип работы, типы и применение

Варистор – что это такое, где он применяется, и зачем необходим? Данный элемент электронных схем довольно редко используется, поэтому название его не на слуху. Давайте исправим это и ознакомимся с его работой и ...

Коленвал – это что? Устройство, назначение, принцип работыАвтомобили Коленвал – это что? Устройство, назначение, принцип работы

Коленвал – это один из главных элементов двигателя. Он является частью кривошипно-шатунного механизма. Она имеет сложное устройство. Что собой представляет данный механизм? Давайте рассмотрим.Устройство ...

Градирня - что это? Градирня: принцип работы. Устройство градирниБизнес Градирня - что это? Градирня: принцип работы. Устройство градирни

В промышленности устройства для изготовления пластмассы или холодильных аппаратов нуждаются в постоянном охлаждении. Для этих целей используется специальное оборудование – градирня. Что это такое? Каков механизм...

Что такое эскалатор, как работает, где устанавливаютДомашний уют Что такое эскалатор, как работает, где устанавливают

Жители больших городов не понаслышке знают, что такое эскалатор. Это очень удобное транспортное средство, которое можно встретить сегодня не только в метро, но и во многих торговых, развлекательных центра...

Виды теплообменников. Принцип работы теплообменных аппаратовДомашний уют Виды теплообменников. Принцип работы теплообменных аппаратов

Не столь давно почти все теплообменники имели кожухотрубную конструкцию, в которой среды устремляются друг к другу, передвигаясь по трубкам. Последние элементы помещены один в другой. Но уже сегодня такое устройство т...

Печь для бани с теплообменником: принцип работы и установкаДомашний уют Печь для бани с теплообменником: принцип работы и установка

Если в парной установлена печь для бани с теплообменником, то не возникнет необходимости тратить дополнительные средства на монтаж бойлера, который требуется для нагревания воды. Такие конструкции являются наиболее оп...

monateka.com

Что такое теплообменник: принцип работы :: SYL.ru

В этой статье мы поговорим о том, что такое теплообменник. Будет дано определение термина, рассмотрены вопросы о роли этих устройств в жизни человека, видовом разнообразим и приведены некоторые сравнительные данные. Также внимание будет уделено значению теплообменника в автомобилях и способам его замены.

Введение

Что такое теплообменник? Отвечая на данный вопрос, можно определить его как устройство или технологию, внутри которой происходит явление теплообмена между 2 средами, обладающими разным показателем температурного состояния.

В соответствие с принципом работы, теплообменники можно разделить на 2 вида:

В рекуператоре движущиеся носители тепла разделяются стеной. Сюда причисляют преобладающее количество теплообменников с самыми различными типами конструкции. В группу регенеративных устройств входят теплообменники, у которых теплоносители в горячем и холодном состоянии находятся поочередно в непосредственном контакте с одной общей поверхностью. Тепло начинает накапливаться в стене, если она контактирует с горячим носителем тепла и может отдаваться в ходе контакта с холодным. Примером может послужить кауперная доменная печь.

теплообменник опель

Отвечая на вопрос о том, что такое теплообменник, стоит упомянуть и область его применения. В первую очередь они важны в технологическом процессе переработки нефти, а также в нефтехимических, химических, атомных, холодильных, газовых и т. д. отраслях человеческой промышленной деятельности. Энергетика и коммунальное хозяйство также не обходятся без них.

Зависимость условий и конструкции

Отвечая на вопрос, что такое теплообменник, важно будет упомянуть о зависимости его конструкции с условиями, в которых он применяется.

Есть аппараты, которые могут включать в себя не только процесс теплообмена, но и ряд смежных явлений. Примером может служить фазовое превращение, в ходе которого можно наблюдать за конденсацией, испарением и смешением. Данные устройства обладают собственными названиями: конденсатор, градирня, испаритель, смешивающий конденсатор.

теплообменник автомобильный

В соответствии с направлением движения, теплоносители рекуперативного типа могут подразделять на прямоточные, в случае параллельного движения в одном направлении, и противоточные. У последних, при следовании параллельному встречному движению также наблюдается взаимное поперечное движение 2 сред, которые взаимодействуют между собой.

Виды теплообменников. Кожухотрубные теплообменники

В нескольких пунктах рассмотрим краткую характеристику различных видов теплообменников.

Теплообменники кожухотрубного типа характеризуются наличием труб, которые привариваются к торцу. В них находятся закрепленные пучки других труб. Чаще всего их крепление производится посредством уплотнения развальцовки, однако способы чаще всего зависят от материала. Трубная решетка наделена закрывающимися крышками с прокладкой, болтами и/или шпильками. Корпус оснащен штуцерами, посредством которых один из теплоносителей прокладывает себе путь через пространство между трубками. 2-й теплоноситель при помощи патрубка движется по трубам. Многоходовые теплообменники оснащены крышкой в корпусе и рядом перегородок, которые повышают скорость движения носителя теплоты. Увеличение показателя теплоотдачи улучшают при помощи оребрения трубок, предназначенных для теплообмена.

теплообменник астра

Элементный теплообменник включает в себя ряд компонентов, которые представлены в виде простейших кожухотрубных теплообменников, но с отсутствующими перегородками. Сама конструкция довольно тяжелая и громоздкая.

Погруженный змеевиковый теплообменник характеризуется движением теплоносителей по змеевику, который погрузили в пространство бака с другим носителем тепла в жидкой форме. Чаще всего их используют в небольших установках, а сам аппарат довольно дешевый и простой в использовании.

Основные конструкции теплообменников

Труба в трубе – теплообменник, в котором все отдельные компоненты соединяются посредством патрубков и калачей. Вследствие этого образуется цельная система механизма. Чаще всего их эксплуатируют в условиях наличия высокого давления.

Оросительный теплообменник – тип устройств, которые чаще всего используют в роли конденсаторов при изготовлении охлаждающих установок. Это змеевик, образованный горизонтальными трубами, размещенными в вертикально расположенной плоскости. Они образуют множество секций, расположенных параллельно по отношению друг к другу. Каждый ряд оснащен желобом, который выдавливает струйку охлаждающей воды на теплообменный ряд труб. Часть жидкости испаряется, а другая откачивается насосами.

Графитовый теплообменник – тип устройства, используемый в условиях химически агрессивной среды. Чаще всего изготавливаются они из графитных блоков, пропитанных особыми смолами. Блок оснащают каналом для носителя теплоты. Уплотнение блоков происходит посредством использования прокладок из различных материалов.

Теплообменники пластинчатого типа образованы набором пластин, которые изначально были отштампованы для создания волнистой поверхности. Они наделены рядом каналов, по которым движется поток жидкости. Данный теплообменник крайне просто изготовить и/или модифицировать. Он прост в очистке и обладает высоким коэффициентом теплопередачи, но в условиях высокого давления он применяться не может.

Модификации теплообменников

Теплообменники пластинчато-ребристого типа имеют ряд общих параметров с пластинчатыми аппаратами, но их система разделительных плит включает в себя набор ребристых поверхностей – насадок, которые крепятся к самой пластине посредством применения метода пайки в пространстве вакуума. По бокам находятся ограничивающие бруски, предназначенные для поддержания пластинки. Другими словам, в основе данной конструкции залегает матрица, цельно спаянная, а также крайне прочная и жесткая. Она строится по подобию сотового принципа, а ее работоспособность может поддерживаться в условиях до сотни атм. и даже выше. К подобным устройствам были разработаны разнообразные насадки, позволяющие подбирать геометрию канала для любых потоков и потребностей. Главным достоинством таких устройств является их компактность.

теплообменник автомобильный назначение

Теплообменник оребренно-пластинчатого типа образован тонкостенными оребренными панелями, которые создаются с использованием метода высокочастотной сварки, а соединение их происходит поочередно с поворотом на девяносто градусов. Чаще всего их применяют в ходе утилизации тепла из отходящего газа.

Спиральный теплообменник включает в себя 2 спиральных канальца, что навиваются вокруг перегородки, расположенной по центру. Для создания витков используют рулонный материал. Основное предназначение – охлаждение и нагревание жидкостей с высоким показателем вязкости.

Некоторые сравнительные данные

При выборе использования пластинчатого или кожухотрубного теплообменника чаще люди выбирают первые, так как их коэффициент передачи тепла гораздо выше, чем у традиционного кожухотрубного аппарата. К тому же пластинчатые приборы обладают меньшей площадью.

Теплообменники пластинчатого типа, изготавливаемые за рубежом, оснащаются рядом средств, позволяющих им работать в автоматическом режиме посредством изначальной настройки и регуляции, а также они оснащаются прочной арматурой. В подобных аппаратах снижается величина теплоносителя, который расходуется для нагрева воды. Следовательно, это позволяет снизить нагрузку на сетевой набор насосов, а также уменьшить количество энергии, которое ими потребляется.

В настоящее время с нарастающей популярностью начинают изготавливать и использовать геликоидные теплообменные устройства. Их особенностью является профилирование трубок. Оно делается для того, чтобы прирост сопротивления гидравлической природы мог превысить возрастание отдачи тепла в случае применения турбулизации потоков. Данное устройство является довольно дешевым в сравнении с иностранными моделями, а его качество очень высоко. Чтобы защитить механизм от коррозии, для каждой трубной доски применяют напыление газотермического типа.

Три упомянутых в этом пункте теплообменника изготавливаются, как правило, посредством использования стали с высоким показателем коррозийной стойкости и жаропрочностью. Однако, несмотря на эксплуатацию подобных материалов, структурные компоненты теплообменников все равно могут подвергаться коррозии питтингового типа.

Охлаждение двигателя

Система охлаждения, отвечающая за процесс обмена тепла в авто, является многофункциональным средством контроля температурного режима. В машине таких систем может быть несколько, но в общем виде все они отвечают за контроль одного и того же явления, только в разных областях транспорта. Примером может служить нагревание воздуха в отопительной или вентиляционной системе, охлаждение масел внутри системы, отвечающей за смазку, теплообменник двигателя занимается его охлаждением. Существует также система, отвечающая за снижение температуры в турбонаддуве, и т. д.

промыть теплообменник

Автомобильные теплообменники принципом работы могут между собой отличаться, что обуславливается особенностями самой системы. На авто чаще всего используют жидкостные охлаждающие приборы. Их преимущество заключено в том, что они позволяют равномерно снижать температуру мотора и обладают низкой шумовой производительностью. Если говорить о системе охлаждения двигателя в целом, то она включает в себя огромное количество деталей, среди которых: радиатор масляного типа, отопительный теплообменник, центробежный насос, термостат, радиатор снижения температуры жидкостей, а также расширительный бак.

Процесс промывки

Промывка теплообменника – важный процесс, который стоит выполнять регулярно, иначе несвоевременная его очистка может привести к возникновению проблем в работе двигателя. Однако это, в частности, применимо к конкретному фрагменту общей системы терморегуляции машины, а именно к радиатору.

Нормальная работа охладительной системы, предназначенная для охлаждения двигателя, не может осуществляться вечно. Для обеспечения работоспособности необходимо регулярно проводить профилактические манипуляции. Радиатор является устройством, которое подвергается частому и большому воздействию грязи и пыли. Потому необходимо совершать периодическую промывку теплообменника.

Причиной частого перегревания авто может послужить наличие сбоев в работе радиатора. В зависимости от того, стал ли он разбитым или загрязненным, можно решить данную проблему двумя соответствующими путями:

  1. Приобрести в магазине новое устройство.
  2. Промыть теплообменник и почистить его.

Чтобы очистить радиатор изнутри, необходимо для начала удалить из него антифриз, путем сливания. Важно помнить, что если вещество является чистым, то в проведении данного процесса нет необходимости. Если же жидкость оказалась загрязненной, то следует влить в охладительную систему воду без примесей. Далее нужно завести авто и позволить ему работать в течение 15-25 мин., а потом воду следует слить. Операцию проводят многократно до момента, пока жидкость не станет чистой.

Промыть теплообменник следует тщательно. Усиление эффекта может достигаться использованием жидкости с добавлением специальных чистящих средств. Однако не следует прибегать к злоупотреблению ими, ведь достаточно пары граммов. Использование чрезмерного количества чистящих средств может повредить систему, отвечающую за охлаждение.

промывка теплообменников

После того, как автомобильный теплообменник был промыт, из него снова сливают воду с примесью моющего вещества и заливают уже чистую и повторяют процедуру не меньше пяти раз. Некачественное удаление остатков моющих компонентов может негативно сказаться на радиаторе и привести к образованию коррозии. Чтобы избежать появления накипи, в жидкость антифриза вливают разнообразные присадки, которые наделены антикоррозийными и смазывающими свойствами. Они препятствуют процессу образования ржавчины, а также другим видам отложений внутри радиатора.

Не следует забывать и о том, что забивка радиатора снаружи, например пухом, шерстью или пылью, также может привести к перегреву автомобильного двигателя. Чтобы решить данную проблему, обычно применяют метод продувания теплообменника. Сначала его отделяют от авто, а далее посредством использования обычных мини-моек или простой водяной струей, находящейся под действием давления, промывают и продувают. Не забывайте о том, что использование чрезмерной силы давления может повредить радиатор. Старайтесь обходиться без применения химических средств, которые включают в себя агрессивные кислотные составляющие.

На завершающем этапе очистки необходимо сменить жидкость для охлаждения и откачать лишний воздух из пространства системы. Воздух может образовываться в ходе заливки антифриза. Этот процесс осуществить можно при помощи открытия крышки радиатора, а далее необходимо просто запустить двигатель на некоторое время (около пары минут). После того, как пробки, образованные воздухом, покинут внутреннюю систему устройства, следует добавить антифриз и поставить крышку на место, плотно ее закрепив.

Сложности замены детали внутри авто

Назначение автомобильного теплообменника также заключается в общей системе кондиционирования машины. В данном случае он отвечает за процесс терморегуляции воздуха в пространстве салона. Это, преимущественно, пассивная деталь без каких-либо тонкостей, осуществить ее смену уже сложнее, чем снять радиатор. Место его расположения - между панелью с приборами и перегородкой, а внешне он имеет сходство с радиатором, но с отсутствующей горловиной. Существуют разнообразные формы данной детали, однако замена теплообменника, как правило, не составляет особых трудностей. Важно соблюдать при этом осторожность, так как в системе подобного устройства циркулирует вода, в которую могут добавлять антифриз – довольно токсичное вещество.

Найти новый теплообменник на "Опель-Астру" или на любую другую машину довольно просто: в Сети огромное количество интернет-магазинов, которые предоставляют услуги по продаже запчастей. На них можно выбрать требующуюся модель и вид устройства, а далее просто оформить заказ.

Чтобы найти, например, теплообменник на "Астру" б/у, также можно обратиться в пункты разборки соответствующей модели машины. Здесь человеку предоставляется самостоятельное право выбора необходимой модели, непосредственно вживую. Его можно купить сразу или заказать. Так как на таких разборках теплообменники и прочие детали подержанные, это позволит вам сэкономить деньги в случае острой нехватки капитала. Не стоит пренебрегать данной услугой, так как часто здесь можно найти оригинальную запчасть, ничем не уступающую новой.

В настоящее время пункты разборки авто занимаются одновременно большим количеством обслуживания различных марок транспортных средств, так что здесь всегда можно найти теплообменник на шевроле, жигули, пежо и т. д. Чаще всего подобные точки можно найти в расположении частной мастерской, гаражах, ряде складских помещений и ангарах. Покупка подобного устройства в фирменном магазине будет стоить дороже, но и исключает шанс покупки некачественной продукции. Однако, вне зависимости от вашего выбора места покупки, предоставить замену лучше специалистам. Особенно в том случае, если вы не уверены в собственных силах и достаточном развитии навыка. Вне зависимости от того, нужно вам поставить или сменить теплообменник на опеле или форде, в специализированных мастерских вам помогут решить данную проблему быстро и качественно.

Пара слов о прокладке

Замена теплообменника на личном авто иногда может и не производиться. Зависит это от того, в чем конкретно проблема.

замена теплообменника

Если в машине появляется неприятный запах после езды по дорогам, а особенно по мокрому или укрытому реагентами асфальту, то стоить обратить внимание на возможное протекание внутренней прокладки, расположенной со стороны катколлектора. Там можно обнаружить большой слой грязи и масел. Если при этом, под крышкой клапана эмульсия отсутствует, то это указывает на протекание масла в антифриз, причем лишь в одном направлении. Это равносильное явление для большинства марок авто, начиная с Daewoo и заканчивая опелем. Прокладки теплообменника также подлежат замене. Не всегда следует прибегать к крайним мерам по его удалению и установке нового, ведь иногда достаточно будет просто сменить саму прокладку.

www.syl.ru

Теплообменник охлаждения АКПП

Теплообменник - устройство для отвода тепла от автоматической коробки передач

Двигатель

Автоматическая коробка переключения передач - самый популярный вид трансмиссии автомобиля. Как и любой интенсивно работающий механизм, она требует полноценного и охлаждения.

Для чего нужен теплообменник охлаждения АКПП

При работе механизмов коробки-автомат выделяется большое количество тепловой энергии (в обычных условиях температура трансмиссионной жидкости на 10°C выше, чем температура антифриза в двигателе). Поэтому требования по поддержанию постоянной температуры в гидравлической среде АКПП очень высокие. При условии эксплуатации в климате средней полосы для охлаждения жидкости ATF используется дополнительный контур в радиаторе системы охлаждения двигателя.

Теплооменник для трансмиссионной жидкости - своего рода "перестраховка" для производителя, понимающего, что созданный им автомобиль многие захотят "испробовать" в предельных режимах

 В регионах с высокой температурой воздуха и в автомобилях, в которых естественный обдув коробки передач затруднен шумоподавляющим кожухом, предусмотрен дополнительный теплообменник, обеспечивающий более интенсивное охлаждение. Условие снижения шума от работы трансмиссии особенно актуально для автомобилей представительского класса, к тому же, эти автомобили принято оснащать мощными двигателями и, как следствие, рассчитанными на их мощность коробками передач. Поэтому дополнительный теплообменник чаще всего можно встретить в конструкции больших дорогостоящих седанов и спорт-каров, в которых все узлы рассчитаны на работу в экстремальных режимах эксплуатации.

Где расположен теплообменник АКПП

В современных автомобилях теплообменник АКПП чаще всего встраивают в радиатор охлаждения силового агрегата. Дополнительный теплообменник устанавливают там, где на него будет попадать поток набегающего воздуха, как правило, перед радиатором охлаждения двигателя.

Засоренный теплообменник помимо того, что не справляется со своими прямыми функциями, еще и создает дополнительное препятствие потоку трансмиссионной жидкости

Перед тем как попасть в теплообменник, трансмиссионное масло проделывает длинный путь. Через маслоприемник в поддоне АКПП через мелкоячеистый фильтр масло попадает в шестеренчатый или лопастной гидронасос, далее в корпус управляющих клапанов, оттуда на рабочие поршни пакетов фрикционов, затем проходит через гидротрансформатор, из которого и попадает в теплообменник. Охлажденное трансмиссионное масло снова поступает в поддон АКПП.

Вопросы эксплуатации теплообменника АКПП

Как правило, на состояние теплообменника охлаждения АКПП не многие обращают внимание даже после капитально ремонта коробки переключения передач. Теплообменник может быть загрязнен не только снаружи, но и изнутри. Если он "забит" снаружи, снижается способность отводить тепло от коробки, так как площадь контакта его оребрения с воздухом уменьшается. Если на внутренней поверхности трубок скопился налет, он перестает пропускать через себя трансмиссионную жидкость в достаточном объеме. Вследствие этого может возникнуть эффект переполнения гидротрансформатора – возникает полная или частичная блокировка этого устройства. В этом случае нарушается плавность переключения передач. Загрязненный изнутри теплообменник создает опасные условия в работе АКПП: фрикционные накладки, заменяющие сцепление в АКПП, резко нагревается и быстро изнашивается, а продукты износа попадают в трансмиссионный фильтр, засоряя его. Все это может привести к преждевременному повторному ремонту АКПП.

Особенности эксплуатации теплообменника АКПП 

Существует простой и многократно опробованный метод очистки теплообменника изнутри. Для его применения требуется специальное оборудование, позволяющее прокачивать через теплообменник моющий состав. Для подключения к стенду необходимо отсоединить резиновые патрубки от магистрали системы охлаждения. На место их крепления подключаются шланги аппаратуры очистки. Насос аппарата под давлением активно промывает теплообменник специальной жидкостью, затем при помощи воздушного компрессора внутренний объем теплообменника высушивается.

Для эффективной профилактики рекомендуется промывать теплообменник изнутри при каждой замене жидкости ATF в автоматической коробке

Промыть оребрение теплообменника снаружи можно двумя способами. Если доступ к нему не осложнен навесными деталями (например, бампером), его можно промыть водой при помощи "керхера", не снимая с автомобиля. Если такой возможности нет, теплообменник придется демонтировать. Этот способ, в целом, предпочтительней, так как дает возможность удалить всю застрявшую в оребрении грязь.

blamper.ru

Водомасляный теплообменник для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к устройству теплообменник аппаратов, и может быть использовано для охлаждения масла в системах смазки двигателей внутреннего сгорания. Для повышения эффективности охлаждения в теплообменнике охлаждающие секции выполнены в виде общей плоскоовальной трубы (охлаждающего элемента 1), установленной в корпусе 2 водяной полости и содержащей внутренние турбулизирующие пластины (ребра), выполненные за одно целое с основой. Каналы для подвода и отвода охлаждающей среды выполнены е виде отверстий 6 и 5 соответственно в корпусе 2 водяной полости, а каналы для подвода 11 и отвода 12 охлаждаемой среды установлены в крышке 3 корпуса и подсоединены к охлаждающему элементу 1. Охлаждающий элемент 1 снабжен распорными перегородками 7 и 8, расположенными в корпусе по обе стороны охлаждающего элемента вдоль его больших стенок. 5 ил..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (й)5 F 01 P 11/08

ГОСУДАРСТВЕН4ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4795384/06 (22) 25.12.89 (46) 29.02.92. Бюл. М 8 (71) Белорусский политехнический институт (72) И.И.Дьяков и Ю.H,Êèñëîâ (53) 621.43-71 (088.8) (56) Бабичев В,З. Производство автомобильных радиаторов. М.: Машгиз, 1958, с. 77-79. (54) ВОДОМАСЛЯНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроеwe, а именно к устройству теплообменных аппаратов, и может быть использовано для охлаждения масла в системах смазки двигателей внутреннего сгорания. Для повышения эффективности охлаждения в

5M 1716181 А1 теплообменнике охлаждающие секции выполнены в виде общей плоскоовальной трубы (охл ажда юще го элемента 1), установленной в корпусе 2 водяной полости и содержащей внутренние турбулизирующие пластины (ребра), выполненные эа одно целое с основой. Каналы для подвода и отвода охлаждающей среды выполнены в виде отверстий 6 и 5 соответственно в корпусе 2 водяной полости, а каналы для подвода 11 и отвода 12 охлаждаемой среды установлены в крышке 3 корпуса и подсоединены к охлаждающему элементу 1. Охлаждающий элемент 1 снабжен распорными перегородками 7 и 8, расположенными в корпусе по обе стороны охлаждающего элемента вдоль

его больших стенок. 5 ил.

1716181

Изобретение относится к машиностроению, а именно к теплообменным аппаратам двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения.

На фиг: 1 представлен поперечный разрез теплообменника; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг.1; на фиг. 4 — поперечный разрез охлаждающего элемента; на фиг.5 — сечение  — В на фиг. 4.

Теплообменник состоит из плоскоовальных охлаждающих элементов 1, установленных в корпусе 2, выполненном за одно целое с блоком цилиндров двигателя, и крышки 3, Между крышкой 3 и корпусом

2 установлена герметизирующая прокладка

4. Каждый охлаждающий элемент 1 снабжен поперечно расположенными и размещенными перед каждым каналом для отвода охлаждающей среды, выполненным в виде распределительного отверстия 5 со стороны канала для подвода охлаждающей среды, выполненного в виде отверстия 6 в корпусе 2, распорными перегородками 7 и чередующимися продольно-наклонными распорными перегородками 8. Имеющиеся в крышке 3 отверстия 9 и 10 соединены соответственно с каналами 11 и 12 для подвода и отвода охлаждаемой среды к охлаждающему элементу 1.

Плоскоовальный охлаждающий элемент 1 изготовлен из круглой трубы 13, содержащей расположенные на внутренней стенке продольными рядами по винтовой плоской спирали лепестковые ребра 14, выполненные за одно целое с основой круглой трубы 13.

Теплообменник работает следующим образом.

Охлаждающая среда (вода) через входное боковое отверстие 6 поступает в полость корпуса 2, движется, омывая всю поверхность элемента 1 благодаря взаимодействию с перегородками 8, и сливается больших стенок с чередующимся направлением наклона относительно оси охлаждаю40. щих элементов и выполненными в виде

35 через выходные распределительные отверстия 5.

Охлаждаемое масло под давлением поступает через входное отверстие 9 в крышке

3 и канал 11 во внутреннюю полость охлаждающего элемента 1, противотоком к потоку охлаждающей среды перемещается между продольно расположенными лепестковыми ребрами 14 и сливается через канал 12 и выходное отверстие 10 в крышке 3. В результате турбулизации потоков при движении и их контактирования с развитой поверхностью элемента 1 происходит интенсивный теплообмен между охлаждающей и охлаждаемой средами.

Применение данного теплообменника позволяет получить значительный положительный эффект в результате повышения эффективности охлаждения масла, Формула изобретения

Водомасляный теплообменник для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус .с установленными в нем плоскоовальными охлаждающими элементами, снабженными внутренними турбулизирующими пластинами, и с каналами для подвода и отвода охлаждающей с реды, выполненными в виде отверстий в корпусе, и каналы для подвода и отвода охлаждаемой среды, подсоединенные к охлаждающим элементам и выполненные в крышке корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, он снабжен раслорными перегородками, установленными в корпусе по обе стороны каждого охлаждающего элемента вдоль его пластин, наклоненных к центру охлаждающих элементов, турбулизирующие пластины выполнены заодно с охлаждающими элементами и расположены на внутренней их стенке по плоской винтовой спирали, 1716181

8-8 я

Составитель Л.Черный

Редактор H. Цалихина Техред М,Моргентал

Корректор Л.Патай

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага рина, 101

Заказ 597 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Водомасляный теплообменник для двигателя внутреннего сгорания Водомасляный теплообменник для двигателя внутреннего сгорания Водомасляный теплообменник для двигателя внутреннего сгорания 

www.findpatent.ru

Пособие по конструкции масляных систем ГТД

12. Теплообменники

Масляная система является одной из основных систем внутреннего охлаждения ГТД. Она обеспечивает отвод тепла от смазываемых узлов трения двигателя. Происходящий при этом подогрев масла в двигателе ограничен величиной предельно допустимой температуры, при которой еще оказывается достаточной термоокислительная стабильность применяемого масла. Очевидно, что при указанном ограничении обеспечить нормальные условия эксплуатации масляной системы можно только путем снижения уровня температуры масла на входе в двигатель. Приемлемая величина рабочей температуры масла достигается за счет непрерывного отвода от него тепла в специальных маслоохладителях.

С точки зрения используемой терминологии следует отметить, что у первых поколений ГТД маслоохладители именовали «радиаторами», что не соответствует физическому процессу передачи в них тепла от масла к хладагенту, осуществляемому путем конвективного теплообмена двух сред с использованием теплопроводности разделяющих их металлических стенок теплопередающих элементов. Поэтому в настоящее время такие агрегаты стали называть теплообменниками.

Выбор способа охлаждения масла зависит от уровня теплоподвода к нему и от располагаемого хладоресурса рабочего тела, используемого для охлаждения масла. В качестве охладителя могут быть использованы топливо или воздух. В соответствии с этим различают топливомасляные (ТМТ) и воздухомасляные (ВМТ) теплообменники.12.1. Топливомасляные теплообменники

В современных ГТД (за исключением ТВД и ТВВД), как правило, в качестве охладителя используют топливо, расходуемое двигателем. Ожидаемая температура масла на входе в двигатель для всех условий работы силовой установки может быть оценена расчетным путем, если известны параметры хладагентов, уровень теплоотдачи в масло и характеристики теплообменника.

Для проведения такого качественного анализа можно принять линейный закон изменения температур топлива и масла в ТМТ. Тогда формула для определения температуры масла на входе в двигатель примет вид:

, (12.1)

где использованы следующие обозначения:

- температура масла на входе в двигатель;

- температура топлива на входе в ТМТ;

- расход топлива через теплообменник;

- расход масла через теплообменник;

- теплоемкость топлива;

- теплоемкость масла;

- величина теплоотдачи в масло;

- коэффициент теплопередачи от масла к топливу;

- площадь поверхности теплообмена;Анализ этой зависимости показывает, что основными факторами, влияющими на уровень температуры масла, являются:

- температура топлива на входе в ТМТ;

- величина теплоотдачи в масло в двигателе;

- эффективность процесса охлаждения масла в ТМТ (определяемая величинами расходов масла и топлива, а также геометрическими данными теплообменника).

Как показывает опыт создания и эксплуатации авиационных ГТД, определяющее влияние на величину температуры масла на входе в двигатель оказывает уровень температуры топлива на входе в ТМТ. При этом для наиболее сложных условий работы двигателя на взлетном режиме (H=0км) в расчет закладывают максимальную величину указанной температуры топлива на входе в ТМТ, которая будет иметь место в том случае, если его температура в самолетных баках будет равна плюс 45°С. В полетных условиях изменение температуры топлива в баках у ГТД, установленных на дозвуковых и на сверхзвуковых самолетах, будет происходить по-разному.

У дозвуковых самолетов температура топлива в баках и, соответственно, на входе в ТМТ, в процессе полета неизменно понижается (рис.39). Это обусловлено низкой температурой окружающей среды в высотных условиях.

Уровень теплоотдачи в масло у двигателей таких самолетов, в частности, у ТРДД сравнительно невысок. Поэтому у них максимальная величина температуры масла на входе в двигатель, как правило, не превышает 100°С. Причём, наиболее высокий уровень температуры масла бывает на взлетном режиме при температуре атмосферного воздуха 50ОС и температуре топ­лива в баках 45°С. А в процессе полета снижение рабочей температуры масла происходит не только за счёт охлаждения топлива в баках. Как известно, в высотных условиях на крейсерском режиме потребная тяга ГТД в 3-5 раз меньше по сравнению с тягой на взлетном режиме при Н=0 км. При этом значительно уменьшается и теплонапряженность узлов двигателей, контактирующих с маслом, что приводит к уменьшению величины теплоотдачи в масло.

Та­ким образом, тепловое состояние масла у ГТД, устанавливаемых на дозвуковых самолётах, определяется влиянием указанных факторов на функционирование масляной системы этих двигателей.

Рис.39. Охлаждение топлива в баках дозвуковых самолетов в процессе полетаУ двигателей сверхзвуковых самолетов температура топлива в баках в про­цессе полета со скоростями М>1 непрерывно растет вследствие аэродинамиче­ского нагрева (а также за счет возможного перепуска в бак части топлива, подогреваемого в агрегатах самолетной системы и топливо-регулирующей аппаратуры). Так, на самолете Ту-144 температура топлива в баках в конце полета достигала 105°С (при исходной температуре 40°С), и примерно такой же уровень имел место в конце полета на англо-французском сверхзвуковом пассажирском самолете «Конкорд». К тому же, величина теплоотдачи в масло у двигателей при полете на сверхзвуковом крейсерском режиме существенно выше, чем на взлетном режиме в земных условиях. В связи с указанными факторами, температура масла на входе в двигатель при длительном сверхзвуковом полете становится более 150°С, а на выходе из двигателя превышает 200°С. В качестве иллюстрации этого на рис.40 показано изменение указанной температуры в процессе длительного полета самолета «Конкорд».

Рис.40. Диаграмма изменения температуры топлива и масла в двигателе «Олимп»-593

1 – температура топлива в баке; 2 – температура топлива на входе в ТМТ; 3 – температура масла на входе в двигатель; 4 – температура масла на выходе из двигателя.Для съема тепла в масляных системах современных авиационных двигателей при использовании в качестве хладагента топлива применяют высокоэффективные теплообменники трубчатого типа. Анализ условий охлаждения масла в ТМТ показывает, что дальнейшее улучшение тепловых характеристик существующих аппаратов, или переход на использование теплопередающих элементов пластинчатого типа, не даст существенного выигрыша в снижении температуры масла. Как видно из структуры формулы (12.1), влияние коэффициента теплопередачи в ТМТ не является определяющим, и уровень температуры масла при заданных прокачках хладагентов обусловлен, главным образом, температурой топлива на входе в ТМТ и величиной теплоотдачи в масло.

Для достижения оптимальной скорости протекания масла через щели между трубками (за счет чего зависит эффективность теплообмена) и уменьшения застойных зон в конструкцию теплообменников вводят перегородки, которые разделяют межтрубное пространство на отдельные секции. Каждая перегородка имеет окна, через которые масло попадает из одной секции в другую, проходя все секции и каждый раз меняя свое направление.

Из этих же соображений в топливомасляных теплообменниках в топливную полость также вводят перегородки (рис.41). Поступающее в ТМТ топливо по трубкам одного пучка доходит до полости крышки, разворачивается там и входит в другой пучок. Таким образом, оно изменяет направление своего движения 3-5 раз.

Рис.41. Схема движения хладагентов в ТМТ:

а – масло; б – топливо.

Увеличение скорости движения топлива в теплообменнике приводит к уменьшению размеров и массы агрегата. Однако при этом значительно возрастают гидравлическое сопротивление теплообменника, что приводит к необходимости размещения его в топливной магистрали за насосом высокого давления. В тех случаях, когда ТМТ устанавливают в линии низкого давления топлива, поперечные габаритные размеры теплообменника вынуждены увеличивать из-за ограничения допустимых потерь давления топлива.

Для охлаждения масла наиболее часто применяют кожухотрубчатые теплообменники. Типичная схема такого ТМТ приведена на рис.42. В этом теплообменнике топливо пропускают по трубкам, а масло проходит через межтрубное пространство. Он состоит из двух секций, которые жестко связаны между собой коллекторами. Каждая секция теплообменника состоит из сота, установленного в корпус, закрытого с обеих сторон крышками. Сот состоит из 840 тонкостенных трубок толщиной 0,2 мм, наружным диаметром 2 мм и длиной 318 мм, впаянных в трубные доски, между которыми имеются четыре расчалки и четыре перегородки, служащие для многократного изменения направления движения масла с целью лучшего теплосъема. Расположение перегородок для топлива и масла в матрице и крышках теплообменника определяется схемой организации потоков, образующих смешанный вариант течений хладагентов в нём – перекрестно-противоточный. По схеме движения топлива теплообменник является четырёхходовым, т.е. в каждой из секций оно делает по два хода. Масло в каждой из 12 секций осуществляет поперечное обтекание трубок, причем окна в межсекционных перегородках чередуются: «центральные» и «периферийные». К коллекторам приварены цельноштампованные штуцеры входа и выхода масла. В крышках имеются резьбовые гнезда для подсоединения трубопроводов.

Рис.42. Топливомасляный теплообменник ТМТ 4262ТАПрименение ТМТ, имеющих сравнительно малые массу и габаритные размеры, практически не приводит к увеличению лобового сопротивления силовой установки. Определенным преимуществом использования топливомасляных теплообменников является и то, что при охлаждении масла теплота не рассеивается в окружающем пространстве, а уносится топливом в двигатель (т.е. обеспечивается утилизация тепла, которое подводится в двигателе к маслу).

Подогрев топлива в ТМТ увеличивается с ростом теплоотдачи в масло внутри двигателя. При этом надо учесть следующее. Развитие современного двигателестроения идет по пути непрерывного повышения теплонапряженности ГТД (с целью повышения их экономичности и уменьшения массы). Поэтому у вновь создаваемых двигателей подогрев топлива в ТМТ будет возрастать как из-за увеличения теплоотдачи в масло, так и за счет снижения удельного расхода топлива. Но при этом следует иметь в виду, что по уровню допустимой температуры топлива существует ограничение, связанное с его термостабильностью: в топливорегулирующей аппаратуре (т.е. на входе в камеру сгорания) температура топлива не должна превышать 120°С. Именно это обстоятельство затрудняет возможность эффективного охлаждения масла только за счет располагаемого хладоресурса топлива. В первую очередь это касается ТВД, у которых теплоотдача в масло выше, чем у ТРДД (из-за высокого уровня тепловыделения в редукторе), а удельный расход топлива меньше. Поэтому для охлаждения масла в ТВД применяют воздухомасляные теплообменники.

    1. Воздухомасляные теплообменники
На самолетах с ТВД применяют воздухомасляные теплообменники, устанавливаемые в специальных туннелях с регулируемым расходом воздуха. В качестве примера на рис. 43 представлен ВМТ и показана схема движения в нем хладагентов. Теплопередающий сот агрегата представляет собой набор упакованных в корпус круглых охлаждающих трубок. Зазоры между трубками служат проходами для масла. Охлаждающий воздух протекает внутри трубок. Поступившее в теплообменник масло, пройдя все межтрубное пространство, направляется в коллектор и далее в патрубок 2 для выхода масла.

Рис.43. Конструктивная схема воздухомасляного теплообменника сотового типа

1 – патрубок входа масла; 2 – патрубок выхода масла; 3– отдельная секция; 4 – перегородка; 5 – сливная пробка.Для обеспечения равномерного омывания маслом поверхностей трубок сотовый набор разделен на 8 секций перегородками 4. Наличие перегородок удлиняет путь масла и одновременно увеличивает его скорость. Число перегородок ограничено максимально допустимой скоростью протекания масла (0,35…0,45 м/с) во избежание значительного гидравлического сопротивления масляного тракта теплообменника.

На рис.44 представлен еще один тип ВМТ. Он состоит из матрицы 4, прямоугольных фланцев канала продувочного воздуха, крышек и корпуса клапанов 1, где размещены переливной 2 и термостатический 3 клапаны, а также фланцы входа и выхода масла. Принцип действия теплообменника заключается в том, что горячее масло проходит по трубкам с гофрированными пластинами, отдавая свое тепло продувочному воздуху, проходящему по каналам с гофрированными пластинами.

В случае использования ВМТ при работе двигателя на земле иногда не удается обеспечить требуемый температурный режим при заданных размерах и принятой компоновке теплообменной установки (особенно при высоких температурах окружающего воздуха). В связи с этим, вынуждены использовать специальный эжектор для просасывания через теплообменник охлаждающего воздуха из атмосферы. В качестве активной среды в таком эжекторе используют воздух, отбираемый от компрессора двигателя.

Регулирование температуры масла в воздухомасляных теплообменниках обеспечивается за счет изменения расхода охлаждающего воздуха. Расход воздуха увеличивают или уменьшают за счет изменения площади выходного сечения туннеля путем поворота заслонки.

Рис.44. Воздухомасляный теплообменник (ВМТ 6888)

1 – корпус клапанов; 2 – клапан переливной; 3 – клапан термостатический; 4 – матрица.Интенсивность охлаждения масла в ВМТ существенно зависит от условий работы ГТД, поэтому такие теплообменники всегда оснащают системами регулирования расхода охлаждающего воздуха. При этом в качестве расчетного рассматривают взлетный режим (Н=0 км, М=0, tН=+50°С).

    1. Комбинированные схемы охлаждения масла
Как известно, развитие авиационного двигателестроения идет по пути повышения теплонапряженности ГТД, позволяющей улучшать их экономичность и весовые показатели. В связи с этим у вновь разрабатываемых двигателей вопросы охлаждения масла становятся все более проблематичными, так как рост теплоотдачи в масло вступает в противоречие одновременным уменьшением хладоресурса топлива (из-за снижения его расхода). Поэтому в ряде случаев возникает необходимость в использовании комбинированной схемы охлаждения масла, включающей и топливомасляный и воздухомасляный теплообменники. В первую очередь это касается тех ГТД, в состав которых входят редукторы, одной из отличительных особенностей которых является высокий уровень тепловыделения в них. Достаточно сказать, что у большинства авиационных редукторов механический КПД находится на уровне 0,99, т.е. один процент передаваемой мощности превращается в тепло. Так что, например, у ТВД мощностью 10000 кВт только в редукторе интенсивность теплоподвода к маслу составляет 100 кВт. А ведь у двигателя подвод тепла к маслу происходит также в опорах ротора и в коробках приводов. Учитывая высокую экономичность ТВД, хладоресурса топлива для охлаждения масла однозначно оказывается недостаточно. Поэтому разработчик такого двигателя при его проектировании должен выбрать способ охлаждения масла – либо чисто воздушный, либо комбинированный. Определяющими критериями при этом должны быть приемлемость габаритных размеров маслоохладителей и их массы, простота конструкции и удобство эксплуатации системы охлаждения масла.

В качестве примера на рис.45 приведен возможный вариант схемы охлаждения масла в ТВД. Важной особенностью такой схемы является наличие в ней элементов управления процессом охлаждения в ВМТ (эжектор плюс регулируемая заслонка), что позволяет не только минимизировать потребную размерность этого теплообменника, но и исключить возможность перегрева топлива в ТМТ.

Рис.45. Комбинированная схема охлаждения маслаОригинальной является схема охлаждения масла, использованная в ТВВД НК-93. При проектировании данного двигателя было сочтено целесообразным масляную систему выполнить двухконтурной с раздельной циркуляцией масла через редуктор и через газогенератор. При этом циркуляция масла в каждом из указанных контуров осуществляется по короткозамкнутой схеме, минуя маслобак, который является для них общим. Проведенные расчеты показали, что хладоресурс топлива, поступающего в камеру сгорания, оказывается достаточным только для охлаждения масла в циркуляционном контуре газогенератора. Что касается контура редуктора, то вследствие высокого уровня теплоотдачи в масло в его узлах (в самом редукторе, в гидравлической схеме управления положением лопастей винтовентилятора и в коробке самолетных агрегатов), превышающего 200 кВт, для охлаждения масла, кроме ВМТ, пришлось установить и ТМТ. Это было обусловлено следующими обстоятельствами. В техническом задании на проектирование масляной системы было выставлено требование, чтобы температура масла на входе в редуктор не превышала 100°С (т.к. при более высокой температуре масла из-за уменьшения его вязкости несущая способность масляной пленки в зоне контакта трущихся пар снижается). Но для обеспечения указанного предельного уровня температуры масла 100°С при высокой температуре окружающей среды плюс 50°С требовался бы ВМТ слишком больших размеров, который невозможно было бы установить на двигатель. Поэтому и было принято решение, кроме ВМТ, использовать для дополнительного охлаждения масла в циркуляционном контуре редуктора и ТМТ. При этом были приняты во внимание два обстоятельства. Во-первых, потребные геометрические размеры ВМТ должны быть выбраны из условия, чтобы в высотных условиях (Н=11км, М=0,8) на крейсерском режиме охлаждение масла в циркуляционном контуре редуктора производилось только воздухом; очевидно, что для указанных условий потребуется минимальная теплопередающая поверхность, т.к. ВМТ будет продуваться холодным воздухом. Во-вторых, поскольку хладоресурса расходуемого двигателем топлива хватает только для ВМТ газогенератора, то в ТМТ редуктора должно подаваться топливо из бака самолета и туда же отводиться из теплообменника. При этом, тепло, накапливаемое в топливном баке во время взлета самолета, затем рассеивается при полете на крейсерском режиме.

Описанная схема охлаждения масла в масляной системе двигателя НК-93 показана на рис.46.Рис.46. Схема охлаждения масла на двигателе НК-93Благодаря использованию двухконтурной схемы масляной системы в двигателе НК-93 имеет место два уровня температуры масла: на входе в редуктор она не превышает 100°С (а на выходе не более 125°С), в то время как на входе в газогенератор достигает 140°С (а на выходе до 190°С). Таким образом, в редукторе этого двигателя кинематическая вязкость поступающего к узлам трения масла всегда будет значительно выше, чем в газогенераторе, что имеет важное значение для обеспечения надежной работы зубчатых колес и подшипников редуктора, отличающимися высокими контактными нагрузками.

    1. Некоторые особенности выбора маслоохладителей
В практике, сложившейся в отечественной авиационной промышленности, разработчики конструкций ГТД не проектируют и не изготавливают маслоохладители. Этим заняты специализированные предприятия, а двигателисты используют такие агрегаты в качестве покупных изделий.
  1. При проектировании нового двигателя его разработчик, исходя из проведенной расчетной оценки ожидаемого уровня теплоотдачи в масло и анализа располагаемого хладоресурса топлива, выбирает схему охлаждения масла: топливную, воздушную или комбинированную. После этого он вступает в контакт с разработчиком теплообменной аппаратуры с целью оптимизации намеченного схемно-конструктивного решения, относящегося к охлаждению масла во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы двигателя.
В случае чисто топливного или воздушного охлаждения масла может оказаться, что какая-либо модель серийно выпускаемого теплообменника по техническим данным (тепловым и гидравлическим характеристикам) будет пригодна для использования во вновь создаваемом ГТД. Тогда оформляют двусторонний протокол согласования применения выбранного ТМТ (или ВМТ). Ответственность за работоспособность данного агрегата несет его поставщик (при условии, что разработчиком двигателя соблюдены все заявленные параметры хладагентов и оговоренные в протоколе согласования технические требования к теплообменнику).
  1. Если возникает необходимость в новом теплообменнике или комбинированной системы охлаждения масла, то разработчик ГТД оформляет соответствующее техническое задание (ТЗ). Так, например, для ТМТ в ТЗ на его разработку задают величины следующих исходных параметров на взлетном режиме работы двигателя с учетом экстремальных значений плюсовых температур окружающей среды:
– теплоотдачи в масло, кВт;

– прокачки масла, кг/с;

– прокачки (расхода) топлива, кг/с;

– температуры топлива на входе в ТМТ (при °C), °С;

– допустимой температуры масла на выходе из ТМТ, °С.

При этом также ограничивают максимально допустимые величины потерь давления топлива и масла в ТМТ.

Для ТМТ, предназначаемого к использованию в сверхзвуковом ГТД, обязательно указывают соответствующие параметры также и для режима полета с максимальным числом М, причем расчетную температуру топлива на входе в ТМТ принимают такой, какая величина у нее будет в конце длительного сверхзвукового полета (при начальной температуре топлива в баках плюс 45°С).

Для разработки ВМТ в качестве расчетного принимают взлетный режим в условиях Н=0, М=0 при температуре окружающей среды плюс 50°С. Причем, в том случае, если охлаждающий воздух в теплообменник будет поступать из вентилятора ТРДД (или из воздуходувки), то, очевидно, что температура этого воздуха может достигать 70°С.

При использовании комбинированной схемы охлаждения масла в качестве расчетного также принимают взлетный режим при максимально возможной температуре окружающей среды (°C) и с учетом температуры топлива в баках °C.

Разработчик такой системы охлаждения определяет потребные характеристики ВМТ и ТМТ, их конструкцию и дает рекомендации по обеспечению оптимального взаимодействия этих теплообменников.

  1. Для исключения повышенных потерь давления в теплообменниках у них предусматривают перепускные клапаны, устанавливаемые между входом и выходом масла (а также топлива). В качестве примера на рис.47 показана гидравлическая характеристика масляной полости ТМТ, оснащенного перепускным клапаном.

Рис.47. Гидравлическая характеристика масляной полости ТМТ

с перепускным клапаномПо желанию разработчика ГТД в конструкции теплообменников (ТМТ и ВМТ) может быть предусмотрен термостатический клапан. Он осуществляет перепуск масла мимо теплообменника, когда нет необходимости его охлаждать. И только при достижении оговоренной в технических условиях величины температуры масла (например, 40 или 60°С), клапан открывается, и масло начинает охлаждаться в теплообменнике. В качестве примера на рис.48 для двигателя НК-86, на котором установлен ТМТ 6038Т с термостатическим клапаном, показано изменение температуры масла и топлива в зависимости от температуры окружающей среды ().

Как видно из рассмотрения рис.48, до открытия термостатического клапана температура масла на входе в двигатель не зависела от температуры топлива, поступающего в двигатель.Рис.48. Характер изменения температуры масла при использовании ТМТ

topuch.ru

жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств - патент РФ 2513065

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках, в которых теплопередача производится через неподвижные и вращающиеся стенки аналогично типу труба в трубе или встроенные в блок двигателя. В жидкостно-масляном теплообменнике для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, включающем корпус, в котором расположена жестко соединенная с ним труба с внутренней трубой, установленной с возможностью вращения, внутренняя труба на входе и выходе снабжена насосными лопатками, и через уплотнитель соединена с электродвигателем, причем на внутренней трубе установлено винтообразное оребрение, а ребра имеют рассечения и повернуты на угол от 10° до 45°. Технический результат - повышение уровня стабильности температуры масла и высокого уровня тепловых эквивалентов теплоносителей на самых тяжелых режимах двигателя внутреннего сгорания, не зависящих от числа оборотов коленчатого вала. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2513065

жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, патент № 2513065

Предлагаемое устройство относится к теплообменной аппаратуре, а именно к радиаторам двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство - выпускной коллектор радиатора с патрубком выхода теплоносителя, размещенным внутри теплообменника типа «труба в трубе», внутренняя труба которого сообщена с полостью коллектора (а.с. № 1298503, МПК 4 F28D 1/00, опубликованный 23.03.1987 г., бюл. № 11).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность смывания охлаждающей жидкости поверхностей масляного теплообменника внутри коллектора охлаждающей жидкости радиатора, которая зависит в основном от производительностей водяного и масляного насосов двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат - повышение уровня стабильности температуры масла и высокого уровня тепловых эквивалентов теплоносителей на самых тяжелых режимах двигателя внутреннего сгорания, не зависящих от числа оборотов коленчатого вала.

Задача решается тем, что в жидкостно-масляном теплообменнике для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, включающем корпус, в котором расположена жестко соединенная с ним труба с внутренней трубой, установленной с возможностью вращения, внутренняя труба на входе и выходе снабжена насосными лопатками, и через уплотнитель соединена с электродвигателем, причем на внутренней трубе установлено винтообразное оребрение, а ребра имеют рассечения и повернуты на угол от 10° до 45°.

На чертеже изображено устройство жидкостно-масляного теплообменника для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, встроенного в блок двигателя.

Жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств содержит корпус 1, в котором расположена жестко соединенная с ним труба 2 с внутренней трубой 3, установленной с возможностью вращения, внутренняя труба 3 на входе и выходе снабжена насосными лопатками 4, и через уплотнитель 5 и вал 6 соединена с электродвигателем, причем на внутренней трубе 3 установлено винтообразное оребрение, а ребра 7 имеют рассечения и повернуты на угол от 10° до 45°.

Рассечение ребер 7 на внутренней трубе 3 с углами атаки от 10° до 45° получено методом поперечно-винтовой прокатки толстостенной алюминиевой трубы, поэтому ребра 7 и основание трубы 3 монометаллические и имеют винтовую однозаходную основу.

Жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств работает следующим образом. При вращении ротора от электродвигателя в жидкостно-масляном теплообменнике для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств создается принудительный насосный эффект прокачивания обоих теплоносителей в противоточных направлениях. Такой эффект достигается за счет того, что жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств оснащен насосными лопатками 4 на внутренних и внешних цилиндрах торцевых частях со стороны охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания. Со стороны масляного теплоносителя за счет того, что внутренняя труба 3 имеет винтовую природу ребер 7 с рассечением, в образовавшемся пространстве между неподвижной трубой 2 и вращающейся внутренней трубой 3, оребрение на которой рассечено и имеет угол атаки от 10° до 45°, создается насосный эффект.

Вращающаяся внутренняя труба 3 имеет сальниковый уплотнитель 5 и подшипники качения с неподвижной трубой 2. Лопатки 4 имеют конструктивные элементы как с внутренней части внутренней оребренной трубы 3, так и с внешней части трубы 2. Лопатки 4 с внешней стороны трубы 2 скользят по внешней образующей поверхности и создают насосный эффект прокачивания охлаждающей жидкости для создания теплопередачи и теплообмена масла в охлаждающую жидкость. Лопатки 4 с внутренней стороны жестко сидят на валу 6 (электродвигатель не показан) и жестко закреплены с внутренней оребренной трубой 3, что и обеспечивает противоточное прокачивание масла и охлаждающей жидкости.

Неподвижная труба 2 может быть жестко закреплена в корпусе 1, выполненном в виде трубы или в виде кожуха кольцевыми соединениями заодно со штуцерами для масла, имеющими кольцевые проходы.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств позволяет повысить уровень стабильности температуры масла, т.к. ротор жидкостно-масляного теплообменника для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств в среде охлаждающей жидкости вращается от индивидуального электродвигателя и не зависит от числа оборотов коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Поэтому интенсивность эквивалентов по теплообменным жидкостям будет зависеть только от числа оборотов и ступеней их переключения в электродвигателе, от аккумуляторной батареи и генератора транспортного средства.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Жидкостно-масляный теплообменник для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, включающий корпус, в котором расположена жестко соединенная с ним труба с внутренней трубой, установленной с возможностью вращения, отличающийся тем, что внутренняя труба на входе и выходе снабжена насосными лопатками, и через уплотнитель соединена с электродвигателем, причем на внутренней трубе установлено винтообразное оребрение, а ребра имеют рассечения и повернуты на угол от 10° до 45°.

www.freepatent.ru

Теплообменник для дизеля

 

Использование: двигателестроение, а именно устройства для тепловой обработки топлива. Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1 и вертикально размещенный внутри его полости 4 пакет 5 попарно соединенных пластин 6 и 7, образующих секции 8, соединенные между собой. В пластинах выполнены отверстия, образующие каналы для подвода топлива в секции 8 из приемной полости 13 и отвода его в выходную полость 15 из секций 8, каналы разделены между собой перегородкой, причем центральный канал 16 выполнен соосно с пакетом пластин. К полости 4 внутри кожуха подключены патрубки 36 и 37 для подвода к этой полости и отвода из нее охлаждающей жидкости. К кожуху со стороны приемной полости прикреплен поддон 26, в котором размещен по меньшей мере один электронагревательный элемент 29, установленный между входным и выходным каналами с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия в плане зоны расположения обоих каналов. В контактной пластине 40 токоподводящего устройства, установленной над электронагревательным элементом 29 с зазором относительно его центральной части, выполнено отверстие 43, соосное с электронагревательным элементом 29, а центральный канал 16 сообщен через окна 33 с приемной полостью кожуха 1 и примыкающей к ней полостью 27 поддона. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для тепловой обработки топлива.

Известен теплообменник, содержащий кожух с патрубками для подвода и отвода первой текучей среды (топлива) и размещенную внутри кожуха трубу для циркуляции второй текучей среды (охлаждающей жидкости из жидкостного контура системы охлаждения двигателя), на наружной поверхности которой между упомянутыми патрубками выполнены ребра. Теплообменник снабжен по меньшей мере одним электронагревательным элементом, установленным на наружной поверхности корпуса между упомянутыми патрубками (патент РФ N 2008498, кл. F 02 M 31/10, 1994 г.). Известный теплообменник имеет недостаточную эффективность, уступая по этому показателю пластинчато-ребристым теплообменникам. Кроме того, предлагаемое в известном техническом решении размещение электронагревательного элемента затруднительно использовать в теплообменнике с упомянутой пластинчато-ребристой структурой, внутри кожуха которого организовано движение охлаждающей жидкости. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является теплообменник для дизеля, содержащий кожух и вертикально размещенный внутри его полости пакет попарно соединенных пластин, образующих секции, соединенные между собой, при этом в упомянутых пластинах выполнены отверстия, образующие каналы для подвода первой текучей среды в секции из приемной полости и отвода ее в выходную полость из секций, разделенные между собой перегородкой, и центральный канал, соосный с пакетом пластин, а к полости внутри кожуха подключены патрубки для подвода к этой полости и отвода из нее второй текучей среды. Недостатком известного теплообменника является то, что при установке его в системе питания автомобильного дизеля при пуске последнего в условиях низких отрицательных температур окружающего воздуха теплопередающая часть теплообменника блокирует движение топлива в топливной системе дизеля из-за образования на поверхности пластин отложения парафиновых фракций дизельного топлива, поскольку тепла охлаждающей жидкости еще недостаточно для того, чтобы кристаллы парафина расплавились. Следствием отмеченного является недостаточная надежность пуска двигателя. Задачей изобретения является создание пластинчато-ребристого теплообменника для автомобильного дизеля, который обеспечивал бы надежный пуск двигателя при низких отрицательных температурах окружающего воздуха за счет повышения эффективного нагрева дизельного топлива в период его пуска и прогрева. Эта задача решается тем, что теплообменник для дизеля, содержащий кожух и вертикально размещенный внутри его полости пакет попарно соединенных пластин, образующих секции, соединенные между собой, при этом в упомянутых пластинах выполнены отверстия, образующие каналы для подвода первой текучей среды в секции из приемной полости и отвода ее в выходную полость из секций, разделенные между собой перегородкой, и центральный канал, соосный с пакетом пластин, а к полости внутри кожуха подключены патрубки для подвода к этой полости и отвода из нее второй текучей среды, снабжен поддоном, который прикреплен к кожуху со стороны упомянутой приемной полости и в котором размещен имеющий токоподводящее устройство электронагревательный элемент, который установлен между входным и выходным каналами с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия в плане зоны расположения обоих каналов. Теплообменник снабжен двумя дополнительными электронагревательными элементами, размещенными по разные стороны от перегородки, разделяющей входной и выходной каналы, с возможностью частичного перекрытия в плане зоны расположения соответственно входного и выходного каналов, причем центры трех электронагревательных элементов расположены на дуге окружности, проведенной из центра, расположенного на оси центрального канала. Токоподводящее устройство электронагревательного элемента имеет контактную пластину, которая установлена над электронагревательным элементом с зазором относительно его центральной части и в которой выполнено отверстие, соосное с электронагревательным элементом. Упомянутый центральный канал сообщен через окна с упомянутой приемной полостью кожуха и примыкающей к ней полостью поддона. Высота упомянутых окон больше суммы высот упомянутых приемной полости в кожухе и примыкающей к ней полости в поддоне. Упомянутый центральный канал выполнен в крепежном элементе, скрепляющем между собой упомянутые кожух и поддон. При таком выполнении теплообменника обеспечивается перед запуском дизеля направленная циркуляция восходящих потоков подогреваемого топлива в топливные каналы и разрушение под действием тепла его парафиновых фракций, следствием чего является надежный пуск дизеля при отрицательных температурах окружающего воздуха и надежная работа в послепусковой период при минимальных затратах энергии. На фиг. 1 изображено продольное сечение теплообменника; на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 взаимное положение электронагревательных элементов и топливных каналов. Заявляемый теплообменник для нагревания топлива, устанавливаемый в вертикальном положении в системе питания дизеля, содержит кожух 1, крышку 2 с кронштейном 3 крепления теплообменника и размещенный внутри его полости 4 пакет 5 попарно соединенных пластин 6 и 7, образующих секции 8, в которых размещены внутренние разделительные пластины 9 и пластины турбулизатора 10, а между секциями закреплены наружные разделительные пластины 11. В пластинах 6, 7, 9, 11 выполнены отверстия, образующие входной канал 12 для подвода топлива в секции 8 из приемной полости 13, выходной канал 14 для отвода топлива из секций 8 в выходную полость 15 и центральный канал 16, ось которого 17 совпадает с вертикальной осью цилиндрического пакета 5. Полости 13 и 15 имеют также непосредственную связь между собой посредством перепускного клапана 18, который установлен в выходном канале 14. Каналы 12 и 14 имеют в плане каплеобразный профиль, вытянутый в направлении от оси 17 к внутренней поверхности пакета 5, с которой контактирует уплотнитель хвостовика пластины 9 (не показан). Каплеобразный профиль каналов 12 и 14 имеет дуги 19 и 20 окружностей, описанных из центров 21 и 22, расположенных симметрично относительно горизонтальной оси 23. Эти центры расположены, в свою очередь, на дуге окружности, центр которой расположен на оси 17. Каналы 12 и 14 расположены по одну сторону от оси 24, перпендикулярной оси 23, в непосредственной близости, вплотную друг к другу и отделены друг от друга перегородкой 25, образованной перемычками пластин, разделяющими отверстия, выполненные в пластинах 6, 7, 9, 11. К нижней части кожуха 1 со стороны его приемной полости 13 прикреплен пластмассовый поддон 26, примыкающий своей полостью 27 к полости 13. В поддоне выполнены гнезда 28, в которых размещены цилиндрические электронагревательные элементы 29 31 с положительным температурным коэффициентом сопротивления (позисторы). Позистор 29 установлен между каналами 12 и 14, частично перекрывая в плане зоны расположения этих каналов. Позисторы 30 и 31 размещены по разные стороны от перегородки 25 (оси 23), причем центры позисторов 29 31 расположены в плане на дуге окружности, проведенной из центра, расположенной на оси 17. Позистор 30 частично перекрывает зону входного канала 12, а позистор 31 зону выходного канала 14. Предпочтительно одновременное использование всех трех позисторов или одного, имеющего профиль, охватывающий профили этих позисторов. Центральный канал 16 выполнен в болте 32, скрепляющем между собой кожух 1, крышку 2 и поддон 26. Канал 16 сообщен с полостью 13 в кожухе и примыкающей к ней полостью 27 поддона через боковые окна 33, высота которых больше суммы высот полостей 13 и 27. Топливо в центральный канал 16 подается через штуцер 34, а отводится из полости 15 через штуцер 35, ввернутый в крышку 2 кожуха 1. К полости 4 внутри кожуха 1 подключены патрубки 36 и 37 подвода в эту полость отвода из нее охлаждающей жидкости (из жидкостного контура системы охлаждения дизеля). Каждый из позисторов 29 31 имеет токоподводящее устройство 38, содержащее контактную пластину 39 с лапками, контактирующую с нижним торцом позистора, и контактную пластину 40, которая установлена над позистором с зазором 41 относительно его центральной части и имеет выдавки 42 на периферии, контактирующие с верхним торцом позистора. В пластине 40 выполнено отверстие 43, соосное с цилиндрическим позистором. Пластина 39 соединена со штыревым контактом 44, а пластина 40 со штыревым контактом 45. Теплообменник работает следующим образом. Перед запуском двигателя подают электропитание на позисторы, в результате чего происходит разогрев их и сопряженных с ними контактных пластин 39 и 40 и окружающего их пространства. В результате свободной конвекции топлива, заполняющего полости кожуха и поддона, происходит направленная циркуляция восходящих потоков подогреваемого топлива в входной канал 12 и через перепускной клапан 18 в выходной канал 14, а также через окна 33 с развитым проходным сечением в центральный канал 16. Под действием тепла разрушаются парафиновые фракции дизельного топлива, обеспечивается возможность его прокачки и уверенный пуск и стабильная работа дизеля на холостом ходу. Принятая компоновка топливных каналов в теплообменнике позволяет снизить расход электрической энергии. При этом эффект прогрева топлива от позисторов усиливается прогревом его от жидкого теплоносителя. В дальнейшем по мере прогрева дизеля температура охлаждающей жидкости повышается, увеличивается теплоотдача и теплообменник полностью разблокируется от парафинов, движение топлива осуществляется по всему проходному сечению каналов и секций, теплообменник выходит на рабочий режим и при этом позисторы отключают. Таким образом, использование в системе питания дизеля пластинчато-ребристого теплообменника, обладающего повышенной эффективностью и компактностью, в сочетании с электронагревательными элементами, установленными предложенным образом относительно топливных магистралей этого теплообменника, обеспечивает надежный пуск дизеля при отрицательных температурах окружающего воздуха и надежную работу в послепусковой период при минимальных энергетических затратах.

Формула изобретения

1. Теплообменник для дизеля, содержащий кожух и вертикально размещенный внутри его полости пакет попарно соединенных пластин, образующих секции, соединенные между собой, при этом в упомянутых пластинах выполнены отверстия, образующие каналы для подвода первой текучей среды в секции из приемной полости и отвода ее в выходную полость из секций, разделенных между собой перегородкой, и центральный канал, соосный с пакетом пластин, а к полости внутри кожуха подключены патрубки для подвода к этой полости и отвода из нее второй текучей среды, отличающийся тем, что он снабжен поддоном, который прикреплен к кожуху со стороны упомянутой приемной полости и в которой размещен имеющий токоподводящее устройство электронагревательный элемент, который установлен между входным и выходным каналами с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия в плане зоны расположения обоих каналов. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен двумя дополнительными электронагревательными элементами, размещенными по разные стороны от перегородки, разделяющей входной и выходной каналы, с возможностью частичного перекрытия в плане зоны расположения соответственно входного и выходного каналов, причем центры трех электронагревательных элементов расположены на дуге окружности, проведенной из центра, расположенного на оси центрального канала. 3. Теплообменник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что токоподводящее устройство электронагревательного элемента имеет контактную пластину, которая установлена над электронагревательным элементом с зазором относительно его центральной части и в которой выполнено отверстие, соосное с электронагревательным элементом. 4. Теплообменник по пп.1 3, отличающийся тем, что упомянутый центральный канал сообщен через окна с упомянутой приемной полостью кожуха и примыкающей к ней полостью поддона. 5. Теплообменник по пп.1 4, отличающийся тем, что высота упомянутых окон больше суммы высот упомянутых приемной полости в кожухе и примыкающей к ней полости в поддоне. 6. Теплообменник по пп.1 5, отличающийся тем, что упомянутый центральный канал выполнен в крепежном элементе, скрепляющем между собой упомянутые кожух и поддон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru


Смотрите также