Содержание
Виды охлаждения двигателей мотоциклов
При сгорании топлива в двигателе мотоцикла выделяется тепло. Большая часть этого тепла рассеивается в окружающую среду. Если процесс отвода тепла неэффективен, мотор быстро выйдет из строя.
Система охлаждения препятствует перегреву и поддерживает оптимальную рабочую температуру двигателя, как правило, на уровне 75—90°. Именно этот диапазон обеспечивает максимально эффективную работу и длительный срок службы мотора. Охлаждение может быть воздушным или жидкостным.
Воздушное
Мотор мотоцикла охлаждается встречным воздухом. Поскольку отвод тепла происходит через поверхность двигателя, её увеличивают с помощью оребрения в наиболее теплонагруженных местах. Рёбра охлаждения располагают на головке цилиндра и цилиндре, а вот на картере, где температуры не такие высокие, они могут отсутствовать.
Если двигатель расположен таким образом, что на него не попадает встречный поток воздуха, для охлаждения используют дефлекторы, перенаправляющие набегающий поток холодного воздуха на двигатель.
Широко применяется практика использования масляных радиаторов, охлаждающих моторное масло, одной из функцией которого является охлаждение деталей двигателя.
Достоинства
- Простота и надежность;
- Не требует обслуживания;
- Воздушная система дешевле жидкостной, что позволяет снизить стоимость мотоцикла.
Недостатки
- Возможен перегрев двигателя при долгом простое мотоцикла в пробке и длительном движении с низкой скоростью в жаркую погоду.
- Двигатель с воздушной системой охлаждения менее эффективен.
- Масло и фильтры придётся менять чаще, чем в случае с водяным охлаждением.
- Двигатель с воздушной системой охлаждения обладает меньшим ресурсом.
Жидкостное
Принцип охлаждения двигателей мотоциклов по этой схеме такой же, как и у автомобилей. В качестве теплоносителя выступает охлаждающая жидкость — антифриз. Антифриз одновременно оказывает антикоррозионное и смазывающее действие.
Воду в системе охлаждения используют только в случае возникновения неисправности и острой необходимости продолжить движение при отсутствии охлаждающей жидкости. При этом в воде не должно быть примесей, и ее необходимо заменить на рекомендованную охлаждающую жидкость в кратчайшие сроки.
Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через каналы в стенках цилиндров и головках цилиндров двигателя, забирает от них тепло и отдаёт его радиатору. Между пластин радиатора проходит набегающий поток холодного воздуха и охлаждает радиатор.
Один из важнейших элементов системы — термостат. Он делит систему охлаждения на два контура – малый и большой. Когда двигатель холодный, клапан термостата закрыт. Циркулирующая при этом охлаждающая жидкость движется по малому контуру. Это позволяет отсечь большой объем охлаждающей жидкости, обеспечивая более быстрый прогрев двигателя. При температуре приблизительно 90° клапан открывается, обеспечивая циркуляцию жидкости по большому контуру и более эффективное охлаждение двигателя.
На радиаторе, как правило, устанавливается вентилятор с электроприводом. Он включается при повышении температуры охлаждающей жидкости. Например, когда мотоцикл движется с низкой скоростью, когда набегающего потока воздуха недостаточно.
Достоинства
- Позволяет уменьшить тепловые зазоры и получить более высокую удельную мощность.
- Необходимо реже менять масло и фильтры, чем в случае с воздушным охлаждением.
- Обеспечивает более высокий ресурс двигателя.
- Более легкий запуск двигателя при низких температурах охлаждающей жидкости.
Недостатки
- Жидкостная система охлаждения состоит из большего количества деталей, поэтому вероятность её поломки выше.
- Жидкостное охлаждение утяжеляет мотоцикл по сравнению с воздушным.
- Жидкостная система дороже воздушной, что повышает стоимость мотоцикла.
- Жидкостную систему необходимо периодически обслуживать.
Какой вид охлаждения?
Жидкостное охлаждение обязательно для высокотехнологичных двигателей.
Это безальтернативный тип охлаждения для спортивных мотоциклов. Для дальних поездок, когда обеспечивается хороший обдув двигателя, может подойти и воздушное охлаждение. В то же время температура двигателей с воздушным охлаждением менее стабильна, она сильно зависит от условий движения и режимов работы, а это увеличивает их износ.
Устройство и действие систем охлаждения трактора
Устройство и действие систем охлаждения трактора
Воздушное охлаждение. При воздушном охлаждении цилиндры (рис. 42, а, б) двигателя изготавливают каждый в отдельности, а для увеличения поверхности охлаждения их наружные стенки делают ребристыми. Цилиндры окружены направляющими щитками (дефлекторами), обеспечивающими равномерный обдув их воздухом.
В передней части двигателя устанавливают вентилятор, закрытый сеткой, приводимый во вращение ременной передачей от шкива, укрепленного на коленчатом валу. При обрыве ремня на щитке некоторых тракторов зажигается красная лампа.
Действие системы заключается в следующем. При работе двигателя вентилятор засасывает воздух из атмосферы и нагнетает его под кожух, откуда он проходит между ребрами цилиндров и головок, отбирая от них излишнюю теплоту. За действием системы охлаждения наблюдают по дистанционному термометру смазочной системы.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 41. Тепловой баланс дизеля.
Рис. 42. Схема воздушного охлаждения:
а — устройство; б— охлаждение поршня маслом; 1 — шкив; 2— ремень; 3— сетка; 4 — вентилятор; 5 — кожух; 6 — цилиндр; 7— щитки; 8— канал; 9 — поршень; А. Б — точки замера температуры.
Температура масла при нормальной работе двигателя должна быть в пределах от 55 до 100 °С, а максимально допустимая в тяжелых условиях— 120 °С.
Воздушное охлаждение достаточно хорошо обеспечивает нужный тепловой режим двигателя, работающего с полной нагрузкой, даже при температуре окружающего воздуха до +50 °С.
Двигатель с воздушным охлаждением быстро нагревается, поэтому износ его деталей во время пуска и в начальный период работы незначителен. Система охлаждения проста в эксплуатации и требует малых затрат труда на техническое обслуживание. В отличие от двигателей с жидкостным охлаждением у двигателей с воздушным охлаждением исключается опасность размораживания. Применять такую систему охлаждения предпочтительнее в безводных районах.
К недостаткам воздушной системы охлаждения по сравнению с системой жидкостного охлаждения относятся: большая трудность обеспечения благоприятного теплового режима двигателя, повышенный расход картерно-го масла и шум во время работы.
Жидкостное охлаждение. При охлаждении двигателя с помощью жидкости камеру сгорания двигателя, находящуюся внутри цилиндра (рис. 43), окружают полостью, называемой рубашкой. В эту рубашку заливают охлаждающую жидкость (воду или антифриз — водный раствор этиленгликоля, обладающий свойством замерзать при очень низких температурах).
Во время работы двигателя стенки цилиндра (гильзы) и головки цилиндра, прилегающие к камере сгорания, сильно нагреваются и передают теплоту жидкости, находящейся в рубашке.
Жидкость, нагретая в рубашке, захватывается центробежным насосом; через верхний патрубок направляется в радиатор, герметически закрытый крышкой. Перетекая через трубки радиатора, жидкость охлаждается воздухом, просасываемым через радиатор вентилятором, и направляется по нижнему патрубку обратно в рубашку двигателя. Затем процесс повторяется.
Рис. 43. Схема жидкостного охлаждения:
1 — шторка; 2— радиатор; 3 — крышка; 4, 12 — патрубки; 5—вентилятор; 6 — термостат; 7 — рубашка; 8— термометр; 9 — датчик; 10, 13 — спускные краны; 11 — цилиндр; 14 — масляный радиатор; 15 — насос.
Таким образом, охлаждающая жидкость, циркулируя по системе охлаждения во время работы двигателя, отбирает излишнюю теплоту от стенок цилиндра и головки и, проходя через радиатор, отдает ее в атмосферу, поддерживая тем самым нужную температуру деталей двигателя.
Такая система охлаждения называется жидкостной, принудительной и закрытой.
Работа жидкостной системы охлаждения контролируется дистанционным термометром 8, датчик 9 которого находится в верхнем баке радиатора или головке блока.
Температуру охлаждающей жидкости можно изменять при помощи шторки вручную. Для автоматического поддержания нужной температуры двигатель снабжен термостатом. Для спуска охлаждающей жидкости из блока цилиндров используют спускной кран, а из нижнего бака радиатора — кран.
У форсированных двигателей, кроме основных систем охлаждения (воздушной и жидкостной), применяется дополнительное охлаждение поршней маслом, подаваемым из смазочной системы через канал в шатунах.
Насколько эффективно такое охлаждение, показывают цифры в точках А и Б: температура поршня 9 без охлаждения маслом во время работы составляла соответственно 232 и 213 °С, а при охлаждении маслом — 210 и 175 °С.
Расход масла на охлаждение поршней относительно невелик — 3,6…5 л/мин при давлении масла в магистрали 0,2…0,25 МПа и температуре 100…105 °С.
Воздушное охлаждение — что это такое и почему оно осталось в прошлом
Автомобили с водяным охлаждением в настоящее время доминируют в мире автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Так что же случилось с искусством воздушного охлаждения?
Напомнить позже
Охлаждение на водной основе практикуется более 100 лет, используя разницу температур между горячей водой и холодным поступающим воздухом для отвода нежелательного тепла от трансмиссии. И все же когда-то использование простого воздушного потока для охлаждения двигателя было широко распространено в автомобильном мире.
Двигатели, предназначенные для воздушного охлаждения, сконфигурированы иначе, чем двигатели с водяным охлаждением, причем наиболее очевидным отличием является использование ребер, закрывающих снаружи головки цилиндров и цилиндры. В наши дни этот тип двигателя действительно распространен только на мотоциклах и квадроциклах, что свидетельствует о том, что только двигатели небольшой мощности могут справиться с такой простой формой охлаждения.
Принципы воздушного охлаждения соответствуют принципам, изложенным в моей последней статье об охлаждении, причем одним из основных компонентов является площадь поверхности. Чтобы максимизировать теплопередачу, большая поверхность позволяет распределять больше тепла в окружающую среду, а не собирать его в небольшой области интенсивного тепла, которая забивается и неизбежно приводит к перегреву.
Вероятно, самый известный Porsche с воздушным охлаждением — 2.7 Carrera RS. Последним Porsche с воздушным охлаждением было поколение 993 незадолго до начала XXI века. отсутствовали, что давало трансмиссии гораздо больше шансов оставаться прохладной под нагрузкой. Воздушный поток стратегически направляется через эти ребра от впускного отверстия (как задняя решетка на старых 911s и VW Beetles), что обеспечивает конвекцию (теплообмен) между холодным, быстро движущимся воздухом и тепловой энергией, вырабатываемой при сгорании двигателя.
Многие автомобильные компании практиковали воздушное охлаждение, наиболее известными из которых были Porsche и Volkswagen, которые на протяжении десятилетий успешно использовали простой поток воздуха для охлаждения своих оппозитных четырехцилиндровых и шестицилиндровых двигателей. Но по мере того, как автолюбители становились все более и более жаждущими большей мощности, надежность и возможности этих основных систем охлаждения начали уменьшаться.
Двигатель с водяным охлаждением использует замкнутую систему охлаждения; это означает, что водяной насос и охлаждающий вентилятор могут использоваться постоянно, чтобы поток охлаждающей жидкости циркулировал по всему двигателю, а вентилятор охлаждал его, даже когда автомобиль стоит.
Отдельный задний вентилятор, используемый для отвода тепла от моторного отсека этого Singer 911
. С другой стороны, воздушное охлаждение представляет собой открытую систему, которая в значительной степени зависит от постоянного потока воздуха, поступающего в моторный отсек, что не всегда возможно.
Несмотря на использование больших вентиляторов для всасывания воздуха для охлаждения, тепло, выделяемое двигателями большей мощности, начало преодолевать системы охлаждения, особенно когда вы сидите в пробке или едете со скоростью, не способствующей эффективному воздушному потоку. Меньшее количество холодного воздуха, проходящего через ребра охлаждения, приводит к отсутствию передачи тепла от двигателя к окружающей среде.
Воздушное охлаждение имело свои преимущества: вес был снижен из-за отсутствия воды и теплообменников, необходимых для замкнутой системы охлаждения, а техническое обслуживание отсутствовало, если только не были нанесены некоторые повреждения ребрам охлаждения.
В настоящее время этот устаревший метод охлаждения применяется к двигателям малой мощности из-за меньшего количества тепла, которое они производят, по сравнению с более крупными и мощными двигателями. В случае мотоциклов и квадроциклов двигатель обычно подвергается воздействию элементов, а не закрывается, что означает, что может быть достигнут эффективный поток воздуха.
Воздушное охлаждение на оппозитном четырехцилиндровом VW Beetle
Охлаждение изменилось как на дрожжах со времен воздушного охлаждения, и, похоже, нет никакого пути назад на автомобильный рынок для практики. Некоторые несгибаемые поклонники 911 могут все еще тосковать по характерному ощущению оппозитных шестерок с воздушным охлаждением, но, учитывая, что даже Carrera теперь оснащена двойным турбонаддувом и стала еще более мощной, чем раньше, пути назад действительно нет.
Есть что-то приятное в инженерной точности проектирования двигателя с воздушным охлаждением со стратегически расположенными рядами ребер, и в наши дни поразительно представить высокопроизводительные автомобили без основного источника охлаждающей жидкости. Но из-за битвы за мощность и неизбежной необходимости надежности в автомобильном мире воздушное охлаждение теперь должно остаться в учебниках истории, где оно, к сожалению, должно быть.
| |||||||||||||
Некоторые другие европейские производители — некоторые модели DAF, Panhards, NSU и чехословацкая Tatra — все использовали воздушное охлаждение, как и GM. с Корвейром. Единственным производителем высокопроизводительных автомобилей с воздушным охлаждением был Porsche с его 911, модели 911SC и Turbo.
30-х годов, с целью производства самого дешевого и простого автомобиля. Подобные приоритеты стояли за Volkswagen Beetle, разработанным примерно в то же время, что и «народный автомобиль» Фердинанда Порше.
Воздух втягивается в воздуховод вентилятором и проходит через масляный радиатор, прежде чем попасть на головки цилиндров и цилиндры. 
Во многих автомобилях Volkswagen с задним расположением двигателя, с воздушным охлаждением и легких коммерческих автомобилях двигатель был «спрятан» под полом, что давало дополнительные преимущества в случае загрузки и большой грузоподъемности. Простота обслуживания также часто упоминалась как аргумент в пользу двигателя с воздушным охлаждением. С самого начала разработки в большинстве этих двигателей использовалось расположение полностью отдельных цилиндров, чтобы воздух мог обтекать каждый цилиндр.
Проблема шума была вызвана двумя факторами — отсутствием водяной рубашки и шумом вентилятора охлаждения. Поскольку вокруг блока двигателя было меньше материала, звуки сгорания были менее приглушенными. Работа охлаждающего вентилятора, нагнетающего воздух на двигатель, также создавала значительный уровень шума.
Эти ребра распределяют тепло двигателя по большой площади. Если бочка сделана без ребер и имеет длину 15 см (6 дюймов), все ее тепло будет распределяться по этой длине. Если ствол изготовлен с 10 ребрами, глубиной 5 см (2 дюйма) каждое, такое же количество тепла будет рассеяно на 100 см (40 дюймов). Это снизит общую температуру ствола и обеспечит больший доступ воздуха к поверхностям, которые больше всего нуждаются в охлаждении. Вентилятор с приводом от двигателя направляет струю холодного воздуха на ребра. Вентилятор необходим, потому что двигателю с воздушным охлаждением требуется очень большой поток воздуха: для охлаждения двигателя требуется в 4000 раз больше воздуха, чем воды по объему, поэтому нельзя полагаться на поток воздуха, создаваемый автомобилем.
Более близкое расстояние между ребрами будет отводить больше тепла, но также потребует более мощного вентилятора для поддержания процесса охлаждения, который, в свою очередь, будет поглощать больше мощности двигателя.
Лучшая, более практичная форма имеет прямые стороны, сходящиеся в одной точке, но она все же сопряжена с риском повреждения и, в любом случае, довольно сложна и, следовательно, дорога в производстве.
Поэтому оребрение головок цилиндров с воздушным охлаждением всегда очень глубокое, чтобы обеспечить максимальную площадь рассеивания тепла. Другая проблема заключается в том, что температура двигателя с воздушным охлаждением меняется гораздо быстрее, чем у двигателя с водяным охлаждением. Водяное охлаждение передает изменения температуры постепенно. Поэтому базовая конструкция двигателя с воздушным охлаждением должна быть рассчитана на быстрые изменения температуры.
