Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое оптимальное температурное состояние двигателя

Что такое оптимальное температурное состояние двигателя

Система охлаждения грузовика обеспечивает надлежащую работу двигателя, за счет отведения тепла от интенсивно нагревающихся деталей и поддержания рабочего температурного режима. От оптимального теплового состояния двигателя, продолжительности его прогрева, стабильности температурного режима в процессе работы зависят не только надежность, но также топливная экономичность грузовика и токсичность отработавших газов.

На европейском коммерческом транспорте используется жидкостная система охлаждения. Она предназначена не только для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в процессе работы, но и осуществляет нагрев воздуха в системе отопления кабины, вентиляции и кондиционирования, охлаждает масло в системе смазки, рабочую жидкость в тормозе-замедлителе (ретардере).

Принцип работы системы охлаждения

Охлаждающая жидкость в системе имеет принудительную циркуляцию, которую обеспечивает центробежный насос. Ее движение осуществляется через «рубашку» охлаждения двигателя. При этом происходит его теплообмен, направление движения жидкости в «рубашке» может быть продольным (от первого цилиндра к последнему) или поперечным (от выпускного коллектора к впускному).

В зависимости от температуры жидкость циркулирует по малому или большому кругу. При запуске двигателя для ускорения его прогрева охлаждающая жидкость движется по малому кругу (рубашке охлаждения двигателя) минуя радиатор. Термостат при этом закрыт. По мере нагрева термостат открывается, и жидкость движется по большому кругу – от радиатора к двигателю. Она проходит через радиатор, где охлаждается встречным потоком воздуха, а при необходимости потоком воздуха от вентилятора. После этого она снова поступает в рубашку охлаждения двигателя. В ходе его работы цикл движения жидкости многократно повторяется.

Для повышения температуры кипения охлаждающей жидкости путем увеличения давления в системе охлаждения в крышке расширительного бачка расположен специальный клапан. В процессе нагрева жидкости ее объем увеличивается и избыток уходит в расширительный бачок. При повышении температуры больше 95°С начинается бурное выделение пузырьков пара, предохранительный клапан в крышке расширительного бачка остается закрытым, давление в системе повышается и кипение прекращается. В случае перегрева двигателя и повышения избыточного давления сверх допустимого открывается предохранительный клапан и часть охлаждающей жидкости сливается из расширительного бачка. Это предохраняет части системы от разрушения.

Охлаждающая жидкость

В качестве охлаждающей жидкости в двигателях применяются антифризы. Охлаждающая жидкость высокого качества может храниться от трех до пяти лет. Данные о сроке использования и о частоте замены антифриза обычно указаны в руководстве по эксплуатации грузовика. Со временем антифриз теряет свои свойства из-за срабатывания присадок и уменьшения запаса щелочности, повышается его негативное влияние на резину и металлы, может появиться пена. Охлаждающую жидкость необходимо заменить: если она изменила цвет, расслоилась или появился осадок. Если нужно долить небольшой объем (100–200 мл), то можно долить дистиллированной воды. Если требуется долить более 200 мл, то используйте антифриз такого же типа, что уже был залит в автомобиле. В случае утечки антифриза, когда доливать надо много, более 30% всего объема (и неизвестно какой антифриз используется в системе охлаждения), то лучше заменить охлаждающую жидкость целиком.

Не стоит добавлять воду в охлаждающую жидкость, это будет портить свойства антифриза и его температуру замерзания. В этом случае лучше добавлять, разбавленный в нужной пропорции, антифриз той же марки, что используется в системе охлаждения.

Евгений Налетов, специалист отдела снабжения компании «Коммерческий транспорт»: «Дизельные двигатели для тяжелой техники должны работать в пять раз дольше, чем обычный двигатель для легковых автомобилей и, соответственно, вероятность ремонта для них является более высокой. Основная проблема этих двигателей, вызываемая использованием охлаждающих жидкостей — кавитация гильз. Кавитация — это образование и схлопывание пузырьков пара в жидкости, находящейся в состоянии близком к кипению. Когда пузырьки схлопываются вблизи металлической поверхности, то из нее высекаются микрочастицы металла и поверхность покрывается язвами (ямками) — подвергается эрозии и разрушается. Поэтому, производители двигателей для грузовиков предъявляют очень строгие требования к антифризам, основное из которых: способность предотвращать кавитацию. Единых требований к охлаждающей жидкости у производителей нет за исключением одного: антифриз не должен быть силикатным. Известно, что силикатные жидкости не обеспечивают защиту от кавитации».

Обслуживание системы охлаждения

Уровень охлаждающей жидкости проверяйте на холодном двигателе, вынув щуп уровня охлаждающей жидкости, либо по меткам MIN и MAX. Многие современные грузовики оснащены специальными датчиками уровня охлаждающей жидкости. Уровень должен быть не ниже половины бачка. При недостатке охлаждающей жидкости в расширительном бачке происходит подсос воздуха из бачка в радиатор и по системе охлаждения начинает циркулировать водо-воздушная смесь, которая может вызвать разрушение элементов системы охлаждения и перегрев двигателя. К такому же результату приводит неисправность клапана в крышке расширительного бачка или не герметичность соединений во всасывающей линии системы охлаждения, к которой относятся радиатор и патрубки.

Со временем охлаждающая жидкость теряет свои характеристики и нуждается в замене. На грузовиках эта процедура, как правило, производится через 300-500 тыс. км пробега (или через определенный срок) и сопровождается промывкой рубашек охлаждения двигателя и радиатора. Замена патрубков системы охлаждения при плановом техническом обслуживании производится только в случае необходимости. Например, в случае обнаружения протечек охлаждающей жидкости через соединения шлангов. Преимущественно повреждения патрубков происходят в районе их соединения с вводными узлами или под металлическими хомутами. Эти детали обеспечивают плотность контакта между металлом и материалом шланга.

Перед сменой антифриза система охлаждения нуждается в промывке. Для этого лучше всего использовать охлаждающая жидкость с пониженным содержанием антифриза. Чтобы промыть систему охлаждения, нужно слить старый антифриз, залить ее подготовленной жидкостью. Позднее нужно прогреть двигатель (до момента открытия термостата) и оставить его работать 20-25 минут.

Очень важно при первых признаках неисправности охлаждающей системы обращаться к специалистам автосервиса. Промедление может вызвать более серьезные поломки и, как следствие, дорогостоящий ремонт.

Признаки неисправности охлаждающей системы:

— утечки охлаждающей жидкости

Европейские производители запчастей выпускают различные составляющие системы охлаждения: Behr Hella (водяные радиаторы, масляные радиаторы, интеркуллеры, расширительные бачки, вентиляторы охлаждения (крыльчатнки), радиаторы отопителя и вискомуфты, моторчики отопителя, краны отопителя), Nissens (радиаторы, интеркуллеры, радиаторы отопителя), Bosch (моторчики отопителя, краны отопителя), BF (водяные насосы, масляные радиаторы), Mahle(термостаты), Dayco (ремень привода насоса охлаждения) и др.

Сервисная станция компании «Коммерческий транспорт» располагает необходимым оборудованием для диагностики неисправностей и ремонта системы охлаждения грузовиков, а так же качественными запчастями. Работы проводят мастера с обширным опытом, качество ремонта подтверждают гарантийные обязательства. При необходимости в процессе ремонта радиаторов и других компонентов системы охлаждения специалисты автосервиса профессионально выполнят замену и ремонт радиатора.

Григорий Ухань, директор СТО «ИП Ухань»: «Многие водители, в целях экономии, используют в качестве охлаждающей жидкости тосол или воду (в летний период). Это не правильно, потому что эти жидкости не подходят для европейского коммерческого транспорта. Не случайно производители европейских грузовиков дают списки одобренных охлаждающих жидкостей — антифризов. Качественные антифризы обладают большей способностью к теплопроводности, лучшими смазывающими свойствами, они менее агрессивны по отношению ко всей системе охлаждения и головке блока цилиндров. Если в импортном коммерческом транспорте использовать отечественный тосол, то он будет разъедать систему охлаждения и разрушать радиатор и водяной насос, термостат может заклинить. Хорошо известно, что неисправности в системе охлаждения могут привести к перегреву двигателя и впоследствии к дорогостоящему ремонту. Довольно часто на нашу станцию технического обслуживания обращаются водители, которые двигаясь по трассе и заметив, что температура двигателя превысила норму, не смогли сразу же остановиться из-за дорожной обстановки. За то время пока дальнобойщики искали место для остановки, из строя выходила не только система охлаждения, но и двигатель, и владельцы грузовиков несли значительные затраты»

Что такое оптимальное температурное состояние двигателя

Система охлаждения двигателя с регулированием подачи воздуха для поддержания теплового состояния силовой установки многоцелевой гусеничной или колесной машины это совокупность устройств, обеспечивающая подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу излишков тепла.

Двигатель танка Т-72 – двенадцатицилиндровый, четырехтактный, многотопливный дизель. Как и все двигатели внутреннего сгорания, при работе выделяет тепло и имеет оптимальный диапазон рабочих температур в пределах 70-100 °С (±10 °С). В этих условиях между сопряженными узлами механизмов двигателя образуются расчетные зазоры, создаются наилучшие условия для их смазки, с двигателей снимается наибольшая мощность [6]. На данный момент для охлаждения двигателя танка Т-72 применяется комбинированная система охлаждения (рис. 1).

Рис. 1. Система охлаждения и подогрева:

1 – радиатор водяной правый; 2 – водяная рубашка МЗН двигателя; 3 – водяная рубашка МЗН буксира; 4 – вентилятор; 5 – заправочная горловина радиаторов; 6 – радиатор водяной левый; 7 – компенсаторные шланги; 8 – змеевик маслобака системы гидроуправления и смазки силовой передачи; 9 – змеевик маслобака двигателя; 10 – водяной насос; 11 – сливной клапан; 12 – двигатель; 13 – расширительный бачок; 14 – заправочная горловина расширительного бачка; 15 – пополнительный бачок; 16 – подогреватель; 17 – датчик термометра; 18 – датчик критической температуры воды; 19 – датчик критической температуры антифриза.

Читать еще:  Ваз 2105 как ставить 2 вентилятора двигателя

Техническая характеристика системы охлаждения двигателя Т-72: тип — жидкостная закрытая с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, вентиляторная; заправочная емкость системы — 90 литров.

  • летом вода с антикоррозийной трехкомпонентной присадкой;
  • зимой низкозамерзающая охлаждающая жидкость (НОЖ) марки 40 или 65.

Температура ОЖ, °С:

  • нормальная эксплуатационная для воды 70-100, НОЖ 70-90;
  • максимально кратковременно допустимая для воды 115, НОЖ 105;
  • минимальная в обоих случаях 60.

Рассмотрим подробнее состав и принцип работы системы охлаждения. Вентилятор центробежного типа служит для создания потока охлаждающего воздуха через масляные и водяные радиаторы. Он изготовлен из алюминиевого сплава и расположен в кормовой части машины. Вентилятор состоит из диска, обода и лопаток, приклепанных к диску и ободу. Вентилятор закреплен болтами на ведомой ступице фрикциона. Для повышения КПД вентилятор помещен в специальный кожух (улитку) [2].

Конструктивной особенностью вентилятора является то, что он приводится в движение от шестереночной передачи, связанной с двигателем внутреннего сгорания, и, как следствие, обороты охлаждающего вентилятора напрямую зависят от оборотов двигателя.

Жалюзи (рис. 2) предназначены для поддержания необходимого температурного режима двигателя за счет регулирования количества воздуха, затягиваемого вентилятором через радиаторы, и защиты агрегатов в силовом отделении от боевых повреждений. Входные жалюзи не регулируемые; рукоятка привода выходных жалюзи находится в отделении управления справа от сиденья механика-водителя. Нормальное положение рукоятки среднее.

Рис. 2. Жалюзи и привод жалюзи:

1 – кулиса привода жалюзи; 2, 7, 10, 11, 12 – тяги; 3 – пружина; 4 – механизм привода жалюзи; 5 – болт стяжной; 6 – контргайка; 8 – вилка; 9 – поводок; 13 – рычаг; 14 – поводок; 15 – створка (подвижная); 16 – створка (неподвижная); 17 – верхняя створка; 18 – нижняя створка; 19 – двуплечий рычаг; 20 – валик; 21 – планка.

При работе двигателя циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется водяным насосом двигателя. Из водяного насоса охлаждающая жидкость поступает в рубашки цилиндров и головки, охлаждая их. Нагретая охлаждающая жидкость, вышедшая из двигателя, разветвляется по трем потокам:

  • первый (основной) поток по трубопроводу поступает в радиаторы, где охлаждается атмосферным воздухом; движение воздуха через радиаторы обеспечивается вентилятором, охлаждающая жидкость из радиаторов по трубопроводу вновь поступает в водяной насос двигателя;
  • второй поток по трубопроводам направлен через змеевики в основном масляном баке двигателя и баке системы гидроуправления и смазки силовой передачи, обогреваемые полости маслозакачивающих насосов, котел подогревателя и радиатор обогревателя боевого отделения;
  • третий поток циркулирует по дренажно-компенсационному контуру из головок двигателя и левого водяного радиатора по трубопроводам в расширительный бачок, из которого через пополнительный бачок поступает в водяной насос.

Дренажно-компенсационный контур предназначен для уменьшения парообразования и исключения срывов циркуляции охлаждающей жидкости. Контроль температуры охлаждающей жидкости осуществляется электрическим термометром, приемник которого установлен в трубопроводе, выходящем из двигателя, а указатель – на щите контрольных приборов механика-водителя. Кроме того, в трубопроводе установлен сигнализатор критической температуры воды с пределом срабатывания 112–118 °С и сигнализатор критической температуры антифриза с пределом срабатывания 104–109 °С. При срабатывании сигнализаторов загораются две сигнальные лампы, установленные на выносном пульте. Охлаждающая жидкость из системы охлаждения и подогрева сливается через клапан, установленный на водяном насосе двигателя [4]. Циркуляция воздуха в воздушном тракте системы охлаждения осуществляется вентилятором. Воздух засасывается вентилятором через входные жалюзи, проходит через масляные и водяные радиаторы и через выходные жалюзи выбрасывается наружу. Интенсивность воздушного потока регулируется положением подвижных створок выходных жалюзи, а также установкой соответствующей ступени привода вентилятора.

К достоинствам системы охлаждения танка Т-72 можно отнести многопоточность отвода охлаждаемой жидкости и смешанный тип охлаждения. Также нужно отметить простоту конструкции, отсутствие энергозатрат и дополнительных электрических потребителей [3].

Однако существующая система охлаждения имеет ряд недостатков. Одним из основных недостатков является то, что контроль над работой системы охлаждения осуществляется механиком-водителем. Ему необходимо постоянно следить за температурным режимом двигателя. В случает нагрева больше допустимой температуры вручную открывать выходные жалюзи и, наоборот, при необходимости закрывать жалюзи для поддержки оптимального температурного режима. В условиях боевых действий, при необходимости интенсивной эксплуатации танка, такая система не совершенна.

Еще одним серьезным недостатком является то, что охлаждающий вентилятор двигателя связан зубчатой передачей с основным двигателем. Скорость его вращения напрямую зависит от оборотов двигателя танка. Создается дополнительная нагрузка и, как следствие, потеря мощности. Вентилятор приводится в действие при запуске двигателя, производя ненужную работу на момент прогрева, и увеличивает время, которое танку необходимо для достижения оптимального рабочего диапазона температур.

Избавиться от ряда недостатков имеющейся охлаждающей системы танка можно с помощью предлагаемой авторами автоматизированной системы охлаждения танка Т-72.

Автоматизированная система управления (АСУ) — предназначена для обеспечения эффективного функционирования объекта управления путем автоматизированного выполнения функций управления [1]. В настоящее время АСУ получили широкое применение в различных областях науки и техники. Исходя из проведенного анализа, можно сделать вывод о том, что применение автоматизированной системы управления для охлаждения танка Т-72 наиболее целесообразно.

Предлагаемая система автоматизации охлаждения состоит из двух частей. Первая часть отвечает за управление открытием и закрытием выходных жалюзи. Вторая часть — за управление вентилятором охлаждения.

Разработка автоматизированной системы открытия и закрытия выходных жалюзи.

Данная система должна срабатывать при определенных условиях. Таким условием является температура двигателя. В случае высокой температуры выходные жалюзи должны находиться в открытом положении для большей циркуляции воздуха в системе. Для обеспечения прироста температуры в двигателе жалюзи необходимо закрыть.

Автоматизация данного процесса возможна с использованием дополнительного датчика температуры, установленного в двигателе танка. Датчик будет срабатывать при достижении температуры в 80 °С (оптимальная температура для начала движения танка). Сигнал с датчика через компаратор поступает на силовое реле, которое в свою очередь будет включать электромагнит, управляющий открыванием жалюзи. В случае понижения температуры происходит обратный процесс (рис. 3).

Рис. 3. Структурная схема процесса автоматизации жалюзи танка Т-72:

Д – датчик температуры; К – компаратор; Р – реле; Э – электромагнит.

Вторая часть системы отвечает за автоматизацию управления двигателем вентилятора. Так как вентилятор охлаждения связан с двигателем танка, то в существующей системе охлаждения отсутствует возможность управлять охлаждающим винтом. Для решения этой проблемы устанавливается дополнительный электрический двигатель, на который установлен винт. Автоматическое управление этим двигателем реализуется на базе микроконтроллера, сигнал на который поступает с дополнительного датчика температуры двигателя. Далее посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигнал с микроконтроллера поступает на силовой транзистор, подключенный к блоку питания. Регулировка скважности ШИМ осуществляется за счет датчика температуры в двигателе. Для обеспечения наибольшей точности реализуется система обратной связи. На двигатель охлаждения устанавливается датчик количества оборотов, а сигнал с этого датчика поступает обратно на микроконтроллер для сравнения и корректировки результатов (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема автоматизации двигателя охлаждения:

Д – датчик температуры; МК – микроконтроллер; Т – транзистор; Бп1 –блок питания двигателя; Бп2 – блок питания датчика; ДВ – электрический двигатель; Доб – датчик обратной связи.

Использование такой системы позволит значительно упростить процесс охлаждения силовой установки. Обеспечит возможность механику-водителю не отвлекаться на управление режимами охлаждения силовой установки, а сосредоточиться на выполнении боевой задачи [5].

Достоинством такой автоматизации процесса охлаждения является то, что благодаря установке отдельного двигателя, управляющего приводом вентилятором охлаждения, высвобождается мощность, расходуемая в существующей системе на работу вентилятора. Увеличивается ресурс работы силовой установки. Облегчается процесс управления.

К недостаткам следует отнести появление дополнительного потребителя электрической энергии, но учитывая тот факт, что в современных образцах многоцелевых гусеничных и колесных машин военного назначения постоянно повышаются мощности генераторов, этот недостаток можно считать не существенным.

Таким образом, предлагаемая автоматизированная система охлаждения танка Т-72 позволит устранить выявленные недостатки существующей системы охлаждения и повысить боевую эффективность применения танка в целом.

Рецензенты:

Денисов В.П., д.т.н., доцент, профессор кафедры «Тепловые двигатели и автотракторное электрооборудование» ФБГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия» (СибАДИ), г. Омск.

Бирюков С.В., д.т.н., профессор, профессор кафедры «Физика» ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия», г. Омск.

Читать еще:  Honda dio как поменять масло в двигателе

О термостатах

Термостат с электронной системой управления

Термостат используется в системе охлаждения двигателя для управления потоком охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором. В результате его работы обеспечивается быстрый прогрев двигателя при запуске и поддержание оптимального температурного режима на всех режимах работы. Термостат в системе охлаждения двигателя применяется с 1922 года.

Местоположение термостата определяется типом и моделью двигателя, а также конструкцией системы охлаждения. Термостат, в большинстве своем, расположен на выходе из головки блока цилиндров или на входе насоса охлаждающей жидкости. На современных двигателях устанавливается термостат с твердым наполнителем. Под термином «твердый наполнитель» понимается физическое состояние термоэлемента термостата.

Конструктивно термостат представляет собой термочувствительный клапан, размещенный в латунной рамке. Клапан включает тарелку, насаженную на корпус. Корпус исполняет роль цилиндра, в который вставлен шток. Шток одним концом упирается в верхнюю рамку термостата, другим – в резиновую полость в корпусе. Между корпусом и резиновой полостью размещен термочувствительный элемент, состоящий из смеси гранулированного воска и меди.

Устройство термостата

1 — нижняя рамка; 2 — возвратная пружина; 3 — тарелка клапана; 4 — верхняя рамка; 5 — шток; 6 — направляющее устройство; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — резиновая полость; 9 — корпус клапана; 10 — термоэлемент.

При запуске двигателя термостат закрыт. Охлаждающая жидкость, выходя из блока цилиндров и снова туда возвращается, чем обеспечивается быстрый прогрев двигателя. Нагрев охлаждающей жидкости до температуры 80-90°С приводит к началу открытия термостата. При данной температуре термоэлемент расплавляется и увеличивается в объеме. Увеличение объема термоэлемента сопровождается перемещением корпуса термостата по штоку (шток перемещаться не может, т.к. закреплен на верхней рамке). Тарелка клапана, преодолевая усилие возвратной пружины, начинает открываться. Часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать через радиатор и там охлаждаться.

На двигателях устанавливаются различные виды термостатов: одноклапанный, двухступенчатый, двухклапанный, а также термостат с электронным управлением.

Одноклапанный термостат имеет самое простое устройство. Все, что было сказано выше про термостат, относится именно к одноклапанному термостату. Данный вид конструкции термостата наиболее популярен у зарубежных автопроизводителей.

Разновидностью одноклапанного термостата является двухступенчатый термостат. В некоторых системах охлаждения создается высокое давление охлаждающей жидкости, которое клапану термостата достаточно сложно преодолеть. Для таких случаев разработана конструкция термостата, у которой клапан состоит из двух тарелок – малой и большой. Сначала открывается малая тарелка, т.к. для преодоления давления ей требуется меньше усилий. При открытии малая тарелка тянет за собой большую тарелку, которая в свою очередь полностью открывает проход для охлаждающей жидкости.

Двухклапанный термостат имеет два клапана (две тарелки), расположенные на одном корпусе. Первый (основной) клапан запирает большой круг охлаждающей жидкости. Второй (перепускной) клапан управляет малым кругом. Клапаны работают совместно – когда один запирает, другой открывает соответствующий контур. Данная конструкция термостата популярна на отечественных легковых и грузовых автомобилях.

Самым совершенным является термостат с электронным управлением, который обеспечивает разные температурные режимы для разных режимов работы двигателя. Конструктивно это обычный одноклапанный термостат, в термоэлемент которого добавлено нагревательное сопротивление. Управление нагревом сопротивления осуществляется блоком управления двигателем. Данная конструкция термостата позволяет реализовать температурный режим 95-110°С при частичной нагрузке двигателя и 85-95°С при полной нагрузке. Эффект от применения электронного термостата заключается в снижении расхода топлива, а также некоторого увеличения мощности за счет более интенсивного охлаждения всасываемого воздуха.

На некоторых двигателях устанавливается два термостата, например в двухконтурной системе охлаждения. Один термостат отвечает за контур головки блока цилиндров и поддерживает в нем температуру 87°С. Другой термостат установлен в контуре блока цилиндров. Рабочая температура там выше – 105°С. Данная схема системы охлаждения используется на прогрессивных двигателях TSI и позволяет добиться определенного увеличения мощности за счет дополнительного охлаждения воздуха.

Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!

Оптимальное тепловое состояние двигателя

Оптимальный температурный режим двигателя – условие для нормальной работы. Влияние поддержания температурного режима двигателя на его экономичность и токсичность отработавших газов. Системы и агрегаты поддержания оптимального температурного режима.

РубрикаТранспорт
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления20.05.2013
Размер файла18,9 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основная часть

1.1 Оптимальный температурный режим двигателя

1.2 Значение поддержания температурного режима двигателя на его экономичность и токсичность отработавших газов

1.3. Системы и агрегаты поддержания оптимального температурного режима двигателя

Список используемой литературы

температурный режим двигатель

Тепловой режим двигателя. Одним из необходимых условий нормальной работы двигателя является его оптимальный тепловое состояние. Средняя температура газов в течение рабочего цикла находится в пределах 800 ° С. Часть теплоты воспринимается деталями, непосредственно контактирующие с этими газами, отчего их температура может достичь уровня, когда прочность их уменьшится. Кроме этого повышения температуры двигателя вызывает снижение вязкости масла, ухудшение смазки рабочих поверхностей деталей и значительный рост их износа. Двигатели для автомобилей рассчитаны на качественную работу в рамках определенного температурного диапазона. Разные двигатели имеют свой температурный режим в пределах от 80 к 105°c. То есть, при заданном температурном режиме эксплуатации термостаты быстро доводят двигатели до нужной температуры и стабильно ее поддерживают. Двигатели, которые не укладываются в определенную рабочую температуру, продуцируют отработанные газы высокой токсичности. Вмонтированные (в соответствии с законодательными требованиями) датчики контроля токсичности отработанных газов функционально зависят от правильной (надлежащей) температуры двигателя и охлаждающей жидкости. Производители автомобилей четко указывают, что термостаты нужно применять во всех регионах, независимо от климата, чтобы предотвратить повреждение двигателя.

Тепловой режим двигателя. При избыточном нагреве мотора ухудшается его рабочий процесс. Горючая смесь в цилиндрах может преждевременно вспыхивать или сгорать с детонацией (в бензиновых двигателях). Помимо этого мощность перегретого двигателя существенно уменьшаются из- за ухудшения весового наполнения цилиндров (разогретая горючая смесь занимает больший объем и часть ее не умещается в цилиндрах двигателя). При чрезмерном охлаждении двигателя процесс приготовления горючей смеси значительно ухудшается. Топливо недостаточно испаряется, плохо вспыхивает и медленно горит, в результате чего мощность двигателя снижается, а его запуск затрудняется. Кроме этого холодное, густое масло плохо подается к рабочим поверхностям двигателя, а конденсация топлива на холодных стенках цилиндров приводит к смыву из них масла, в результате чего резко повышается износ двигателя.

1. Основная часть

1.1 Оптимальный температурный режим двигателя

На нагрев деталей двигателя затрачивается 20 — 35% теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах. Если эту теплоту не отводить, т. е. не охлаждать двигатель, то на многих движущихся деталях масло выгорит и вследствие чрезмерного расширения произойдет их заедание. Чтобы избежать перегрева деталей, от них принудительно отводится теплота с интенсивностью, зависящей от режима и условий работы двигателя. При недостаточном отводе теплоты двигатель перегревается — не развивает максимальной мощности, увеличивается расход топлива, а детали двигателя из-за недостаточной смазки быстро изнашиваются. В случае чрезмерного отвода тепла, т. е. при переохлаждении двигателя, также ухудшается его топливная экономичность и значительно снижается срок службы.

Поэтому двигатель следует охлаждать до оптимальной температуры, обеспечивающей получение максимальной мощности и высокой экономичности, а также длительного срока службы (моторесурса).Оптимальным тепловым режимом двигателя считают такой, когда температура основных деталей кривошипно-шатунного механизма составляет 90 … 110 ° С.

1.2 Значение поддержания температурного режима двигателя на его экономичность и токсичность отработавших газов

От оптимального теплового состояния двигателя, продолжительности его прогрева, стабильности температурного режима в процессе работы зависят не только надежность, но также топливная экономичность и токсичность отработавших газов. Надежный пуск холодного двигателя возможен при обогащении горючей смеси. Это объясняется тем, что ухудшается качество смеси из-за низких температур деталей двигателя, топлива и воздуха, низкой скорости воздуха проходящего через карбюратор. Для каждого типа двигателя при прочих равных условиях количество загрязняющих веществ, выделяемых в атмосферу, пропорционально расходу топлива. Поэтому экономия топлива одновременно по существу означает сокращение выброса токсичных веществ в атмосферу. Особенно значительные расходы топлива связаны с прогревом двигателя, а также агрегатов трансмиссии и шин после длительной стоянки на открытой площадке при низкой температуре воздуха в процессе движения. Увеличение расхода топлива двигателем объясняется ухудшением рабочих процессов, вызванным пониженным тепловым режимом. Холодный воздух имеет повышенную плотность, поэтому возрастает масса засасываемого воздуха. Плотность холодного топлива также выше, но выше его вязкость и ниже испаряемость, поэтому в целом горючая смесь оказывается обедненной. Холодная обедненная смесь горит недостаточно интенсивно, топливо сгорает неполно, и, как следствие этого, увеличивается расход топлива. В холодном коллекторе топливо плохо испаряется и около 40 % его (некоторые утверждают, что 90 %), поступая в камеру сгорания в виде пленки, практически не сгорает. При низких температурах воздуха возможно обледенение карбюратора (диффузора), что в свою очередь вызывает резкий перерасход топлива. Повышение теплового состояния двигателя в процессе прогрева приводит к уменьшению механических потерь, и, как результат этого, расход топлива постепенно снижается. При стабилизации теплового состояния двигателя стабилизируется и расход топлива. Поэтому процесс изменения расхода топлива при прогреве описывается также экспоненциальной зависимостью Начальное тепловое состояние двигателя и температура окружающего воздуха влияет на расход топлива при прогреве на холостом ходу. Тепловое состояние двигателя, в свою очередь, зависит от температуры воздуха, отсюда следует, что роль последнего довольно велика. Наиболее благоприятными условиями для приготовления горючей смеси являются температуры воздуха на входе в двигатель 35 … 40 С и топлива в карбюраторе 15 … 20 С. Кроме того, температура стенок впускного трубопровода должна быть 110 … 120 С, а температура горючей смеси на 25 … 30 С меньше температуры стенок. В этом случае при температуре в системе охлаждения 80 … 90 С и частичных открытиях дросселя (75 … 80 %) обеспечиваются наилучшие условия смесеобразования. При полном открытии дросселя температура горючей смеси может быть снижена на 20…25 С. Это обеспечивает лучшее наполнение цилиндров и увеличивает мощность двигателя.

Читать еще:  Двигатель асинхронный конденсаторный тип д схема

1.3 Системы и агрегаты поддержания оптимального температурного режима двигателя

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального температурного режима двигателя. Регулирование теплового режима достигается путем регулирования отвода тепла от наиболее теплонагруженных деталей в результате соприкосновения их с горячими газами или трения.

Перегрев двигателя приводит к увеличению расхода топлива и уменьшению его мощности. Кроме этого сильный перегрев двигателя приводит к выгоранию смазки, при этом резко возрастает износ трущихся поверхностей деталей, а также происходит выплавление вкладышей подшипников, разрушение поверхности шеек коленчатого вала и заклинивание вала. При повышении температуры в карбюраторном двигателе могут происходить детонирующие удары. Все это выводит двигатель из строя.

С другой стороны при переохлаждении двигателя происходит потеря мощности, так как часть усилий двигатель вынужден расходовать на преодоление возросшего трения из-за повышения вязкости смазки. Кроме этого переохлаждение приводит к тому, что рабочая смесь конденсируется на стенках цилиндра и смывает пленку смазочного материала, увеличивая износ деталей. Увеличивается коррозионный износ стенок зеркал цилиндров из-за образования серных и сернистых соединений. Все это также приводит к увеличению расхода топлива и снижению срока службы двигателя.

В автомобилях применяется жидкостная и воздушная системы охлаждения. Воздушная система охлаждения применяется намного реже. При воздушной системе охлаждения передача тепла от двигателя происходит непосредственно в атмосферу. Необходимая интенсивность охлаждения обеспечивается работой охлаждающих ребер цилиндров и их головок, вентилятора и дефлектора. Воздушная система охлаждения имеет небольшую массу, а также обеспечивает быстрый прогрев двигателя после его пуска.

Однако система воздушного охлаждения имеет ряд существенных недостатков:

1) неравномерность отвода тепла по высоте цилиндра;

2) большие потери мощности двигателя на привод вентилятора;

3) высокий уровень шума при работе.

Наиболее часто применяют систему жидкостного охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией жидкости. В качестве охлаждающей жидкости чаще всего применяют низкозамерзающие жидкости (антифризы, водный раствор этиленглюколя «Тосол»). Поток охлаждающей жидкости направляется в первую очередь к наиболее нагретым деталям двигателя: стенкам камеры сгорания, свечам зажигания, выпускным клапанам, цилиндрам двигателя. Тепло от нагретых деталей передается через стенки агрегатов охлаждающей жидкости, а от нее через стенки агрегатов системы охлаждения в атмосферу.

Конструкция жидкостной системы охлаждения включает в себя:

1) полость (рубашку) охлаждения блока головки цилиндров;

2) радиатор с жалюзи; 3)вентилятор;

4) водяной насос (помпа);

6) датчики температуры охлаждающей жидкости;

7) водораспределительная труба;

8) патрубки и шланги с деталями крепления;

9) расширительный (компенсационный) бачок;

10) сливные краники;

11) отопитель кабины водителя;

12) предпусковой нагреватель.

Радиатор предназначен для охлаждения жидкости, которая отводит тепло от деталей двигателя. Сердцевина радиатора, в которой происходит охлаждение жидкости, состоит из медных, латунных или алюминиевых трубок, на которых предусмотрены охлаждающие ребра, изготовленные из латуни или стали. Сердцевина соединяет верхние и нижние бачки радиатора. Воздушный поток, обдувающий сердцевину радиатора, регулируется положением створок жалюзи или вентилятором. На верхнем бачке радиатора находится заливная горловина, которая закрыта пробкой с паровоздушным клапаном. При перегреве охлаждающей жидкости и при повышении давления пара внутри радиатора выше допустимого значения клапан автоматически открывается.

Жалюзи состоят из отдельных пластин и предназначены для регулирования обдува сердцевины радиатора встречным потоком воздуха.

Водяной насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения. Насос находится в передней части блока цилиндров. Он состоит из улиткообразного силуминового корпуса, вала с крыльчаткой и самоуплотняющегося сальника. Крыльчатка, вращаясь, создает центробежные силы, под действием которых происходит перемещение жидкости от центра корпуса насоса к его наружным стенкам.

Вентилятор обеспечивает обдув радиатора и двигателя за счет усиления движения потока воздуха через середину радиатора. Вентилятор включает в себя несколько лопастей из стали или пластмассы. Для улучшения обдува двигателя на радиаторе может быть установлен направляющий кожух.

Термостат предназначен для поддержания теплового режима двигателя. Он направляет движение жидкости по малому или большому кругу циркуляции. Термостат устанавливается в полости впускного патрубка или на выходе жидкости из рубашек охлаждения головок цилиндров.

Предпусковой подогреватель предназначен для пуска двигателя при низких температурах окружающей среды. Кроме этого он способствует значительному уменьшению износа деталей поршневой группы. В дизельных двигателях предпусковой подогреватель применяют только при температуре ниже -25 °С. При более высокой температуре применяют электро-факельное устройство, которое включает в себя факельные свечи накаливания. В свечах накаливания осуществляется испарение топлива, пары топлива смешиваются с воздухом и воспламеняются.

Отопитель кабины водителя грузового автомобиля, салона- автобуса или легкового автомобиля использует тепло охлаждающей жидкости двигателя. Системы жидкостного отопления выполняются по одинаковой схеме для всех видов автомобилей. Воздух, нагреваемый радиатором системы охлаждения, подается в воздухораспределительный канал и далее через специальные шланги попадает к патрубкам. Патрубки располагаются у ног водителя, лобового стекла, а также в других местах, требующих подогрева. Подача воздуха в радиатор отопления регулируется отопительной заслонкой. Отопительная заслонка имеет три положения. Первое положение направляет воздух в отопитель только из кабины водителя или салона автомобиля. Второе положение направляет воздух в отопитель из вентиляционного канала. Третье положение направляет воздух только в кабину водителя с забором снаружи.

Значительное повышение окружающей температуры связано с опасностью перегрева двигателя, а следовательно, с закипанием и выбросом воды, вынужденными остановками для охлаждения двигателя, с перерасходом горючего и частым возникновением детонации, ухудшением условий смазки трущихся поверхностей деталей двигателя и усиленным износом этих деталей. Поэтому при подготовке к эксплуатации в условиях высоких температур необходимо обратить особое внимание на состояние системы охлаждения для обеспечения нормального теплового режима двигателя. От температурного режима работы двигателя существенно зависят многие его характеристики, например, мощность, экономичность и токсичность отработавших газов. Отсюда следует, насколько важно при эксплуатации автомобиля следить за температурой охлаждающей двигатель жидкости.

Всегда существует жесткая зависимость между нагрузкой двигателя и оптимальной температурой. Хорошая работа двигателя определяется, среди прочего, оптимальной температурой охлаждающей жидкости. При системе охлаждения с электронным регулированием температура охлаждающей жидкости изменяется при частичной нагрузке двигателя в пределах от 95 до 110C и при полной нагрузке — от 85 до 95C.

Повышенная температура охлаждающей жидкости при частичной нагрузке обеспечивает благоприятные условия для работы двигателя, что положительно влияет на расход топлива и токсичность отработавших газов.

Благодаря пониженной температуре охлаждающей жидкости при полной нагрузке увеличивается мощность двигателя. Всасываемый воздух несколько охлаждается, что ведет к росту мощности двигателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector