Воздушная система охлаждения
В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Для более интенсивного отвода теплоты от цилиндров и головок цилиндров они выполнены с оребрением. Вентилятор у V-образного двигателя установлен в развале между цилиндрами и приводится клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Двигатель сверху, с передней и задней сторон закрыт кожухами, направляющими потоки воздуха к наиболее нагреваемым частям двигателя. Вентилятор отсасывает воздух из внутреннего пространства, ограниченного развалом цилиндров. Поток воздуха, входящий снаружи в пространство между развалом цилиндров, проходит между ребрами цилиндров и головок и охлаждает их. На режиме максимальной мощности вентилятор потребляет 8 % мощности, развиваемой двигателем.
Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.
В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных - обычно в развале между цилиндрами. В зависимости от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.
Оптимальным температурным режимом двигателя с воздушным охлаждением считается такой, при котором температура масла в смазочной системе двигателя составляет 70... 110°С на всех режимах работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.
Воздушная система охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов.
Воздушная система охлаждения имеет ограниченное применение в двигателях.
К преимуществам воздушной системы охлаждения относят следующие:
1)простота и удобство в эксплуатации из-за отсутствия жидкости;
2)меньшая масса двигателя с воздушным охлаждением по сравнению с массой аналогичного двигателя с жидкостным охлаждением;
3)пониженная чувствительность к колебаниям температуры, особенно ценная при эксплуатации автомобиля в районах с жарким или холодным климатом.
К недостаткам двигателей с воздушным охлаждением относятся следующие:
1)значительный расход мощности на привод вентилятора;
2)некоторое ухудшение наполнения цилиндра, приводящее к тому, что при одинаковых частотах вращения коленчатого вала и других параметрах двигатель с воздушным охлаждением развивает несколько меньшую мощность, чем двигатель с жидкостным охлаждением;
3)повышенный шум при работе;
4)большая тепловая напряженность отдельных деталей.
Вопрос 4.
Закрытая система охлаждения – это такая система, при которой циркуляционная вода охлаждается в специальных охладителях - теплообменниках.
Закрытая система охлаждения может быть применена не только для охлаждения горячих деталей теплоэнергоустановки, но и для утилизации теплоты уходящих газов и передачи в установку теплоты ядерного или какого-либо другого реактора.
Закрытая система охлаждения имеет ряд преимуществ: почти устраняются потери жидкости-от испарения, поэтому доливка требуется редко; температуру кипения воды можно повысить до 105 - 110 С и поддерживать высокий тепловой режим двигателя.
В закрытые системы охлаждения заливают умягченную воду, которая при циркуляции не дает отложения накипи, различных осадков и загрязнения.
Вопрос 5
Выпускной клапан.
Во время работы двигателя жидкость, нагреваясь, испаряется, порой весьма интенсивно, в результате чего давление в системе охлаждения повышается. Если при этом пар не отвести из радиатора, то при дальнейшем увеличении давления трубки радиатора могут быть разрушены внутренним давлением пара. Чтобы не допустить повышения давления в системе охлаждения выше допустимого, в крышке верхнего бака предусмотрен паровой клапан с пружиной . Как только давление в системе охлаждения превысит 0,13... 0,4 МПа, пружина сожмется, клапан приподнимается и пар свободно выходит в атмосферу.
Впускной клапан.
Пробка радиатора имеет выпускной (паровой) клапан, поджимаемый пружиной к посадочному пояску заливной горловины.Впускной клапан не прижат к прокладке и имеет зазор 0,5-1,1 мм, вследствие чего допускает впуск и выпуск охлаждающей жидкости в расширительный бачок при нагревании и охлаждении. Крышка расширительного бачка имеет аналогичную конструкцию.
Вопрос 6
Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, между которыми расположены трубки. Известно, что чай в стакане, как на него ни дуй, остывает медленно. Однако если взять его в чайную ложку и подуть, то он остынет быстро. Так и в радиаторе. В верхнем бачке много горячей жидкости, и ее скоро не остудишь. Когда же она, следуя в нижний бачок, разольется отдельными струйками по трубкам, которые хорошо обдуваются воздухом, она охладится очень быстро. Для заполнения жидкостью верхний бачок радиатора имеет горловину, которая герметически закрывается пробкой.
Пробка радиатора имеет два клапана. Выпускной клапан открывается в случае закипания жидкости в системе охлаждения и возникновения избыточного давления, примерно равного 0,5 кГ/см2. Пар при этом выходит в пароотводную трубку. Впускной клапан пропускает в радиатор воздух, когда в нем давление ниже атмосферного (менее 1 кГ/см2), что бывает при остывании жидкости. При помощи такого устройства пробки система охлаждения изолирована от атмосферы.
Так как внутри системы за счет парообразования может создаваться давление, то точка кипения жидкости соответственно ему повышается и не зависит от атмосферного давления. Это свойство закрытой системы охлаждения очень ценно при движении в горах, где из-за пониженного давления атмосферы вода закипает быстрее, чем обычно. Когда двигатель горячий, открывать пробку радиатора опасно, так как можно получить ожог паром и горячей водой. Поэтому прежде чем открыть пробку радиатора, ее надо накрыть тряпкой.