Заняття 2 Повітряна система охолодження

1. Особливості будови та роботи повітряної системи охолодження.

2. Робота системи охолодження двигуна.

1.

Способи охолодження ДВЗ

При роботі двигунів їхні деталі нагріваються в результаті контакту з гарячими газами і тертя. Інтенсивність нагрівання залежить від режиму роботи двигуна, тому при малих навантаженнях температури можуть бути навіть нижче оптимальних. Тому пристрої двигуна повинні передбачати зміну інтенсивності відводу теплоти в залежності від режиму роботи двигуна і зовнішніх умов. Комплекс пристроїв, що забезпечують підтримку оптимального теплового режиму, називається системою охолодження двигуна.

Вимоги до систем охолодження:

- автоматичне підтримання температурного режиму ДВЗ незалежно від режиму роботи та зовнішніх умов;

- швидкий прогрів ДВЗ до робочого режиму;

- довготривале підтримання температури ДВЗ після його зупинки;

- малі енергетичні витрати на привод елементів системи;

- невеликі маса та габарити;

- невелика вартість виробництва та експлуатації.

У залежності від роду робочого тіла, яке використовується для охолодження, розрізняють двигуни повітряного (безпосереднього) і рідинного (непрямого) охолодження, що одержали найбільше поширення. В останні роки ведуться інтенсивні дослідження і розробки т.зв.«адіабатних» двигунів, що не мають системи холодження.

Оптимальним тепловим режимом двигуна вважають такий, при якому температура охолодної рідини у ДВЗ з рідинним охолодженням складає 80÷100°С на усіх режимах роботи, та температура масла у системі змащення для ДВЗ з повітряним охолодженням складає 70÷110°С на усіх режимах роботи.

Порівняно з повітряною, рідинна система охолодження більш ефективна, менш шумна, забезпечує меншу середню температуру деталей ДВЗ, покращення наповнення циліндрів та легший пуск ДВЗ при низьких температурах, забезпечує підігрів суміші рідиною. При використанні ДВЗ на транспортних засобах охолодну рідину використовують для опалення салону.

Повітряна система охолодження зменшує час прогріву двигуна, забезпечує стабільне відведення теплоти від стінок циліндрів та головки, зручна в експлуатації та обслуговуванні. До її недоліків відносяться більші габарити, шум при роботі, більша складність виробництва та суворіші вимоги до паливо-змащувальних матеріалів. З цих причин найбільше поширення отримали рідинні системи охолодження.

Повітряні системи охолодження

При повітряному охолодженні тепло від стінок циліндра і головки циліндра передається безпосередньо повітрю. Для збільшення поверхні охолодження циліндр і головки циліндрів двигуна роблять з ребрами (рис.1), а повітря приводиться в рух вентилятором. Інтенсивність повітряного охолодження залежить від швидкості і температури охолодного повітря, розмірів поверхні віддачі тепла і розташування ребер щодо потоку повітря.

Причинами, що стримують застосування двигунів з повітряним охолодженням, є підвищений шум при їхній роботі, складність охолодження головок циліндрів і інших деталей двигуна.

Основними елементами повітряної системи охолодження є (рис.2) осьовий вентилятор (рис. 3) з напрямним апаратом і напрямним кожухом, привод вентилятора, який охолоджує ребра головок і циліндрів двигуна. Ця система охолодження в порівнянні із системою рідинного охолодження надійніша, простіша і дешевша. Маса і габарити двигуна з повітряним охолодженням значно менше, ніж двигуна з рідинним охолодженням. У випадку повітряного охолодження досягається економія кольорових металів, тому що відпадає необхідність у виготовленні ряду вузлів. До недоліків системи повітряного охолодження відносяться нерівномірне охолодження двигуна, утрата значної частини потужності (до 10%) на привод вентилятора, підвищена температура вузлів і деталей двигуна і, у зв'язку з цим, менша потужність з одиниці робочого об`єму циліндрів двигуна. З цих причин у дорожніх і будівельних машинах порівняно рідко застосовують двигуни з повітряним охолодженням.

Основними елементами повітряної системи охолодження є (рис.2) осьовий вентилятор (рис. 3) з напрямним апаратом і напрямним кожухом, привод вентилятора, який охолоджує ребра головок і циліндрів двигуна. Ця система охолодження в порівнянні із системою рідинного охолодження надійніша, простіша і дешевша. Маса і габарити двигуна з повітряним охолодженням значно менше, ніж двигуна з рідинним охолодженням. У випадку повітряного охолодження досягається економія кольорових металів, тому що відпадає необхідність у виготовленні ряду вузлів. До недоліків системи повітряного охолодження відносяться нерівномірне охолодження двигуна, утрата значної частини потужності (до 10%) на привод вентилятора, підвищена температура вузлів і деталей двигуна і, у зв'язку з цим, менша потужність з одиниці робочого об`єму циліндрів двигуна. З цих причин у дорожніх і будівельних машинах порівняно рідко застосовують двигуни з повітряним охолодженням.