Каким способом можно регулировать тепловое состояние двигателя

Регулирование температурного режима двигателя с жидкостным и воздушным охлаждением

Дата публикации: 11 ноября 2017 г.

Регулирование охлаждения двигателя

Регулирование охлаждения двигателя необходимо для того, чтобы предотвратить переохлаждение двигателя при эксплуатации в зимнее время. Наиболее распространенный способ регулирования теплового режима двигателя с жидкостным охлаждением — это ограничение потока жидкости из рубашки двигателя в радиатор с помощью термостата. Чаще всего термостат — это металлический сильфон, наполненный легко испаряющейся жидкостью, например, спиртом. При достижении определенной температуры жидкость начинает кипеть, давление в сильфоне возрастает, и он начинает расширяться. Расширение сильфона используется для управления клапанами или заслонками, регулирующими поток воды через радиатор.

Однако более надежны в работе парафиновые термостаты , которые развивают большее усилие. В таких термостатах используется изменение объема парафина при изменении агрегатного состояния. При расплавлении объем парафина увеличивается, что используется для управления регулировочным устройством. Парафин заключен в замкнутом объеме, и регулировочный поршенек перемещает посредством гидравлического привода упругую диафрагму. Устройство такого термостата показано на рис. 1.

Рис. 1. Парафиновый термостат

1 — емкость с парафином; 2 — резиновая трубка; 3 — палец, входящий в резиновую трубку; 4 — тарель предохранительного клапана 5; при разогревании и расширении парафина резиновая трубка 6 сжимается и выталкивает палец 3.

Для того чтобы двигатель прогревался равномерно и его температурный режим был постоянным, охлаждающая жидкость должна постоянно циркулировать по замкнутому контуру. В этом случае термостат имеет два клапана. Один ограничивает поступление воды в радиатор, а другой одновременно открывает обходной канал. Система охлаждения с сильфонным термостатом показана на рис. 2. При использовании воды в зимнее время в качестве охлаждающей жидкости иногда приходится радиатор спереди дополнительно закрывать жалюзи или утеплительным кожухом.

Рис. 2. При регулировании охлаждения двигателя с помощью перепуска вместо перепускного клапана может быть установлен обратный клапан, поджатый несильной пружиной

1 — поступление воды из радиатора; 2 — отвод воды в радиатор.

В двигателях с воздушным охлаждением регулирование температурного режима осуществляется методом дросселирования потока набегающего воздуха с помощью жалюзи, установленного перед вентилятором или за ним (Фольксваген). Более выгодно использовать системы рециркуляции охлаждающего воздуха вокруг двигателя. Этим достигается более равномерный прогрев двигателя и подогрев впускного трубопровода. При этом поток воздуха от вентилятора не дросселирован. Дросселирование потока воздуха, нагнетаемого вентилятором, может привести к нарушению устойчивой работы вентилятора; при этом резко снижается его эффективность. Эксплуатация вентилятора на таких режимах крайне нежелательна, потому что при той же частоте вращения вентилятора и той же степени дросселирования вентилятор может иметь различную производительность в зависимости от того, уменьшается или увеличивается дросселированием расход воздуха. Принцип регулирования интенсивности охлаждения перепуском части воздуха использован на автомобиле Татра 603.

Производительность вентилятора прямо пропорциональна частоте вращения вентилятора. Однако при этом напор воздуха, создаваемый вентилятором, возрастает в квадратичной зависимости, а мощность, расходуемая на привод вентилятора, — в кубической. Если двигатель работает на максимальной частоте вращения или на частичной, например, в половину мощности, то для его охлаждения достаточно вдвое меньшего количества воздуха. Уменьшение производительности вентилятора дросселированием потока воздуха практически не скажется на потерях мощности двигателя на привод вентилятора. Если же вдвое снизить частоту вращения вентилятора, то мощность снизится на 7/8, что весьма существенно. Поэтому регулирование температурного режима двигателя изменением частоты вращения вентилятора является резервом увеличения экономичности двигателя. Однако для этого в процессе эксплуатации двигателя необходимо изменять передаточное отношение между валом двигателя и вентилятором, что трудно осуществить. В больших двигателях изменение передаточного отношения осуществляется с помощью клиноременных вариаторов или более дорогих гидростатических устройств.

Более дешевый способ изменения передаточного отношения — это использование гидродинамической муфты (рис. 3).

Рис. 3. Гидродинамическая муфта для изменения частоты вращения вентилятора в зависимости от теплового режима двигателя

В этом случае в привод вентилятора включена гидродинамическая муфта, которая полностью заполнена маслом и имеет проскальзывание 3%, а эффективность около 97%. Если температура двигателя снижается, то часть масла вытекает из муфты и ее проскальзывание увеличивается, частота вращения вентилятора соответственно снижается. В качестве рабочей жидкости в таких гидродинамических муфтах используется масло системы смазки двигателя, количество которого в муфте изменяется с помощью дроссельного клапана термостата. В периферийном участке кожуха муфты просверлено отверстие, через которое часть масла под действием центробежных сил вытекает из муфты и стекает в картер двигателя, где охлаждается. По мере охлаждения двигателя термостат дросселирует поток масла, поступающего в муфту, а поскольку сечение выходного отверстия остается постоянно большим, муфта, начинает освобождаться от части масла и ее проскальзывание увеличивается.

Еще более простой является система регулирования температуры двигателя включением и выключением вентилятора. Чаще всего это делается с помощью фрикционной муфты с электромагнитным управлением. Парафиновый термостат развивает достаточное усилие для срабатывания этой муфты. В некоторых случаях с помощью парафинового термостата осуществляют поворот лопаток вентилятора, изменяя угол атаки, от которого зависит производительность.

Для дросселирования потока масла можно использовать термостат с биметаллической пластиной. Он представляет собой две скрепленные пластины из металлов с различными коэффициентами теплового расширения. При увеличении температуры одна пластина расширяется и изгибается больше, чем другая, и этот изгиб используется для управления клапанами. При необходимости обеспечить большой ход дроссельного клапана устанавливают несколько пластин, что сделано, например, в термостате Дейц (рис. 4) для регулирования поступления масла в гидродинамическую муфту.

Рис. 4. Биметаллический термостат для регулирования расхода масла через гидромуфту вентилятора (Дейц)

1 — картер; 2 — биметаллическая вставка; 3 — регулировочный золотник.

При поперечной установке двигателя в автомобиле механический привод вентилятора осуществить значительно труднее, особенно если он расположен за радиатором. Поэтому в настоящее время часто применяют охлаждение двигателя скоростным напором воздуха; такая система охлаждения рассчитана на среднегодовые погодные условия в данной местности. При более жестких требованиях к системе охлаждения на двигатель устанавливают вспомогательный вентилятор, приводимый от электродвигателя, включаемого от термостата. Обычно это бывает при длинных подъемах или при большой жаре.

—>

—>

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

Другие материалы на сайте об автомобильных двигателях:
Двухтактный двигатель — принцип действия и устройство, преимущества и недостатки	Уход за двигателем автомобиля: главные моменты
Ремонт и диагностика дизельного двигателя	Причины перегрева двигателя автомобиля

Главная
Новые материалы на сайте.

Автосамоделки
Самодельные автомобили, прицепы, дачи, вездеходы, тюнинг авто.

Мотосамоделки
Самодельные мотоциклы, мопеды, скутеры, снегоходы.

Автосервис
Ремонт и обслуживание автомототехники. Советы по ремонту автомобиля.

Гараж
Гаражное оборудование, обустройство гаража.

Разное, советы автомобилистам
Советы бывалых и опытных автолюбителей.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Тепловое состояние — двигатель

Тепловое состояние двигателя не изменяется, так как одновременно с увеличением потерь в якоре возрастает также количество эхлаждающего воздуха, подаваемого встроенным вентилятором. [2]

Тепловое состояние двигателя не изменяется, так как одновременно с увеличением потерь в якоре возрастает также количество охлаждающего воздуха, подаваемого встроенным вентилятором. [4]

Тепловое состояние двигателя определяется обычно по температуре охлаждающей жидкости. Эта температура при полностью прогретом двигателе должна находиться в пределах 80 — 90 С. При эксплуатации в условиях низких температур без утеплительных чехлов и жалюзи двигатель может переохладиться, часто до 40 — 45 С, несмотря на наличие и исправное действие термостата. С целью поддержания теплового режима двигателя при эксплуатации в условиях низких температур необходимо снабдить автомобили утеплительными чехлами на капот и радиатор, проверить исправность жалюзи и термостата системы охлаждения. [6]

Тепловое состояние двигателя оказывает исключительно большое влияние на характер его работы: величину развиваемой мощности, расходы топлива, износ. [7]

Тепловое состояние двигателя характеризуется температурным режимом, а устройства, обеспечивающие его нормальное тепловое состояние, составляют систему охлаждений. [8]

Тепловое состояние двигателя контролируют при помощи дистанционного термометра 7, фиксирующего температуру масла в смазочной системе, и сигнальной лампы аварийного перегрева, сигнализирующей о превышении допустимого температурного режима головки цилиндра. [9]

Тепловое состояние двигателя регулируют, изменяя количество охлаждающего воздуха и охлаждаемого масла. В холодное время года ( при температурах ниже 5 С) на входе вентилятора устанавливают дроссельный диск /, позволяющий уменьшать количество наружного воздуха, засасываемого вентилятором, и выключают масляный радиатор. [10]

Тепловое состояние двигателя Д-144 не регулируется. Во избежание переохлаждения масла и деталей двигателя в холодную погоду ( при температуре ниже 5 С) отключается масляный радиатор и понижается производительность вентилятора, на входе в рабочее колесо которого установлен диск, уменьшающий площадь проходного сечения. [11]

Стабильность теплового состояния двигателя при различных нагрузочных и скоростных режимах работы, обеспечиваемая герметизированной регулируемой системой охлаждения со всесезонной жидкостью, исключающей образование накипи и коррозии деталей из алюминиевых сплавов; полнопоточная тонкая очистка масла; применение водомасляных радиаторов; эффективная вентиляция внутри-картерного пространства; двухступенчатая очистка воздуха бумажными фильтрующими элементами являются факторами, обеспечивающими длительную и надежную эксплуатацию. [12]

Снижение теплового состояния двигателя вследствие понижения температуры окружающей среды вызывает повышение вязкости масла и сопровождается увеличением сопротивления прокручивания вала. [13]

Для поддержания правильного теплового состояния двигателя шофер должен постоянно следить за показаниями указателя температуры воды, исправностью действия термостата и жалюзи перед радиатором, умело пользоваться ими, а в холодную погоду — утеплять двигатель и радиатор. [14]

Источник

Контроль и регулировка охлаждения двигателя

В условиях эксплуатации необходимо систематически следить за тем, чтобы тепловое состояние двигателя не выходило за пределы, обеспечивающие его надежную работу.

В двигателях воздушного охлаждения тепловое состояние двигателя контролируется по температуре головок цилиндров, измеряемой под задней свечой посредством термопары, а также по температуре масла на выходе из двигателя и по давлению масла в системе.

Температура головок измеряется обычно только в одном цилиндре, имеющем при работе более высокую температуру, чем остальные.

В двигателях жидкостного охлаждения контроль за тепловым состоянием производится по давлению масла в системе и его температуре на выходе из двигателя и по температуре охлаждающей жидкости на выходе из -двигателя.

Для каждого типа двигателя установлены на основании опыта нормы для температуры головок, температуры охлаждающей жидкости, температуры масла и его давления, в пределах которых гарантируется надежная работа двигателя. Так, например, для двигателя АШ-82ФН температура головки должна лежать в пределах 140 ÷ 215° С, а температура выходящего масла — в пределах 85 ÷ 115° С. Для двигателя М-11ФР-1 соответствующие значения температур головки и выходящего масла составляют 100 ÷ 220º С и 80 ÷ 100° С.

Тепловое состояние двигателя можно регулировать изменением количества тепла, выделяющегося в двигателе, или изменением количества тепла, отводимого от двигателя системой охлаждения.

Количество тепла, выделяющегося в двигателе, регулируют изменением режима его работы. Так, например, уменьшая наддув и число оборотов двигателя и обогащая смесь, мы тем самым уменьшаем количество тепла, выделяющегося в двигателе в единицу времени, а увеличивая наддув и число оборотов двигателя и обедняя смесь, наоборот, увеличиваем количество’ тепла.

Отвод тепла от системы охлаждения регулируется изменением количества воздуха, охлаждающего двигатель или радиаторы (масляные и водяные). Количество охлаждающего воздуха регулируется изменением положения заслонок в системах с регулируемым охлаждением или изменением режима (скорости) полета.

В условиях эксплуатации обычно приходится применять оба метода регулировки температурного состояния двигателя. Так, например, при наборе высоты даже при наличии регулируемого охлаждения двигатель может перегреться. В этом случае необходимо, сбавив газ и перейдя на горизонтальный полет, дать двигателю возможность охладиться. Наоборот, при длительном планировании для предотвращения переохлаждения двигателя бывает необходимо периодически переходить на горизонтальный полет, прогревая двигатель.

Источник