Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Преимущество водо-масляных радиаторов заключается в том, что в период пуска холодного двигателя масло быстрее прогреваегся. Кроме того, водо-масляные радиаторы обеспечивают более стабильную температуру масла, не зависящую от нагрузки двигателя и температуры окружающей среды. Недостатками этих радиаторов являются относительно больший вес, меньшая надежность в работе, невозможность охлаждения масла до температуры ниже, чем температура днидкости. Воздушно-масляные радиаторы проще и надежнее в эксплуатации, имеют меньший вес и способны охлаждать масло до температуры ниже, чем температура жидкости системы охлаждения.
Их конструкция аналогична конструкции радиаторов системы охлаждения. На транспортных машинах нашли преимущественное распространение трубчато-пластинчатые воздушно-масляные радиаторы. Количество тепла, отводимого маслом от двигателя, т, е.
Здесь а„, а, — коэффициенты теплоотдачи от масла и к воздуху; 6, Л вЂ” условная толщина и коэффициент теплопроводности радиатора; ф — коэффициент оребрения радиатора. Для трубчато-пластинчатых радиаторов ф = 2,5 —;3,5. Ввиду малости можно считать Л к„= (1.61) +— од ав По опытным данным и =- (1,5 —:3) а„поэтому й„= (0,35 —: 0,55) а, = (0,35 —: 0,55) К м где к = а, — коэффициент теплопередачи для воздушно-водяного радиатора той же конструкции.
Ориентировочно можно считать, что при скорости движения масла О,б — 0,8 м!с для воздушно- масляных трубчато-пластинчатых радиаторов й„= 23 —: —:70 Вт/(м' К) (20 — 50 ккал!м' 'С). Для водо-масляных радиаторов с прямыми гладкими масляными трубками при скорости протекания масла О,1 — 0,5 м!с коэффициент теплопередачи от масла к воде й„, = 120 —:350 Вт/(м' К) (100 — 300 ккал!м' ч 'С). При наличии специальных завихрителей масла эта величина может достигать значений 800 — 1200 Вт/(м' К) (700 — 1000 ккал!м' ч 'С). $ З. СИСТЕМЫ ПОДОГРЕВА И ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ Во время пуска двигателя зимой из-за низкой температуры воздуха нарушается процесс образования горючей смеси, снижаются давление и температура в конце такта сжатия и, таким образом, создаются весьма неблагоприятные условия для воспламенения топлива в цилиндрах.
Кроме того, понижение температуры приводит к увеличению момента сопротивления прокручиванию вала двигателя из-за повышения вязкости масла и к снижению эффективности действия пусковых устройств. Все это затрудняет, а иногда делает невозможным запуск двигателя в зимних условиях без предварительного подогрева. На рис. 1.Зб представлен характер зависимости момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала холодного (1) и подогретого (2) двигателя от температуры наружного воздуха Износ холодногодвигателя за время одного пуска-прогрева, по данным р яда исследователей, равен износу, получающемуся за 2 — 4 ч его работы с эксплуатационной нагрузкой при номинальной температуре. Предварительный подогрев двигателя, особенно если подогрев от внешнего источника тепла продолжается во время прогрева на холостом ходу (тепловое сопровождение), существенно снижает износ деталей кривошипно-шатунного механизма.
Примерный характер изменений интенсивности износа Ь1т зеркала цилиндра за время пуска-прогрева транспортного дизеля изобра- 56 жен на рисЛ.37 (Ь вЂ” износ в мкм; т — время в ч). Здесь ломаная абвг соответствует пуску-прогреву холодного двигателя. На участке аб вал двигателя проворачивается стартером. Смазка не поступает, износ растет. На участке бв двигатель уже работает, но из-за большой вязкости масла смазка недостаточна. На участке вг вязкость масла уменьшается, условия смазки улучшаются, износ снижается. дг ~озк луг во го Рис. 1.36, Влияние температуры на сопротивление вращению коленчатого вала (Мг и Ммзи— текущее и максимальное значения момента сопротивления вращению) Рис.
!.37. Изменение скорости износа двигателя во время пус- ка-прогрева Линия деж соответствует пуску-прогреву предварительно подогретого двигателя. На участке де вал двигателя проворачивается стартером. Смазка при этом недостаточна, но двигатель запускается значительно быстрее. Быстрее протекает и прогрев двигателя (участок иж). При пуске-прогреве с предварительным подогревом и тепловым сопровождением (диз) уменьшилось также и время прогрева двигателя на холостом ходу. Система подогрева 57 Система подогрева предназначена для прогрева двигателя перед пуском и поддержания его в готовности к пуску в зимних условиях.
Подогреватели делятся на электрические, жидкостные и воздушные. Они должны обеспечивать быстрый и надежный подогрев двигателя и других агрегатов машины при низкой температуре окружающего воздуха, быть безопасными в пожарном отношении, компактными, простыми по устройству. Э л е к т р н ч е с к и е подогреватели вследствие значительного потребления электрической энергии имеют весьма ограниченное применение. В о з д у ш н ы е подогреватели могут быть использованы для подогрева двигателей как с воздушным, так и жидкостным охлаждением.
К числу нх достоинств . относится возможность Рис. 1.38. Схема системы подогрева дви гагеля 58 непосредственного подогрева подшипников коленчатого вала и других элементов двигателя, а также агрегатов трансмиссии, приводов управления, аккумуляторных батарей и т. д. Однако интенсивный подогрев жидкостного тракта не обеспечивается, и общая эффективность подогрева двигателя с жидкостным охлаждением оказывается недостаточной. Наиболее широкое распространение получили ж и д к о с тн ы е форсунчатые подогреватели с принудительной циркуляцией жидкости в контуре, соеди- Ю Н 5 и Е пенном с контуром системы охлаждения двигателя.
На рис. 1.38 изображена одна из Д возможных схем системы по- >1 догрева двигателя. Насосный ! Ц узел 1 с независимым приво дом состоит из воздушного Ц нагнетателя, подающего воз- дух в камеру сгорания котла 17 подогревателя 2, водяного и топливного насосов.
Водяной 7 насос обеспечивает циркуляо цию жидкости в объединенном на период прогрева и запуска контуре систем подогрева и охлаждения двигателя. Топливный насос подает топливо к форсунке 3, через которую оно поступает в ка- Ю Ф 2 меру сгорания котла 2. В период пуска подогревателя топливо воспламеняется от свечи накаливания 4. Нагретая в котле подогревателя жидкость прогревает цилиндры двигателя б, масло в масляных баках б и масляную магистраль 7, соединяющую баки с масляным насосом 8. Отдельные элементы системы подогрева соединены с паровоздушным пространством системы охлаждения дренажными трубками 9, исключающими образование в системе паровых пробок.
В остальном работа системы подогрева понятна из схемы. Здесь 10 — водяной насос; 11 — водяные радиаторы; 12 — радиаторы подогрева масла в баках. Такая система подогрева может обеспечить достаточный разогрев двигателя перед запуском за 25 — 30 мин при температуре наружного воздуха — 30' С. Недостатком жидкостной системы подогрева является то, что она не обеспечивает быстрого разогрева подшипников коленчатого вала двигателя и ряда других агрегатов моторно-трансмиссионного отделения.
Этот недостаток может быть сглажен при использовании комбинированной воздушно-жидкостной системы по- догрева, где часть тепла отработавших в котле подогревателя газов используется для подогрева других агрегатов, не имеющих жидкостной связи с подогревателем. Тепловой баланс такого подогревателя может быть представлен в виде уравнения сссс = ссср + ссдса + ссг + ссл (1.62) где 9 = т Н„ — суммарное количество тепла, определяемое массовым расходом топлива и , подводимого в котел подогревателя, и низшей теплотворной способностью топлива Н„; тепло, воспринимаемое жидкостью системы охлаждения двигателя; 11д,„ — тепло газов, дополнительно используемое для подогрева других агрегатов; 11, — тепло, уходящее с выпускными газами; Ą— тепловые потери, обусловленные неполным сгоранием топлива и рассеянием тепла деталями системы подогрева.
Необходимая теплопроизводительность подогревателя может быть приближенно определена на основании следующих соображеНнй. ЕСЛИ ПРИНЯТЬ, ЧтО ВСЕ ТЕПЛО с, д(т, ВОСПРИНИМаЕМОЕ ЖИДКО- стью в котле подогревателя за время дт, передается двигателю, частично РасходУЯсь на Увеличение его теплосодеРжаниЯ (с,рглдЖд) н частично рассеиваясь с поверхности двигателя в окружающую среду (и, Яд бт), то можно написать: Яасг(т = ссрглдо1д + '~срзд ((д (с) (К, (1 6З) где с,, тд, 1д, а, н Яд — соответственно средняя теплоемкость, масса, температура, средний коэффициент теплоотдачи и площадь наружной поверхности двигателя; 1, — температура окружающей среды.
Полагая, что во время прогрева двигателя температура в подкапотном пространстве растет по линейному закону, т. е. 1, = 1, + Вт (здесь . 1„— начальная температура окружающей среды;  — коэффициент пропорциональности), и решая уравнение (1.63) относительно 1д, получим асрэд аср5д, с1 +арЫ вЂ” гссррсд 1 'р"'д ), В, 1 Ъ д д— асрЯд (1.64) Отсюда количество тепла, которое необходимо передать жидкости в единицу времени, чтобы за время т нагреть двигатель от начальной темпеРатУРы ядр до темпеРатУРы 1д, Равно асрэд ссрад а ссрссд 59 Если пренебречь увеличением температуры окружающей среды, что может иметь место при открытом во время прогрева капоте, и считать с, = с„и В = О, получим "'рад ~д — ~дос ' ~р-д а, щ .
(1.88) ссора д ссрссд Для случая, когда перед включением подогревателя температуры двигателя и окружающей среды равны ((д, — — 1„), справеда,д ливо выражение ссср'сд (сд ддо) (1 бу) ".рэд, ' Ц9 сороса Эта формула может быть использована для определения требуемой теплопроизводительности подогревателя. При этом необходимый массовый расход топлива и„= О, (1.68) где о) = — к. п. д.
подогре- Яж 0,5 (9 вателя по жидкости. Важной характеристикой подоОо гревателя является коэффициент '9,5 йд й7 П,В йдд Ях полноты сгорания ~ = — ', предРва 1.39, ХзРавтеРистикв п~дл~г~ ставляющий собой отношение тепла Я„выделяющегося при сгорании, к теплу (~ = и Н„, потенциально содержащемуся в топливе. Этот коэффициент характеризует совершенство конструкции камеры сгорания и оптимальность режима ее работы. Примерный вид теплового баланса (сплошные линии) комби- НИРОВаННОГО ПОДОГРЕВатЕЛЯ, В КОТОРОМ ЧаСтЬ тЕПЛа Х,сд,„ВЫХОДЯЩИХ из котла газов используется для подогрева коробки передач, представлен на рис. 1.39.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
