1.4 Повітряна система охолодження

Повітряна система охолодження складається із оребрених головок та блока, вентилятора (осьового або відцентрового), демпферів.

Вона проста за будовою та в експлуатації, забезпечує швидше прогрівання двигуна після запуску, має невелику масу.

Недоліками системи такого типу є: залежність ефективності системи від режиму роботи двигуна: гірша рівномірність відведення теплоти по висоті циліндра; шумність роботи; більші витрати потужності на привід вентилятора.

В розповсюджених системах з вентилятором використовуються дві схеми подачі охолоджуваного повітря: з нагнітаючим вентилятором і відсмоктувальним вентилятором. Нагнітаючий вентилятор працює в потоці холодного і більш густого повітря, має більшу подачу і вимагає менших енергетичних витрат.

Рисунок 1.34 – Схема повітряної системи охолодження двигуна

1.5 Розрахунок елементів системи охолодження

1.5.1 Рідинна система охолодження

Вихідною величиною для розрахунку елементів системи охолодження є кількість теплоти, яка відводиться від двигуна в навколишнє середовище за одиницю часу, кДж/с:

а) , (1.1)

де: - середні за час теплообміну коефіцієнти тепловіддачі відповідно від газів нагрівальній стінці і від стінки охолодному тілу ;

- середні площини відповідно нагрівальної і охолодної поверхонь (м²);

- середні температури відповідно газів і охолодного тіла (^оК);

- відповідно середній коефіцієнт теплопровідності і товщина стінок (м);

б) Загальну кількість теплоти Дж/с, відведеної в охолодну рідину, можна визначити по формулі:

1) для бензинового двигуна

, (1.2)

де: с=0,45…0,53 – коефіцієнт пропорційності для чотиритактних двигунів;

i – число циліндрів;

D – діаметр циліндра, см;

n – частота обертання колінчастого вала, хв^-1;

m=0,6…0,7 – показник ступеню для чотиритактного двигуна;

H_u – найнижча теплота згоряння палива, мДж/кг;

H_u =119950(1-)L₀ – кількість теплоти загубленої внаслідок хімічної неповноти згоряння палива, мДж/кг;

 - коефіцієнт надлишку повітря;

L₀ – теоретично необхідна кількість повітря для повного згоряння 1 кг бензину (L₀ = 0, 516 кмоль/кг).

2) для дизелів без наддуву

. (1.3)

Значення найнижчих теплот згоряння автотракторних палив H_u приведені нижче, мДж/кг:

Паливо	Бензин	Дизельне	Прир. газ	Пропан	Бутан
Hu	44,0	42,5	35,0	85,5	112,0

Загальну кількість теплоти, відведеної в охолодну рідину, можна визначити по формулі

, (1.4)

де: q_охол. – питома кількість теплоти, кДж/(кВтгод.);

N_e – ефективна потужність двигуна, кВт.

На основі випробувань двигунів рідинного охолодження різних типів питома кількість теплоти q_охол.. [кДж/(кВтгод.)] має наступні значення:

- двигуни із запалюванням від іскри 2840-5700;

- дизелі: швидкохідні 2270-3700;

- тихохідні 1890-3130.

Кількість теплоти, яка відводиться від двигуна, можна визначити також із рівняння

, (1.5)

де: H_u –найнижча теплота згоряння палива, кДж/кг;

G_пал. – годинна витрата палива, кг/год.