1.5.5 Двигун з повітряним охолодженням

Для двигуна з повітряним охолодженням розрахунок систем зводиться до визначення площини поверхонь охолодження ребер циліндра та головки двигуна.

Кількість охолодного повітря, яке повинно подаватись вентилятором, визначається із значення теплоти Q^

, (1.29)

де: Т_пов.вх.= 293К – температура повітря, що входить у міжребровий простір;

Т_{пов.вих.}= (353…373)К – температура повітря, що виходить з нього.

Значення теплоти Q^ можна визначити з рівняння (1.5), або

Q^=3,6В·g_e H_u,

де: коефіцієнт В для бензинових двигунів і дизелів вибирають в межах (0,28…0,33) і (0,25…0,3);

g_e – питома ефективна витрата палива, кг/(кВтгод.). З врахуванням теплоти, відведеної від масляного охолоджувача і картера, значення Q^ збільшується на (4…10)%.

Поверхня охолодження ребер циліндра

, (1.30)

де: Q_цил. – кількість теплоти, яка відводиться повітрям від циліндра двигуна, Дж/с;

К_в – коефіцієнт тепловіддачі поверхні циліндра, Вт/(м²К);

Т_цил. – середня температура у підвалині ребер циліндра, К;

Т_пов.вх. – середня температура повітря у міжребровому просторі циліндра, К.

За даними експериментів середня температура у підвалинах ребер циліндрів складає, К:

у ребер з алюмінієвих сплавів 403…423,

у ребер із чавуну 403…453.

Коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м²К)

, (1.31)

де: Т_сер. – середнє арифметичне температур ребра та обдуваючого його повітря, К;

w_пов. – швидкість повітря у міжреберному просторі, м/с.

Середня швидкість повітря у міжреберному просторі циліндра та його головки приймається рівною w_пов.=(20…50)м/с при діаметрі циліндра D=(75…125)мм та w_пов.=(50…60)м/с при D=(125…150)мм.

Поверхня охолодження ребер головки циліндра

, (1.32)

де: Q_гол. – кількість теплоти, яка відводиться повітрям від головки циліндра, Дж/с;

Т_гол. – середня температура у підвалинах ребер головки, К;

Т_пов.вх. – середня температура повітря у міжреберному просторі головки, К.

Середня температура у підвалинах ребер головки Т_гол., К:

із алюмінієвих сплавів 423…473,

із чавуну 433…503.

Підбір та розрахунок вентилятора для двигунів з повітряним охолодженням має ряд особливостей і прикладів такого розрахунку можна знайти в літературі, яка присвячена тільки таким двигунам.

Питання і завдання для самоконтролю

1. Назвіть призначення і склад рідинної системи охолодження двигуна.

2. Наведіть класифікацію систем охолодження.

3. Які переваги і недоліки має рідинна система охолодження порівняно з повітряною?

4. Назвіть типи систем охолодження тепловоза. Дайте їм характеристику.

5. В чому переваги систем охолодження з розширювальним компенсаційним бачком?

6. Назвіть марки антифризів. В чому їх перевага порівняно з водою?

7. Які типи систем повітряного охолодження ви знаєте? В чому їх різниця?

8. Якими способами підтримують температуру охолодної рідини в заданому діапазону незалежно від навантаження двигуна?

9. З яких причин обмежується перепад температури охолодної рідини на вході в радіатор і виході з нього?

10. Що покладено в основу розрахунку елементів системи охолодження? Який порядок розрахунку рідинного насосу?

11. Як визначаються основні конструктивні елементи рідинного насосу?

12. Як визначають кількість охолодного повітря, яке повинно подаватися вентилятором?

Література: [1], с.270-293; [2], с.401-413; [3], с.372-384; [4], с.136-140, 147-160.