2.4. Система охлаждения.

Обеспечение нормального теплового состояния двигателя и трансмиссии является необходимым условием их надежной работы. Температура деталей этих агрегатов во многом зависит от характеристик системы охлаждения - совокупности устройств, обеспечивающих принудительный отвод тепла от нагретых деталей. В современных ВГМ преимущественное распространение подучили жидкостные системы охлаждения, в которых температуры деталей зависят в основном от температур теплоносителей (охлаждающей жидкости и масла).

Количество теплоты, рассеиваемое системой охлаждения, определяется тепловыми потоками от двигателя и трансмиссии, а ее эффективность характеризуется разностью температур теплоносителей на выходе агрегатов и окружающего воздуха . Критерием эффективности системы принято считать значение температуры окружающей среды Т₀, при котором температура теплоносителя на выходе из двигателя или трансмиссии достигнет предельного допустимого значения.

Количество теплоты, которое система охлаждения должна рассеять, зависит от типа двигателя, трансмиссии и мощности силовой установки. Для поршневых двигателей тепловой поток в систему охлаждения составляет 15...20% теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Тепловой поток от трансмиссии в систему охлаждения составляет 20...25% от теплового потока двигателя. Допустимые температуры теплоносителей для поршневых двигателей находятся в пределах от 115°С до 125°С, масла, механических трансмиссий от 120°С до 125°С, масла гидромеханических трансмиссий (ГМТ) от 130 до 140°С. Для газотурбинных двигателей (ГТД) допускается температура масла до 150°С.

Для ВГМ с удельном мощностью 10...13 кВт/т обычно требуется обеспечить охлаждение всех теплоносителей при полной загрузке двигателя и при Т₀ = 40°С. Для ВГМ с большой удельной мощностью стремятся разместить систему охлаждения максимально возможных габаритов. Однако габаритные ограниче­ния, как правило, позволяют создать системы, обеспечивающие достижение предельно допустимых температур теплоносителей при Т_а = 40°С только при работе двигателя на загрузке 70...80% от максимальной.

Для предотвращения чрезмерного снижения температур теплоносителей при низких температурах окружающей среды (до -50°С) в системе охлаждения необходимо предусматривать регулирование для поддержания температуры на оптимальном уровне (70...80°С).

К системе охлаждения предъявляют обычные для всех составных частей силовых установок ВГМ требования минимальных габаритных размеров, массы и затрат мощности.

Система охлаждения занимает значительный объем (0.5...0.9 м³), поэтому ее конфигурация во многом определяет компоновку МТО. Затраты мощности на работу системы охлаждения составляют 3...15% мощности двигателя (меньшие значения относятся к ГТД).

При проектировании системы охлаждения необходимо учитывать влияние ее конструкции на общемашинные характеристики ВГМ. Так, использование воздухозаборных и выпускных устройств (жалюзи) большой площади оказывает влияние на защиту ВГМ. Конструкция системы оказывает существенное влияние на способность ВГМ преодолевать водные преграды в брод, в плавь и при движении под водой, на значения теплового излучения и шума.

Выбор тех или иных конструктивных решений зачастую приводит к противоречивым изменениям показателей, поэтому проектирование и расчет системы охлаждения представляет собой многопараметрическую задачу, целью которой является получение высоких показателей МТО в целом.

Система охлаждения состоит ив следующих функциональных систем, отличающихся по назначению и конструкции:

- системы циркуляции теплоносителей (охлаждающей жидкости, масла двигателя и масла трансмиссии), предназначенные для подвода теплоносителей к теплообменникам и поддержания стабильной их циркуляции;

- блока радиаторов, в котором происходит передача тепла от теплоносителей к охлаждающему воздуху;

- воздуходувного устройства, обеспечивающего продувку воздуха черев радиаторы.

Системы циркуляции масла двигателя и масла трансмиссии рассчитываются и проектируются в соответствии с требованиями, предъявляемыми к системам смазки. Поэтому при проектировании системы охлаждения они рассматриваются как заданные.

Р ис.2.15. Принципиальная схема водяной системы

Дв – двигатель; R – радиатор; Т – термостат; Б - расширительный бачок; Р – водяной насос; П – подогреватель; 1 – трубопроводы циркуляционного контура; 2 – обводная труба; 3 – паровоздушные трубки; 4 – заливная горловина; 5 – паровоздушный клапан; 6 – компенсационная труба; 7 – трубопровод системы подогрева; 8 – сливной кран; 9 – термометр.

Принципиальная схема системы циркуляции охлаждающей жидкости представлена на рис.2.15. Водяная система состоит из 3 контуров:

1 - циркуляционный контур с обводной трубой, включающий полости насоса охлаждения двигателя, термостат, радиатор и водяной насос;

2 - компенсационный контур, включающий паровоздушные трубки, расширительный бачок с заливной горловиной и паровоздушным клапаном, компенсационную трубу;

3 - контур системы подогрева с подогревателем и сливным клапаном.

В теплое время года система заполняется водой с добавлением антикоррозийной присадки, состоящей из бихромата калия, азотно-кислого натрия и тринатрийфосфата. В холодное время года (при температуре ниже +5°С) система заправляется низкозамерзающими жидкостями НОЖ-40 и НОЖ-65, которые представляют собой смесь этиленгликоля с водой.

В современных ТМ преимущественное распространение получили трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные радиаторы. Конструктивные схемы радиаторов представлены на рис.2.16. Жидкие теплоносители движутся по трубкам, расположенным между коллекторами и имеют оребрение с внешней стороны в виде пластин или лент. В масляные радиаторы устанавливают турбулизирующую пластину внутри трубки. Радиаторы для охлаждения отдельных теплоносителей объединяются в блок. Для обеспечения равномерного аэродинамического сопротивления по фронтальной поверхности радиаторы имеют одинаковую длину трубок, а потребная охлаждающая поверхность обеспечивается изменением ширины и глубины радиаторов. Первыми по направлению движения воздуха размещаются радиаторы с теплоносителями, имеющими более низкую допустимую температуру.

При высокой допустимой температуре масла (до 150°С) и сравнительно низкой температуре охлаждающей жидкости, масло может охлаждаться в водомасляных теплообменниках, которые устанавливаются отдельно от блока радиаторов.

Рис.2.16 Конструктивные схемы радиаторов и их элементов:

а – трубчато-пластинчатый радиатор; б – трубчато-ленточный радиатор; в – шахматное расположение трубок; г – коридорное расположение трубок; д – трубка с тепловым ребром; 1 – охлаждающая пластина; 2 – трубка радиатора; 3 – трубная доска; 4 – коллектор; 5 – боковина; 6 – охлаждающая лента.

S_Р – шаг оребрения; l_Т, а_Т - длина и ширина трубок; S₁, S₂, - шаг трубок по фронту и глубине радиатора.

Тип и конструкция воздуходувного устройства оказывает наибольшее влияние на компоновку системы охлаждения. Системы охлаждения, у которых в качестве воздуходувного устройства используется эжектор или осевой вентилятор, компонуются в виде единого блока, в котором радиаторы, входные и выходные жалюзи и воздуходувные устройства соединены воздуховодами, изолирующими воздушную трассу от остального объема МТО. При использовании центробежного вентилятора систему охлаждения иногда выполняют с разомкнутой воздушной трассой, когда охлаждающий воздух не изолируют от объема МТО.

Выбор типа воздуходувного устройства таким образом определяет и тип системы охлаждения. Преимуществами эжекционных систем охлаждения являются:

- возможность компоновки в объемах различных форм;

- малые затраты мощности (0,05...0,08 N_e);

- отсутствие системы выпуска и низкая температура отработавших газов (до 150°С);

- обеспечение охлаждения при преодолении водных преград путем затопления радиаторов и корпуса эжектора.

Недостатками таких систем являются:

- применение радиаторов с большой площадью фронтальной поверхности и малой глубиной из-за низкого давления, создаваемого эжектором;

- ограниченные возможности повышения эффективности без увеличения габаритов.

В свою очередь, вентиляторные системы охлаждения обеспечивают возможность использования радиаторов с меньшей площадью фронтальной поверхности и большой глубиной и форсирования системы за счет повышения частоты вращения колеса вентилятора. К недостаткам вентиляторных систем относятся большие затраты мощности (до 0,12...0,15 N_e), необходимость создания и размещения привода.

Для решения задачи охлаждения агрегатов ТМ с большой удельной мощностью, когда ни эжекционная, ни вентиляторная системы охлаждения не обеспечивают требуемой эффективности, возможно использование комбинированных воздуходувных установок, позволяющих на экстремальных режимах повысить подачу эжектора путем включения вентилятора, установленного непосредственно в проточной части эжектора.

Для эскизной проработки системы охлаждения проводится предварительный расчет некоторых элементов. Исходными данными для предварительных расчетов являются величины тепловых потоков от двигателя и трансмиссии и выбранный или заданный тип системы охлаждения.

Для компоновки пакета радиаторов оцениваются потребные охлаждающие поверхности радиаторов F_OJ :

где: Q_J - тепловой поток от J -го теплоносителя, кВт;

ν = 0,8...0,9 - коэффициент омывания радиатора;

k_J - коэффициент теплопередачи J-го радиатора, кВт/м²·К; ΔT_J - разность средних температур теплоносителя и омывающего J-й радиатор воздуха.

При расчете рекомендуется принимать:

- для водяных радиаторов - k = 0,08...0,1; ΔТ = 70 К;

- для масляных радиаторов - k = 0,5...0,06; ΔТ = 80 К;

Габаритные размеры радиаторов определяются геометрическими характеристиками охлаждающих поверхностей. Эти характеристики для стандартных охлаждающих поверхностей радиаторов ТМ с шахматным расположением трубок приведены в таблице 2.2. Объем радиатора определяется по формуле;

Глубина радиатора рассчитывается по числу рядов трубок

причем рекомендуется принимать для водяных радиаторов n_J = 5...6, для масляных радиаторов n_J = 2...3. В этом случае площадь фронтальной поверхности J-го радиатора

Выбирая из предварительных компоновочных проработок одинаковую для всех радиаторов длину трубок 1_ТР в диапазоне 500...800 мм, можно определить ширину радиатора:

Таблица 2.2

Геометрические характеристики охлаждающих поверхностей радиаторов ВГМ (см.рис.2.16)

Вариант охлаждающей поверхности	Шаг трубок по ширине S1, мм	Шаг трубок по глубине S2, мм	Сечение трубки lТ, аТ , мм	Коэффициент компактности S, м2/м3
1	8,5	21	17,0; 3,5	656
2	7,5	22	19,5; 2,5	711
3	8,8	20	17,0; 2.5	716

Для обеспечения равномерного аэродинамического сопротивления по фронту пакета радиаторов необходимо иметь постоянную сумму числа рядов трубок по ширине пакета радиаторов. Перераспределение ширины радиаторов не должно приводить к уменьшению площади фронта.

При предварительном расчете вентиляторных систем охлаждения определяется тип вентилятора - центробежной или осевой, тип воздушного тракта - изолированный или неизолированный, а также схема взаимного расположения радиаторов, колеса вентилятора и воздуховодов. По результатам предварительной компоновки определяется диаметр колеса вентилятора d_В, а также размеры спирального кожуха для центробежного вентилятора. В некоторых случаях целесообразно использовать два параллельно работающих вентилятора.

Частота вращения вентилятора ограничена требованиями прочности и может быть оценена по величине допустимой окружной скорости:

где v_В - допустимая окружная скорость.

Для центробежных вентиляторе» v_В = 90…120 м/с, а для осевых v_В = 130…150 м/с.

Ширина вентилятора определяется типом выбранного колеса. Для ВГМ в основном используются вентиляторы общетехнического назначения, для которых соотношение ширины и диаметра изменяется от 0.5 у центробежных вентиляторов до 0,15...0,25 у осевых вентиляторов. Для осевых вентиляторов общая ширина существенно увеличивается при установке направляющего аппарата на входе колеса и спрямляющего аппарата на выходе из него.

При предварительном расчете эжектора определяется тип эжектора - по числу рядов сопел - однорядный или двухрядный, по расположению рядов сопел по длине проточной части - параллельного или параллельно - последовательного типа. По способу связи цилиндров двигателя с соплами (для двигателя без наддува и с приводным центробежным нагнетателем) - индивидуальный выпуск или объединенный выпуск отработавших газов из нескольких цилиндров.

Конструктивная схема эжектора представлена на рис.2.17.

Рис.2.17. Конструктивная схема эжектора:

h_P – средняя глубина подрадиаторного объема; d_MIN – диаметр минимальной вписанной окружности в канале, соединяющем подрадиаторный объем с камерой смешения; l_C – расстояние от среза сопла до камеры смешения; l_Cd – длина камеры смешения; l_d – длина диффузора; h_C – высота камеры смешения; b_e – ширина эжектора.

При предварительной компоновке эжектора необходимо обеспечить следующие соотношения геометрических параметров;

h_n > 1.25 h_k;

d_in > h_k;

n·(l_s+l_k)+l_d >8·h_k;

b_e= Σ b_pj;

I_s < h_k/n;

I_s+ I_к =(3,5...4,5) h_k;

где; n - число рядов сопел;

Σ b_pj - суммарная ширина пакета радиаторов.

В выполненных конструкциях эжекторов ВГМ геометрические параметры изменяются в пределах;

h_k = 60.. .130 мм;

b_e = 1000...1600 мм;

h_n = 150...350 мм;

I_s+ I_к + I_d = 450...700 мм.

Расчет системы охлаждения ВГМ проводится как поверочный при заданных параметрах и конструктивном исполнении. Если в результате расчета выясняется, что эффективность системы недостаточна, в ее конструкцию вносят необходимые изменения. Исходными данными при расчете системы охлаждения являются величины тепловых потоков от двигателя и трансмиссии на расчетных режимах, геометрические характеристики элементов системы охлаждения и допустимые температуры теплоносителей и окружающей среды.

Поверочный расчет системы охлаждения производится при установившемся тепловом состоянии на нескольких режимах. Как правило, расчет производится на режимах максимальной мощности и максимального момента двигателя и режиме, соответствующем максимальному тепловому потоку от трансмиссии. На каждом расчетном режим задаются величины тепловых потоков в охлаждающую жидкость и масло двигателя и трансмиссии. Заданными величинами являются также допустимые температуры теплоносителей: охлаждающей жидкости Т_Ж,LIM, масла двигателя Т_М,Е,LIM, масла трансмиссии Т_М,Т,LIM, а также максимальная температура окружающего воздуха Т₀.

Поверочный расчет производится в следующей последовательности.

На первом этапе рассчитываются характеристики воздуходувного устройства. Для вентиляторов характеристики могут быть рассчитаны на основе экспериментальных безразмерных характеристик, которые определены в условиях, моделирующих типовые компоновки вентиляторнык установок ТМ. Безразмерные характеристики приводятся, как правило, в координатах:

где; - коэффициент статического давления;

- коэффициент расхода;

- коэффициент мощности.

Безразмерные характеристики для двух типов установки вентиляторов приведены в табл.2.3. Задавая ряд значений коэффициента g_i, рассчитывают размерные характеристики вентиляторной установки;

где: v - окружная скорость колеса вентилятора на расчетном режиме;

ρ - плотность воздуха на входе в вентилятор, кг/м³. Плотность воздуха на входе в вентилятор зависит от места установки радиаторов по ходу потока охлаждающего воздуха. При установке радиаторов на линии всасывания температура о учетом подогрева в радиаторах составляет 100°С и выше.

При использовании многофункциональных вентиляторных установок расход воздуха, проходящий через радиаторы системы охлаждения, должен быть уменьшен на величину, приходящуюся на другие цели. В первом приближении это снижение при использовании части расхода на пылеудаление и вентиляцию МТО, может быть оценено по формуле:

G₂ = 0,9·G_2n

где G_2n - полный расход вентилятора.

Характеристика эжектора рассчитывается на основе уравнения, описывающего закон сохранения количества движения. В безразмерном виде:

где: а, b, с - постоянные коэффициенты;

ΔР - разность статического давления на входе в эжектор и полного давления на срезе диффузора;

Н₁ - скоростной напор потока на срезе сопла;

q= G₁/G₂ - коэффициент эжекции;

G₂ - массовый расход окружающего воздуха через эжектор, кг/с;

G₁ - массовый расход отработавших газов двигателя через эжектор, кг/c;

Δ = T₁/T₂ - температурный фактор;

T₁ - абсолютная температура отработавших газов на выходе из сопла. К;

T₂ - абсолютная температура воздуха на входе в эжектор, К.

С учетом подогрева воздуха в радиаторах рекомендуется Принимать T₂ = 380 К.

Коэффициент а определяется по формуле:

где К_m - масштаб эжектора:

F_С- площадь сопел эжектора, м².

Для параллельно-последовательного эжектора масштаб определяется при высоте h_К, равной высоте камеры смешения последней ступени, a F_С- площадь сечения всех сопел.

Таблица 2.3. Безразмерные характеристики типовых вентиляторных установок	G	0,22	0,055		0,130	-		-
		0,20	0,080		0,115	-		-
		0,18	0,105		0,105	0,041		0,058
		0,17	0,115		0,102	0,050		0,054
		0,16	0,125		0,098	0,053		0,050
		0,15	0,140		0,096	0,056		0,048
		0,12	0,170		0,088	-		-
		0,10	0,190		0,082	-		-
			H		N	H		N
	Тип установки			Неизолированный тракт, спиральный выходной кожух			Изолированный тракт, осевой вход, спрямляющий аппарат
	Тип вентилятора			Центробежный			Осевой

Площадь сопел рассчитывается по формуле:

где: Р₂ - давление отработавших газов на входе в сопловой аппарат, кг/м²;

Р_а - атмосферное давление (в мм ртутного столба);

χ_f - = 1.01...1.015 - коэффициент, учитывающий сжимаемость газа.

Коэффициент b в формуле определяется по формуле:

где ξ_ВХ - коэффициент, учитывающий потери на входе в камеру смешения.

Коэффициент с в формуле

где

- коэффициент восстановления статического давления в диффузоре;

k₃ = 1,02...1,17 - коэффициент, учитывающий неравномерность поля скоростей в выходном сечении камеры смешения;

- коэффициент, учитывающий потери на трение.

Необходимые для расчета безразмерной характеристики эжектора параметры отработавших газов двигателя определяются в соответствии со следующими рекомендациями. Расход отработавших газов оценивается по формуле:

G₁ = G_В + G_Т, кг/с,

где: G_В, кг/с - расход воздуха двигателем;

G_Т кг/с - расход топлива двигателем.

Давление и температуру газов на выходе из сопла для двигателей без наддува можно принять 320 кПa и 920…970 К соответственно, а для двигателей с наддувом - 300 кПa и 870…920 К.

При расчете безразмерной характеристики необходимо оценить число сопел эжектора с учетом их расположения для того, чтобы исключить стеснение потока воздуха сопловым аппаратом. Это обстоятельство особенно важно для двухрядных эжекторов. Число сопел определяется по формуле:

где: d_С = 9...16 мм - диаметр одного сопла.

Число сопел должно удовлетворять неравенству

где n - число рядов сопел.

Безразмерная характеристика эжектора параллельно-последовательного типа рассчитывается аналогично, но при расчете масштаба эжектора учитывается сумма площадей сопел всех рядов эжектора.

Задавая ряд значений аргумента безразмерной характеристики эжектора от 0 до 5...10, определяют соответствующие значения функции ΔР/H₁.

Для расчета размерной характеристики определяется скоростной напор газов на выходе из сопел:

h₁ = Р₁·κ,

где кг/м.

Для каждой точки безразмерной характеристики рассчитывается значения G₂ и ΔР по формулам:

кг/с;

кПа.

В результате расчета строится зависимость ΔР = f(G₂). При использовании эжектора для пылеудаления из воздухоочистителя и вентиляции МТО расход воздуха, приходящийся на систему охлаждения, снижается на 10%.

Для определения расхода воздуха через радиаторы в условиях МТО необходимо оценить сопротивление воздушной трассы. Сопротивление воздушной трассы определяется как сумма сопротивлений ее элементов:

кПа,

где: ΔР_Ж,ВХ, ΔР_Ж,ВЫХ - сопротивление входных и выходных жалюзи;

ΔР_Р - сопротивление пакета радиаторов;

ΔР_ВВ - сопротивление воздуховодов. В общем случае сопротивление каждого элемента определяется по формуле:

где: ξ_I - коэффициент сопротивления;

F_i, м² - площадь проходного сечения элемента;

n_I - показатель степени, n = 1...2.

Значения n_I и ξ_I определяются по экспериментальным данным или по общетехническим справочникам. В первом приближении сопротивление воздушного тракта можно оценить по формуле:

кПа,

где: Z - число рядов трубок по глубине пакета радиаторов.

Расход воздуха через пакет радиаторов определяется геометрически как точка пересечения характеристики воздуходувного устройства с зависимостью ΔР(G₂).

Расход воздуха через каждый радиатор при конструктивном обеспечении равномерного сопротивления пакета определяется по формуле:

где: Р_ФР - площадь фронта пакета радиаторов.

Критерий эффективности системы охлаждения по J-му теплоносителю - температура окружающего воздуха, при которой достигается допустимая температура этого теплоносителя, вычисляется по формуле:

где: Т_1,1im,J - допустимая температура J-гo теплоносителя;

ΔT_J - разность температур J-гo теплоносителя и охлаждающего воздуха на входе в пакет радиаторов. Величина ΔT_J определяется как сумма:

ΔT_J = ΔT_RJ + ΔT_InJ .

где: ΔT_RJ - разность температур теплоносителя и охлаждающего воздуха на входе в J-ый радиатор;

ΔT_InJ - подогрев воздуха в радиаторах, расположенных перед рассчитываемым.

Величина ΔT_RJ рассчитывается по формуле:

где: Q_J - тепловой поток J-го теплоносителя;

k_j - коэффициент теплопередачи для J-го теплоносителя;

W_ij = C_ij·G_ij;

с_a, c_ij - удельные теплоемкости воздуха и J-го теплоносителя;

G_ij - массовый расход J-го теплоносителя.

Подогрев воздуха рассчитывается по соотношению:

где: - тепловой поток от всех радиаторов, расположенных перед рассчитываемым.

Массовые расходы теплоносителей, как правило, задаются, так как определяются при проектировании двигателя и трансмиссии.

Значение k_j зависит от скорости воздуха и теплоносителя. Графики зависимостей величин от массовой скорости воздуха на входе в радиатор G₂/F_Ф при скорости теплоносителя в трубках радиатора более 0,6 м/с приведены на рис.2.18, 2.19. При меньших скоростях теплоносителей значения необходимо уменьшить на 3...5%.

Рис.2.18. Характеристики водяных радиаторов:

1 – вариант поверхности №1; 2 – вариант поверхности №3.

Рис.2.19. Характеристики масляных радиаторов:

1 – вариант поверхности №1 с тепловым ребром при S_Р = 3 мм; 2 – вариант поверхности №1 с тепловым ребром при S_Р = 3,5 мм; 3 – вариант поверхности №1 с S_Р = 3,5 мм без теплового ребра.

Сравнивая полученные значения критериев эффективности для различных радиаторов с заданной Т₀ на первом этапе при наличии значительных отличий как в большую, так и в меньшую сторону, необходимо перераспределить объемы радиаторов отдельных теплоносителей с целью обеспечения одинаковых уровней их эффективности. Допустимые отклонения эффективности от заданной составляют 5°С.

Блок радиаторов рассчитываемой системы скомпонован по схеме а (рис.2.22) и располагается на линии всасывания центробежного вентилятора с улиткой на выходе. Воздушный тракт системы охлаждения открытый. При числе рядов трубок Z = 8 сопротивление воздушной трассы составляет 1.1 кПа при расходе воздуха, 6,9 кг/с. Расход воздуха соответствует высшей передаче в редукторе привода вентилятора.

В табл. 2.4 в качестве примера приведен поверочный расчет системы охлаждения Т-72М на режиме максимальной мощности.

Таблица 2.4.

Поверочный расчет системы охлаждения танка Т-72

№ п/п	Наименование параметров	Обознач. Размерн.	Охлажд. жидкость	Масло двигателя	Масло трансм
1	Тепловой поток	QJ, кВт	275	60	47
2	Допустимая температура	TllimJ, 0С	120	120	125
3	Расход теплоносителя	GlJ, кг/с	6,7	0,85	1,1
4	Пл. фронта радиатора	FФРJ, м2	0,84	0,56	0,28
5	Глубина радиатора	lPJ, м	0,120	0,045	0,045
6	Расход воздуха	G2J, кг/с	6,9	4,6	2,3
7	Удельная теплоотдача	, кВт/м3·К	80	50	56
8	Температурный напор	ΔTJ, К	62	74	88
9	Подогрев воздуха	ΔTВХ,J, К	16	0	0
10	Критерий эффективности	TaJ, 0С	42	46	37

При конструировании водяной системы важным обстоятельством является обеспечение достаточного давления на входе в водяной насос для стабилизации условий его работы. Это достигается в основном за счет связи входа в насос расширительным бачком, а также использованием трубопроводов необходимых размеров. Избыточное давление в системе ограничивается паровым клапаном на уровне 170...200 кПа, а разряжение - воздушным клапаном на уровне 2...10 кПa. Паровоздушный клапан устанавливается в верхней точке системы на коллекторе радиатора или расширительном бачке. Диаметры трубопроводов циркуляционного контура определяются расходом охлаждающей жидкости. Так, при изменении циркуляционного расхода в пределах 5...15 кг/c диаметр трубопровода выбирается и пределах 30...60 мм соответственно. Диаметры паровых трубок должны быть не менее 6...10 мм, а компенсационного трубопровода - не менее 20 мм.

Общий объем охлаждающей жидкости в водяной. системе 60...100 л, при этом объем расширительного бачка должен составлять 20% от общего.

При конструировании воздуходувного устройства и воздушной трассы системы охлаждения требуется учесть особенности, связанные с назначением ТМ. На входе и выходе воздушной трассы устанавливаются броневые жалюзи, обеспечивающие защиту внутреннего оборудования от пуль и мелких осколков.

Эжектор изготавливается из сварных стальных листов толщиной 1,5...3 мм, при этом большая толщина листа используется для торцевых стенок. Конструктивно эжектор может быть выполнен как часть подъемной крыши МТО. Радиаторы размещаются в корпусе эжектора, опираются коллекторами на специальную раму и крепятся к ней планками или стяжными лентами. Наиболее сложной частью эжектора является сопловой ресивер. Необходимость обеспечения параллельности осей сопел со стенками камеры смешения требует высокой точности изготовления и сборки, возможности регулировки. Пример конструкции крепления соплового аппарата к ресиверу и связь последнего с эжектором представлены на рис.2.20.

Рисю2.20. Пример конструкции и крепления соплового ресивера в корпусе эжектора:

1 – корпус эжектора; 2 – подвижное крепление; 3 – корпус ресивера; 4 – неподвижное крепление; 5 – сопловые рожки; 6 – центрирующий поясок; 7 – регулировочный винт; 8 – стопорный винт; 9 – патрубок подвода отработавших газов.

Конструирование вентиляторной установки в МТО ВГМ является более сложной задачей и определяется в значительной степени конструкцией привода. Учитывая значительную инерционность вентилятора, необходимо обеспечить достаточную жесткость крепления вала привода и наличие предохранительных устройств для снижения динамических нагрузок.

Рис.2.21. Конструкция крепления коллекторов радиаторов:

а – Т-64А; б – БМП-1; в – Т-72.

1 – трубная доска; 2 – бонка; 3 – болт; 4 – коллектор; 5 – трубка радиатора; 6 – винт.

При конструировании радиаторов необходимо учитывать, что выполнение охлаждающих поверхностей из тонкостенных элементов требует специальных мероприятий по повышению жесткости конструкции и установки. Примеры конструкции крепления трубных досок к коллекторам, являющимся силовым остовом радиаторов, представлены на рис.2.21. Для обеспечения требуемой жесткости фланцы коллекторов стягиваются стяжными лентами.

Внутри коллекторов устанавливаются перегородки, разделяющие радиатор на ряд заходов. Число заходов должно обеспечить размещение патрубков для подвода и отвода теплоносителей в определенных зонах и требуемый уровень скоростей теплоносителей в трубках. Максимальный уровень скоростей теплоносителей рекомендуется выбирать в пределах: для водяного радиатора - 1 м/с, для масляного радиатора двигателя - 0.3 м/с, для масляного радиатора трансмиссии - 0.6 м/с.

Максимальные размеры радиатора определяются технологическими возможностями. Максимальная ширина радиатора с единым коллектором не должна превышать 1 м. В случае превышения потребной ширины рекомендуется разделить радиатор на 2 секции. Некоторые типичные схемы компоновки радиаторов в единый пакет представлены на рис.2.22. Для оценки совершенства конструкции системы охлаждения можно использовать в качестве показателя объем системы охлаждения. Для сравнения в таблице 2.5 приведены значения некоторых характеристик систем охлаждения ряда ВГМ.

фРис.2.22. Некоторые схемы расположения радиаторов:

1 – охлаждающая жидкость; 2 – масло двигателя; 3 – масло механической части трансмиссии; 4 – масло гидрообъемной передачи; 5 – масло гидромеханической трансмиссии.

Таблица 2.5.

Характеристики систем охлаждения

Характеристики	Марки ВГМ
	Т-72	Т-64	БМП-1	Л1	Ч2
Мощность двигателя, кВт	570	520	220	1100	880
Тип системы охлаждения	В3	Э4	В3	В3	В3
Общая теплоотдача системы охлаждения в долях мощности	0,65	0,59	0,70	0,88	0,77
Расход воздуха, кг/с	6,9	5,6	2,6	20,0	16,0
Объем системы охл., м3	0,67	0,58	0,46	0,43	1,42
Затраты мощности на систему охлаждения, кВт	51	15	10	180	75
Допустимая температура окружающей среды при полной загрузке, 0С	37	35	40	25	25

Л¹ - Леопард; Ч² - Челенджер; В³ - вентиляторная; Э⁴ - эжекционная.

Общий вид компоновки системы охлаждения в МТО Т-72 представлен на рис.2.23.

Рис.2.23. Общий вид компоновки Мто Т-72:

1 – двигатель; 2 – воздухоочиститель; 3 – масляный радиатор; 4 – водяной радиатор; 5 – вентилятор; 6 – бортовая коробка передач.