Рис.1.7. Схемы установок вентилятора в системе воздушного охлаждения [8]: а – центробежный вентилятор над горизонтальными оппозитными цилиндрами; б – осевой вентилятор в развале цилиндров V-образного ДВС

1.2. Элементы жидкостной системы охлаждения

Задача жидкостной СО – это перенос тепла, выделившегося в процессе сгорания топливовоздушной смеси, к радиатору и рассеивание этого тепла радиатором в окружающую среду. В связи с этим СО можно разделить на теплопереносную теплорассеивающую части.

Канал с элементами теплорассеивающей части, по которому проходит охлаждающий воздух, называют воздушным трактом. Он включает вентилятор, радиатор, воздухопритоки, воздухоотводы и органы регулирования охлаждения.

14

Воздушный тракт классифицируют:

•по степени замкнутости:

− замкнутые − с воздушным потоком, заключённым на всём

протяжении в воздуховоды;

СибАДИрый входят : насос СО, тру опроводы, рубашка СО цилиндров и головки цилиндров, радиатор, дренажно-компенсационный контур, термостат.

− разомкнутые − при отсутствии ограждений для потока; − част чно замкнутые;

•по схеме орган зации потока:

− последовательная циркуляция воздуха – до вентилятора и по-

сле него воздух перемещается единым потоком;

− параллельная циркуляция воздуха – до вентилятора и после

него воздух перемещается в несколько потоков;

− параллельно-последовательная циркуляция воздуха.

В автотракторных ДВС наи олее распространённой является пер-

вая схема орган зац потока воздуха.

Теплопереносная часть СО о разует гидравлический тракт, в кото-

Обе части СО связаны между собой радиатором.

Все элементы теплорассеивающей части СО называют радиаторной установкой, расчёт которой включает:

1) оценку сопротивления воздушного тракта;

2) расчёт радиатора;

3)подбор вентилятора по потребляемому расходу воздуха сопротивлению воздушной сети, включающее сопротивление радиатора и воздушного тракта.

Исходными данными для расчёта системы СО являются [9]: а) энергоэкономические показатели двигателя:

•номинальная мощность, Nн;

•частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности,nN;

•коэффициент избытка воздуха, α;

•количество цилиндров, i;

•ход поршня, S;

•диаметр цилиндра, D;

•степень сжатия, ε;

•часовой расход топлива при расчётном режиме, Gt;

15

•рабочий объём двигателя, i Vh;

б) условия эксплуатации автотракторного средства:

•климатические условия :

− температура окружающей среды; − давление окружающей среды;

СибАДИ•механический КПД, ηв;

•конструкт вныеособенности−наличиевоздушно-масляногорадиатора;

•т п охлаждающей жидкости и её теплотехнические параметры :

− теплоёмкость, c; − плотность, ρ;

в) характер ст ки охлаждающей решётки радиатора:

•диаметр вентилятора, Dв;

•напор, развиваемый вентилятором в зависимости от расхода воздуха при фиксированных частотах его вращения, H;

•аэродинамические потери или коэффициент аэродинамического сопротивления воздушной части в зависимости от расхода воздуха;

•скорость воздуха, создаваемая вентилятором, Wв; д) характеристики насоса охлаждающей жидкости :

•профиль лопаток рабочего колеса;

•количество рабочих лопаток, z;

•объёмный КПД, η0;

•гидравлический КПД, ηг;

•механический КПД, ηм;

•передаточное отношение привода насоса от коленчатого вала,iн;

•диаметр валика привода насоса, d;

•радиус ступицы крыльчатки, r0;

16

в

Рис. 1.9. Охлаждающие решётки трубчато-ленточных радиаторов [9]:

а– сердцевина радиатора; б – охлаждающая медная лента;

в– охлаждающая лента из алюминиевого сплава;

1 – охлаждающая лента; 2 – охлаждающая трубка

17

СибАFфр ДИH

B lрад

Рис. 1.10. Га аритные размеры решётки радиатора [9]

•абсолютная скорость охлаждающей жидкости на входе в насос,C1;

•абсолютная скорость схода охлаждающей жидкости с рабочей

лопатки, C2;

•толщина рабочей лопатки,δ;

•напор, развиваемый насосом охлаждающей жидкости,Hжн;

•потери напора в гидравлическом контуре СО,∆pж и т.д.

Выбор скоростей движения жидкости и воздуха через радиатор значительно влияет на эффективность работы СО. Увеличение скорости движения жидкости в трубках приводит к возрастанию перепада температур между воздухом и жидкостью, в связи с чем поток жидкости становится турбулентным, что увеличивает коэффициент теплопередачи. Скорость жидкости в трубках поддерживают на уровне 0,4…0,7 м/с. Увел - чение скорости потока жидкости выше 0,9 м/с вызывает повышение мощности на привод жидкостного насоса без увеличения коэффициента теплопередачи. В зависимости от ёмкости СО жидкость прокачивается через радиатор 10…20 раз в минуту, циркуляционный расход составляет

90…150 л/(кВт ч).

18