Схемы охлаждения ДВС
Категория:
Дизельные двигатели
Публикация:
Схемы охлаждения ДВС
Читать далее:
Циркуляционные насосы ДВС
Схемы охлаждения ДВС
В двигателях внутреннего сгорания при сжигании топлива температура газов достигает 1800 °С. Тепло газов передается цилиндрам, поршням, клапанам и другим деталям. Чтобы поддерживать температуру деталей двигателя в допустимых пределах, необходимо от двигателя отводить 30—40% всего введенного тепла.
Поддержание определенной температуры цилиндров и их крышек во время работы дизеля обеспечивает система охлаждения. Однако и чрезмерное охлаждение дизеля может вызвать ряд вредных явлений, ухудшающих его работу. Так, при переохлаждении дизеля увеличиваются потери тепла. Вследствие этого в механическую работу превращается меньшая часть тепла, выделившегося при сгорании топлива в цилиндрах дизеля, и ухудшается процесс сгорания топлива.
Двигатели оборудуют водяной проточной, циркуляционной либо воздушной системами охлаждения.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Проточная система охлаждения применяется чаще всего на судовых двигателях. Вода поступает из-за борта судна и, проходя через зарубашечное пространство двигателя, уносит с собой избыточное тепло. Такая система проста, но обладает многими недостатками. Чтобы избежать выделения солей в виде накипи на охлаждаемых поверхностях, температура выходящей из двигателя воды не должна превышать 45—50 °С. Большой перепад температур между нагретыми деталями и охлаждающей водой, который особенно увеличивается в холодное время года, приводит к увеличению термических напряжений в охлаждаемых деталях.
Циркуляционное двухконтурное охлаждение дизеля осуществляется водой, которая циркулирует по замкнутому контуру и, в свою очередь, охлаждается в охладителе вторым контуром (проточной водой или воздухом от вентилятора).
На последних моделях этого типа двигателей, с целью снижения веса, поршневые насосы заменены самовсасывающими реверсивными центробежными насосами. Пресная вода из цистерны забирается водяным насосом и через общую трубу, расположенную вдоль дизеля, нагнетается в водяную рубашку каждого цилиндра. Вода, ох-если при заглушённом двигателе через них спускать воду, то она замерзнет раньше, чем вытечет из системы.
Воздушное охлаждение обеспечивается за счет обдувания внешней поверхности цилиндров и их головок воздухом.
Для увеличения охлаждаемой поверхности, через которую отводится тепло, она выполняется ребристой.
Рис. 1. Схема водяного охлаждения дизеля
Потом она направляется в водонапорную цистерну. Расход воды регулируется при помощи кранов подводящей магистрали отдельно для каждого цилиндра в зависимости от ее температурь;, которая контролируется установленными на цилиндрах термометрами. Холодильник охлаждается проточной забортной водой, движущейся в системе охлаждения под действием насоса забортной воды. Из водозабортного ящика через фильтр забортная вода всасывается насосом и нагнетается по параллельным трубопроводам в холодильник. В холодильнике забортная вода соприкасается со стенками трубок и нагревается. Затем она выходит за борт и на ее место засасываются новые порции холодной воды.
Система охлаждения должна быть несложной, надежной в эксплуатации, обладать малым весом и размерами. Температура выходящей из двигателя воды должна находиться в заданном диапазоне при всех скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя.
При этом расход мощности на привод насосов должен быть минимальным. Система должна допускать быстрый и беспрепятственный выпуск охлаждающей жидкости при неработающем двигателе.
Циркуляционный насос предназначен для подачи в двигатель охлаждающей воды. При движении поршня вправо в рабочей полости насоса создается разрежение, и вода по трубе поступает в нее через всасывающий клапан. Обратным движением поршня вода выталкивается через нагнетательный клапан в полость нагнетания и далее по трубе — в систему охлаждения.
Производительность насоса в два раза превышает потребность двигателя в охлаждающей воде, поэтому на теплоходах один насос может подавать воду на два двигателя, что предусматривается соответствующей системой трубопроводов.
Производительность насоса регулируется клапаном (сапунком) путем впуска воздуха в рабочую полость. При этом уменьшается вакуум, а следовательно, снижается производительность.
Для обеспечения равномерности подачи воды в нагнетательную магистраль и уменьшения ударов воды в начале нагнетательного хода поршня установлен буферный воздушный колпак.
Давление в системе охлаждения регулируется редукционным клапаном путем соответствующего натяжения пружины.
Для предохранения деталей насоса от разъедания солями воды установлен цинковый протектор.
Надежность работы насоса зависит преимущественно от нормальной работы всасывающего и нагнетательного клапанов. Поэтому предусмотрен быстрый и легкий доступ к ним для осмотра и устранения недостатков их работы, а также смены в случае поломки.
Система охлаждения ДВС
Задать вопрос
| № | Артикул | Код | Наименование | Цена | Кол-во | Заказ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 130102-800-0000-2 | LU079044 | Радиатор жидкостного охлаждения в сборе (толщина 26мм), LU079044 | 6 300 р. | В корзину | |
| 2 | 130102-800-0010 | LU082302 | Радиатор жидкостного охлаждения в сборе (51мм) (без заливной горловины) | 14 014 р. | В корзину | |
| 2 | 130102-103-0010, G2-00560-00 | LU078908 | Радиатор жидкостного охлаждения в сборе (увеличен до 51мм), LU078908 | 13 230 р. | В корзину | |
| 3 | 131000-103-0001 | LU079783 | Кожух электровентилятора, пластик, LU079783 | 560 р. | В корзину | |
| 4 | 130800-800-0000 | LU060548 | Электровентилятор радиатора, в сборе | 6 300 р. | В корзину | |
| 6 | 130301-103-0000 | JU071453 | Шланг системы жидкостного охлаждения 20х28х1000мм, резина, JU071453 | 896 р. | В корзину | |
| 8 | F210093-00 | JU081396 | Бачок расширительный системы охлаждения | 560 р. | В корзину | |
| 9 | F210096-00 | LU014158 | Крышка расширительного бачка , резина | 140 р. | В корзину | |
| 10 | 8250-010-008 | LU013885 | Хомут пружинный 10х8х0.6мм, сталь | Уточните по телефону | ||
| 11 | A800GK-1300032-10 | JU074912 | Втулка решетки радиатора A800GK-1300032-10 | Уточните по телефону | ||
| 12 | A190125-00 | LU014161 | Датчик температуры включения вентилятора (93 град) | 2 625 р. | В корзину | |
| 13 | 131001-800-0000 | LU014156 | Сетка защитная радиатора, сталь | 560 р. | В корзину | |
| 14 | 130308-102-0002 | LU066003 | Шланг перепускной расширительного бачка, резина | Уточните по телефону | ||
| 16 | 130402-800-0001 | LU069407 | Крышка радиатора, LU069407 | 840 р. | В корзину | |
org/Product» itemprop=»itemListElement»>
org/Product» itemprop=»itemListElement»>
org/Product» itemprop=»itemListElement»>Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания | Блог Turbomachinery
Важность и моделирование систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания
Опубликовано by Abdul Nassar
В двигателе внутреннего сгорания происходит сгорание воздуха и топлива внутри цилиндра двигателя образуются горячие газы с температурой газов около 2300-2500°С, что может привести не только к прогоранию масляной пленки между подвижными частями, но и к заклиниванию или сварке стационарных и подвижных деталей. Эта температура должна быть снижена таким образом, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью, способствуя высокому объемному КПД и обеспечивая лучшее сгорание без ущерба для теплового КПД из-за переохлаждения. Самое главное, чтобы двигатель работал как в смысле механической работы, так и в плане надежности. Короче говоря, охлаждение — это вопрос выравнивания внутренней температуры для предотвращения локального перегрева, а также для отвода достаточной тепловой энергии для поддержания практической общей рабочей температуры.
Также важно отметить, что около 20-25% всего вырабатываемого тепла используется для производства тормозной мощности (полезной работы).
Система охлаждения должна быть рассчитана на отвод 30-35% всего тепла, а оставшееся тепло теряется на трение и уносится выхлопными газами.
Конструкция систем охлаждения зависит от того, имеет ли двигатель воздушное или жидкостное охлаждение. Воздушное охлаждение обычно используется в небольших двигателях, в которых ребра или расширенные поверхности предусмотрены на стенках цилиндров, головке цилиндров и т. д. Тепло, выделяемое при сгорании в цилиндре двигателя, передается на ребра, и когда воздух проходит над ребрами, тепло рассеивается в воздухе. Количество тепла, рассеиваемого в воздухе, зависит от: количества воздуха, проходящего через ребра, площади поверхности ребер и теплопроводности металла, используемого для ребер.
В методах водяного охлаждения вокруг цилиндра, головки цилиндра, седел клапанов и т.д. предусмотрены водяные рубашки охлаждения. Когда вода циркулирует по рубашкам, она поглощает теплоту сгорания. Затем эта горячая вода будет охлаждаться в радиаторе частично вентилятором и частично потоком, создаваемым поступательным движением транспортного средства.
Охлажденная вода снова рециркулируется через водяные рубашки либо насосом, либо термосифоном, принцип работы которого основан на разности плотностей рабочей жидкости.
На рисунке 1 показана рубашка охлаждающей воды для блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Рубашка охлаждения двигателя имеет сложную форму и зависит от многих факторов, включая форму блока цилиндров и оптимальную температуру, при которой работает двигатель. Большая рубашка охлаждения могла бы эффективно отводить тепло от цилиндров, но делает двигатель громоздким и тяжелым. Водяная рубашка охлаждения должна быть оптимизирована с учетом как эффективности охлаждения, так и веса двигателя. Следовательно, необходимо оптимизировать поток через рубашку охлаждения от входа к выходу, охватывающий как продольную геометрию, так и поперечную от блока цилиндров к головке. Оптимизация выполняется с целью минимизации потерь давления жидкости между впуском и выпуском и получения равномерного распределения потока по каждому цилиндру в блоке цилиндров и одинаковых скоростей вдоль его потока.
Рубашка охлаждения двигателя имеет сложную геометрию, и выполнение 3D-моделирования над ней представляет собой довольно сложную задачу, включающую создание 3D-геометрии со всеми сложными деталями и подготовку модели для проведения анализа сопряженного теплообмена. В качестве начального шага рекомендуется выполнить простой одномерный анализ тепловой и потоковой сети, чтобы получить распределение теплопередачи и данные для создания трехмерной модели с использованием коммерческих инструментов, таких как AxSTREAM NET™.
Чтобы узнать больше о том, как AxSTREAM NET™ может упростить проектирование и анализ системы охлаждения двигателя, напишите по адресу [email protected].
Водяная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания (водяная система рубашки охлаждения) Объяснение
Введение Все двигатели внутреннего сгорания (IC) (четырехтактные и двухтактные ) требуют определенной формы контроля температуры, чтобы они не перегревать и заедать .
Некоторые двигатели имеют воздушное охлаждение , в то время как другие имеют водяное охлаждение .
Как правило, небольшие двигатели (мотоциклы, газонокосилки и т. д.) могут охлаждаться воздухом, тогда как все другие типы двигателей должны охлаждаться водой. Большие двигатели имеют водяное охлаждение по нескольким причинам:
- Воды много, и ее легко достать в большинстве мест.
- Вода может отводить больше тепла, чем воздух, поэтому обладает большей охлаждающей способностью.
- Вода может охлаждаться дистанционно, т.е. в месте, удаленном от двигателя. Это делает конструкцию системы охлаждающей воды более гибкой.
Температура охлаждающей воды приблизительно 80°C (176°F) и давление охлаждающей воды 3 бар ( 44 фунт/кв. дюйм ) являются стандартными для большинства двигателей, работающих под нагрузкой.
Охлаждающая вода иногда упоминается как « вода рубашки охлаждения » из-за «водяной рубашки», окружающей камеру сгорания.
Система водяного охлаждения двигателя состоит из термостата , гильзы цилиндра , насоса охлаждающей воды и теплообменника ( радиатора ).
Система охлаждающей воды двигателя
A Насос охлаждающей воды необходим для циркуляции охлаждающей воды по всему двигателю. Насос напрямую соединен с двигателем и коленчатым валом , поэтому его частота вращения и выходное давление прямо пропорциональны частоте вращения двигателя. Большинство насосов соединены с двигателем с помощью ремня , шестерни или цепи , но это зависит от размера двигателя; в очень больших двигателях используются центробежные насосы , которые приводятся в действие электродвигателями .
Центробежный насос
Термостат регулирует температуру охлаждающей жидкости и, следовательно, температуру двигателя.
Термостат может быстро прогревать двигатель, минуя радиатор , или охлаждать двигатель, распределяя охлаждающую воду по радиатору. Его основная цель – не допустить перегрева двигателя.
Термостат двигателя
Радиатор рассеивает тепло и предотвращает перегрев двигателя. В автомобиле охлаждающей средой является воздух, но в более крупных двигателях в качестве охлаждающей среды часто используется жидкость. судовые двигатели используют морскую воду.
Радиатор двигателя
Гильза цилиндра обеспечивает равномерное распределение охлаждающей воды по гильзе цилиндра . Сгорание происходит внутри гильзы цилиндра ( пространство сгорания ), следовательно, это пространство является самой горячей частью двигателя и должно правильно охлаждаться. Охлаждающая вода поступает в основание рукава и выводится вверху.
Гильза цилиндра
youtube.com/embed/sRHDsEyEQ2M?rel=0″ tabindex=»-1″>
Когда охлаждающая вода (вода рубашки охлаждения) холодная, термостат обходит радиатор, и температура охлаждающей воды постепенно повышается, пока не достигнет оптимальной температуры.
Когда охлаждающая вода слишком горячая, термостат направляет ее к радиатору, где тепло рассеивается, чтобы двигатель не перегревался.
Щелкните здесь, чтобы узнать, как работает термостат.
Защита от замерзания и температурное расширениеВ систему охлаждающей воды дозируется антифриз для предотвращения замерзания воды при отрицательных температурах ( ). Если охлаждающая вода замерзнет, двигатель, скорее всего, будет серьезно поврежден, поскольку вода расширится и создаст большие механические нагрузки на компоненты двигателя. Блок цилиндров нередко трескается при замерзании охлаждающей воды.
Напорный бак установлен для охлаждающей воды тепловое расширение должно быть слишком много охлаждающей воды в системе охлаждающей воды.