Система охлаждения

Система охлаждения комбинированная жидкостно-воздушная.

Основным преимуществом радиального (звездообразного) расположения цилиндров двигателя является возможность применения воздушного охлаждения. С целью использования этого преимущества введено развитое оребрение поверхности цилиндров и головок цилиндров.

Жидкостная часть системы - закрытого типа с принудительной циркуляцией жидкости по наиболее термически-нагруженным деталям двигателя.

Благодаря высокой теплопроводности алюминиевых сплавов и введенному оребрению температура головки и цилиндра при прочих равных условиях значительно ниже, что благоприятно сказывается на наполнении цилиндра, что дает возможность работать двигателю на больших степенях сжатия и предотвращает перегрев клапанов.

Оребрение позволяет значительно увеличить поверхность охлаждения и практически обеспечить тепловой режим двигателя.

Оребрение головки и цилиндра выполнено эксцентрично с эксцентриситетом в сторону выхлопа. Отношение площади охлаждающих ребер к объему цилиндра составляет , м2/литр.

Однако, ввиду отсутствия вентилятора охлаждения и невозможности обеспечения высокой интенсивности циркуляции внешнего воздуха в систему дополнительно введено замкнутое принудительное охлаждение.

Кроме того жидкостная система позволяет обеспечить более гибкое регулирование охлаждение и прогрева двигателя, т.е. поддержание оптимальной, устойчивой температуры.

Воздушного охлаждение позволило значительно сократить объем водяной рубашки головки и цилиндра, уменьшить объем охлаждающей жидкости и уменьшить мощность водяного наоса.

Основными элементами замкнутой принудительной системы охлаждения (рис. 10.1) являются: полости вокруг каждого из цилиндров и в головках цилиндров (8), образованные наружными стенками, заполненные охлаждающим телом; насос (7); радиатор (1); расширительный бачок (13); электровентилятор (5); соединительные трубы; термостат (11).

Радиатор (1) предназначен для передачи теплоты охлаждающей жидкости окружающему воздуху. Он состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных между собой тремя рядами латунных трубок. Для увеличения площади теплоотдачи между трубками установлены гофрированные ленты, припаянные к трубкам.

Расширительный бачок (13) предназначен для поддержания постоянного объема циркулирующей жидкости.

Расширительный бачок соединен трубкой с наливной горловиной радиатора и имеет сообщение с атмосферой, через клапан с пробке. При увеличении объема охлаждающей жидкости пар или избыточная жидкость отводится в расширительный бачок. При охлаждении жидкости и уменьшении ее объема жидкость из бачка возвращается в радиатор.

Насос системы охлаждения (7) – водяной, центробежного типа, с индивидуальными отводами охлаждающей жидкости на вход каждого цилиндра и привидится в действие шлицевым соединением с коленчатым валом. Насос создает циркуляцию жидкости в системе охлаждения, препятствует образованию паровоздушных пробок и обеспечивает равномерное охлаждение двигателя.

Термостат (11) – жидкостного типа, автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигателя.

Водяная рубашка (8) состоит из рубашки цилиндра и головки цилиндра, соединенных между собой отверстиями в прокладке.

Далее приведены расчеты радиатора, центробежного насоса и вентилятора.

Расчет радиатора

Радиатор является теплорассеивающим устройством, предназначенным для передачи тепла от охлаждающей жидкости окружающей среде. Радиаторы относятся к рекуперативным (поверхностным) теплообменникам, то есть таким, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через стенку, разделяющую теплоносители. Кроме этого, радиатор является теплообменником перекрестного тока, в котором потоки воздуха и охлаждающей жидкости пересекаются под прямым углом.

Суть расчета сводится к получению компактного радиатора, обладающего небольшим гидравлическим сопротивлением, который должен обеспечить рассеивание заданного количества тепла Qp.

Исходные данные:

Количество отводимого радиатором тепла

Qp=Qдв=qдв.Nemax=0,75.167100 = 125325 Вт;

Массовый расход охлаждающей жидкости через радиатор при параллельном соединении расширительного бачка Gж=0,95.Gдв [кг/с];

кг/с,

где - теплоемкость рабочего тела (жидкости) [Дж/(кг·К)];

, - температура жидкости после двигателя и до него [К].

При циркуляционной системе охлаждения: ˚С, ˚С,