Влияние рода теплоносителя на тепловой баланс двигателя ... <...> Регулирование температуры охлаждающей жидкости
путем изменения расхода воздуха через радиатор .. <...> Приведена
подробная методика расчёта воздушного тракта, выбора и расчёта
осевого и центробежного вентиляторов. <...> Интенсивность нагрева деталей зависит от режима работы
поршневого двигателя, поэтому при малых нагрузках и частотах
вращения коленчатого вала температуры деталей и масла могут
быть, наоборот, недостаточными для их нормальной работы. <...> Это состояние обеспечивается совокупностью специальных
устройств - системой охлаждения, отводящей тепло в первую
очередь от теплонапряжённых деталей. <...> Только оптимально спроектированная система охлаждения
обеспечивает заданные тепловые режимы термически напряжённых
деталей двигателя в различных условиях эксплуатации автомобиля. <...> Опытами устанавливается
распределение полей температур и характерные величины их в
различных точках теплонапряженных деталей (рис. <...> Тепловой баланс порш невого двигателя
Исследование тепловых процессов в поршневом двигателе
основано на составлении теплового баланса преобразования энергии. <...> Температурное состояние охлаждаемых деталей
порш невого двигателя <...> Особенно теплонапряжены межклапанная перемычка головки
цилиндра и верхний пояс гильз цилиндров при положении поршня в
верхней мёртвой точке. <...> Влияние режимных и регулировочных параметров
на температуру охлаждаемых деталей
При проектировании системы охлаждения поршневых двигате
лей учитывается влияние параметров рабочего процесса на
температуру охлаждаемых деталей, изменение его режимных и
регулировочных параметров Обычно оценка ведется методом
термометрирования - по результатам измерения температуры
теплонапряженных деталей существующей конструкции. <...> При этом также учитывается
изменение эффективности жидкостной системы охлаждения,
обусловленное возможным переходом от однофазного к различным <...>
Системы_охлаждения_поршневых_двигателей_внутреннего_сгорания.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С. П. КОРОЛЕВА
А . П. ТОЛСТОНОГОЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
ПОРШНЕВЫХ Д ВИГАТ Е Л ЕЙ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
С А М А Р А 2 0 0 2
1
Стр.1
УДК 621.43.01
Толстоногое А.П. Системы охлаждения поршневых
двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособие / Самар, гос.
аэрокосм. ун-т. Самара, 2002, 208 с.
ISBN 5-7883-0203-Х
Учебное пособие содержит описание систем жидкостного и
воздушного охлаждения поршневых двигателей отечественного
производства, конструктивных схем, элементов, агрегатов и
устройств, входящих в состав этих систем.
Дано общее описание и краткая характеристика применяемых
методов отвода тепла от работающего двигателя. Рассмотрены
основные условия и предпосылки проектирования и расчёта
жидкостных и воздушных систем охлаждения двигателей.
Приведены методики теплового и гидравлического расчёта
основных агрегатов систем охлаждения. Дан необходимый
справочный материал для расчётов.
Книга предназначена для студентов, обучающихся по
специальности 101200 “Двигатели внутреннего сгорания” и
выполняющих курсовую работу по этой дисциплине.
Пособие разработано на кафедре “Теплотехника и тепловые
двигатели”.
Табл. 23, Ил. 58. Библиогр.: 13 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Самарского государственного аэрокосмического университета имени
академика С.П. Королёва.
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В. В. Б и р ю к
канд. техн. наук, доц. А. С . К о р о в и н
ISBN 5-7883-0203-Х
Щ А.П. Толетоногов. 2002
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2002
2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные условные обозначения................................................................ 6
Предисловие.................................................................................................. 7
Введение.........................................................................................................9
1. Тепловое состояние поршневого двигателя.......................................... 11
1.1. Теплообменные процессы в поршневом двигателе.................... 11
1.2. Тепловой баланс поршневого двигателя...................................... 13
1.3. Температурное состояние охлаждаемых деталей поршневого
двигателя ................................................................................... 15
1.3.1. Влияние конструктивных параметров двигателя................15
1.3.2. Влияние режимных и регулировочных параметров на
температуру охлаждаемых деталей.................................... 16
2. Общая характеристика систем охлаждения поршневых двигателей ... 20
2.1. Классификация систем охлаждения поршневых двигателей ... 20
2.2. Выбор системы охлаждения двигателя.........................................22
3. Системы жидкостного охлаждения........................................................25
3.1. Классификация систем жидкостного охлаждения....................... 25
3.2. Общее устройство и работа системы жидкостного
охлаждения....................................................................................26
3.2.1. Подогрев системы охлаждения перед пуском....................37
3.3. Основные задачи расчёта систем охлаждения поршневых
двигателей......................................................................................38
4. Устройство и работа основных элементов жидкостной системы
охлаждения..............................................................................................40
4.1. Радиаторы...................................................................................... 40
4.2. Жидкостные насосы...................................................................... 42
4.3. Термостаты.................................................................................... 45
4.4. Вентиляторы.................................................................................. 47
5. Охлаждающие жидкости.........................................................................50
5.1. Вода.................................................................................................50
5.2. Антифризы.....................................................................................51
5.3. Высококипящие охлаждающие жидкости.....................................54
5.4. Влияние рода теплоносителя на тепловой баланс двигателя ... 55
6. Основы расчёта элементов системы жидкостного охлаждения
6.1. Конструкция и расчёт радиаторов..............................................58
6.1.1. Основные особенности конструкции.................................. 58
6.1.2. Классификация радиаторов как теплообменных аппаратов.......................................................................................
59
6.1.3. Основные показатели оценки поверхностей охлаждения ... 60
3
58
Стр.3
6.1.4. Гидравлические тракты радиаторов................................... 62
6.1.5. Тепловая эффективность радиаторов................................. 64
6.1.6. Теплопередача в радиаторе..................................................66
6.1.7. Методика расчёта коэффициента теплопередачи............... 68
6.1.8. Определение удельной массы радиатора............................70
6.1.9. Основные методы исследования характеристик радиаторов
......................................................................................72
6.1.10. Методика ориентировочного расчёта радиатора системы
жидкостного охлаждения........................................77
6.1.11. Испытания радиаторов...................................................... 79
6.2. Конструкция и методы расчёта жидкостных насосов.................82
6.2.1. Расчёт размеров рабочего колеса (крыльчатки) и
спирального корпуса на основе универсальных характеристик
насоса.............................................................. 86
6.2.2. Расчёт насоса по расходной характеристике......................88
6.3. Расчёт вентилятора жидкостной системы охлаждения................91
6.3.1. Условия работы вентиляторов..............................................91
6.3.2. Сопротивление воздушного тракта.....................................99
6.3.3. Ориентировочный расчёт основных характеристик
вентилятора........................................................................105
7. Регулирование температуры охлаищаюгцей жидкости....................... 107
7.1. Основные конструктивные схемы регулирования температуры
............................................................................................107
7.1.1. Регулирование температу ры охлаждающей жидкости
с помощью термостатов..................................................... 109
7.1.2. Регулирование температуры охлаждающей жидкости
путем изменения расхода воздуха через радиатор .. .111
8. Система воздушного охлаждения........................................................ 115
8.1. Особенности системы и область применения...........................115
8.2. Обзор конструктивных схем двигателей с воздушным охлаждением
и их воздушных трактов..........................................117
8.3. Расчет системы воздушного охлаждения.................................. 135
8.3.1. Общие положения..............................................................135
8.3.2. Исходные параметры расчета...........................................137
8.3.3. Определение основных параметров системы охлаждения
....................................................................................138
9. Выбор и расчёт вентилятора для двигателя с воздушным охлаждением
.....................................................................................................148
9.1. Исходные условия выбора вентилятора.....................................148
9.2. Общая методика подбора вентилятора...................................... 153
4
Стр.4
9.3. Конструкции вентиляторов двигателей с воздушным охлаждением
....................................................................................154
9.3.1. Конструкции осевых вентиляторов..................................155
9.3.2. Основные параметры, характеризующие работу осевого
вентилятора...............................................................156
9.3.3. Планы скоростей лопасти осевого вентилятора..............160
9.3.4. Соотношение размеров рабочего колеса.........................162
9.3.5. Направляющий и спрямляющий аппараты.....................163
9.4. Центробежные вентиляторы......................................................165
9.4.1. Основные размеры рабочего колеса................................169
9.4.2. Форма лопастей рабочего колеса.....................................171
9.4.3. Число лопастей рабочего колеса...................................... 174
9.4.4. Спиральный кожух............................................................175
Заключение............................................................................................... 179
Список использованной литературы.......................................................182
Приложения (таблицы, графики, рисунки)...........................................183
5
Стр.5