Ну, как известно, КПД современных двигателей внутреннего сгорания (дизелей или бензиновых с прямым впрыском топлива, с турбонаддувом) достигает 50%. Это - достаточно большое значение. Но оно же обозначает, что половина тепловой энергии топлива (бензина или дизельного) тратится впустую, точнее на нагрев блока цилиндров и окружающей среды. А т.к. все части двигателя сделаны из различных металлических сплавов, то они очень хорошо проводят тепло, и очень хорошо нагреваются сами. Нагрев частей двигателя приводит к непропорциональному изменению их линейных размеров, что в свою очередь может привести к изменению точно расчитанных зазоров между вращающимися частями двигателя. Если не принимать мер к уменьшению и стабилизации температурыдвигателя в различных режимах работы, то это закончится плачевно: сначала уменьшение механической мощности двигателя, а затем возможен и полный выход из строя из-за заклиниванием поршней в цилиндрах.
Итак, двигатели в процессе их работы необходимо охлаждать. И не просто охлаждать, но и контролировать температуру частей двигателя, и поддерживать ее на расчетном (для данного двигателя) уровне.
Существуют два вида охлаждения ДВС (двигателей внутреннего сгорания): воздушное и жидкостное.
Воздушное охлаждение.
Проще в реализации. Двигатель обдувается потоком набегающего воздуха (при движении), воздух направляется в двигатель с помощью различного типа жалюзей, воздуховодов, осевых или центробежных вентиляторов. Регулировка температуры двигателя производится автоматическим (или ручным) открыванием лючков, жалюзей и др. оборудования, которое регулирует поступление воздуха к охлаждаемым элементам двигателя.
Достоинства: простота конструкции двигателя в части системы охлаждения (никаких каналов охлаждения внутри блока цилиндров, никаких жидкостей, которые протекают рядом с системой смазки, и норовять аварийно смешаться с жидкостями системы смазки). Но с другой стороны для надежной работы необходимо, чтобы наиболее нагретые части двигателя - цилиндры, были вынесены наружу блока, и имели бы увеличенную площадь поверхности (необходимо наружную часть цилиндров делать очень сильно ребристой). К сожалению таки ребристые поверхности очень быстро загрязняются пылью, смешанную с моторным маслом, брызги которого всегда присутствуют вокруг горячего двигателя. При этом условия охлаждения ухудшаются, двигатель перегревается, мощность падает, ресурс уменьшается. Вобщем, не самый надежный способ охлаждения, но очень простой.
Двигатели с воздушным охлаждение применяются (применялись) в не реактивной авиатехнике, особенно в военной ее части. Там, где простота конструкции важнее надежности системы.
ДВС с жидкостным охлаждением.
Двигатели с этой системой охлаждения намного сложнее конструктивно. По всей площади боковой поверхности блока цилиндров (естественно внутри блока) проходят специальные каналы для циркуляции охлаждающей жидкости (далее - ОЖ). Двигатель комплектуется баком-расширителем для залива (и регулирования объема в системе) ОЖ, специальным насосом-помпой для принудительной циркуляции ОЖ по системе Обычно спереди двигателя ставится специальное устройство - радиатор для охлаждения нагретой в двигателе ОЖ набегающим потоком воздуха. Для контроля и управления температурой ОЖ (а, следовательно, и двигателя) в нескольких местах устанавливаются датчики температуры ОЖ, которые при необходимости пропускают ОЖ по "малому кругу" охлаждения минуя радиатор (при старте двигателя, или в условиях низких температур) - это т.н. термостат (автоматический клапан). При прогреве двигателя термостат переключает поток ОЖ по "большому кругу" - через радиатор охлаждения.
Пару слов об охлаждающих жидкостях. Самые лучшие физические параметры у воды. Высокая теплоемкость и высокая (среди жидкостей) теплопроводность позволяет эффективно отбирать тепло от нагретых частей двигателя. Что касается охлаждения воды потоком воздуха, то воздух далеко не лучший охладитель (теплоемкость низкая, теплопроводность тоже не очень. Лучше было бы охлаждать, например, водородом, как это делается на некоторых моделях мощных электрогенератов), но зато его (воздуха) много. Качество хладоагента компенсируется количеством. Ну, естественно, если применять воду, то необходимо учитывать химически свойства воды - ускорение коррозии. Для этого необходимо применять не воду из-под крана, а дистиллированную воду.
Но чем плоха вода - это еще такими физическими свойствами, как высокая температура замерзания, и низкая темепература кипения. Поэтому, чтобы уйти из "дозволенного" диапазона 0°С...100°С, приходится применять другие, специальные синтетические (т.е. искусственные) ОЖ - тосолы.
Тосолы процентов на 25 хуже (т.к. теплоемкость и теплопроводность у них меньше, чем у обыкновенной HO₂) охлаждают двигатель по сравнению с водой, но зато не приводят к коррозии, и диапазон замерзание/кипение у этих ОЖ намного "лучше", чем у воды (-35...+110)°С.
Answers & Comments
Verified answer
Ответ:
Объяснение:
Ну, как известно, КПД современных двигателей внутреннего сгорания (дизелей или бензиновых с прямым впрыском топлива, с турбонаддувом) достигает 50%. Это - достаточно большое значение. Но оно же обозначает, что половина тепловой энергии топлива (бензина или дизельного) тратится впустую, точнее на нагрев блока цилиндров и окружающей среды. А т.к. все части двигателя сделаны из различных металлических сплавов, то они очень хорошо проводят тепло, и очень хорошо нагреваются сами. Нагрев частей двигателя приводит к непропорциональному изменению их линейных размеров, что в свою очередь может привести к изменению точно расчитанных зазоров между вращающимися частями двигателя. Если не принимать мер к уменьшению и стабилизации температуры двигателя в различных режимах работы, то это закончится плачевно: сначала уменьшение механической мощности двигателя, а затем возможен и полный выход из строя из-за заклиниванием поршней в цилиндрах.
Итак, двигатели в процессе их работы необходимо охлаждать. И не просто охлаждать, но и контролировать температуру частей двигателя, и поддерживать ее на расчетном (для данного двигателя) уровне.
Существуют два вида охлаждения ДВС (двигателей внутреннего сгорания): воздушное и жидкостное.
Воздушное охлаждение.
Проще в реализации. Двигатель обдувается потоком набегающего воздуха (при движении), воздух направляется в двигатель с помощью различного типа жалюзей, воздуховодов, осевых или центробежных вентиляторов. Регулировка температуры двигателя производится автоматическим (или ручным) открыванием лючков, жалюзей и др. оборудования, которое регулирует поступление воздуха к охлаждаемым элементам двигателя.
Достоинства: простота конструкции двигателя в части системы охлаждения (никаких каналов охлаждения внутри блока цилиндров, никаких жидкостей, которые протекают рядом с системой смазки, и норовять аварийно смешаться с жидкостями системы смазки). Но с другой стороны для надежной работы необходимо, чтобы наиболее нагретые части двигателя - цилиндры, были вынесены наружу блока, и имели бы увеличенную площадь поверхности (необходимо наружную часть цилиндров делать очень сильно ребристой). К сожалению таки ребристые поверхности очень быстро загрязняются пылью, смешанную с моторным маслом, брызги которого всегда присутствуют вокруг горячего двигателя. При этом условия охлаждения ухудшаются, двигатель перегревается, мощность падает, ресурс уменьшается. Вобщем, не самый надежный способ охлаждения, но очень простой.
Двигатели с воздушным охлаждение применяются (применялись) в не реактивной авиатехнике, особенно в военной ее части. Там, где простота конструкции важнее надежности системы.
ДВС с жидкостным охлаждением.
Двигатели с этой системой охлаждения намного сложнее конструктивно. По всей площади боковой поверхности блока цилиндров (естественно внутри блока) проходят специальные каналы для циркуляции охлаждающей жидкости (далее - ОЖ). Двигатель комплектуется баком-расширителем для залива (и регулирования объема в системе) ОЖ, специальным насосом-помпой для принудительной циркуляции ОЖ по системе Обычно спереди двигателя ставится специальное устройство - радиатор для охлаждения нагретой в двигателе ОЖ набегающим потоком воздуха. Для контроля и управления температурой ОЖ (а, следовательно, и двигателя) в нескольких местах устанавливаются датчики температуры ОЖ, которые при необходимости пропускают ОЖ по "малому кругу" охлаждения минуя радиатор (при старте двигателя, или в условиях низких температур) - это т.н. термостат (автоматический клапан). При прогреве двигателя термостат переключает поток ОЖ по "большому кругу" - через радиатор охлаждения.
Пару слов об охлаждающих жидкостях. Самые лучшие физические параметры у воды. Высокая теплоемкость и высокая (среди жидкостей) теплопроводность позволяет эффективно отбирать тепло от нагретых частей двигателя. Что касается охлаждения воды потоком воздуха, то воздух далеко не лучший охладитель (теплоемкость низкая, теплопроводность тоже не очень. Лучше было бы охлаждать, например, водородом, как это делается на некоторых моделях мощных электрогенератов), но зато его (воздуха) много. Качество хладоагента компенсируется количеством. Ну, естественно, если применять воду, то необходимо учитывать химически свойства воды - ускорение коррозии. Для этого необходимо применять не воду из-под крана, а дистиллированную воду.
Но чем плоха вода - это еще такими физическими свойствами, как высокая температура замерзания, и низкая темепература кипения. Поэтому, чтобы уйти из "дозволенного" диапазона 0°С...100°С, приходится применять другие, специальные синтетические (т.е. искусственные) ОЖ - тосолы.
Тосолы процентов на 25 хуже (т.к. теплоемкость и теплопроводность у них меньше, чем у обыкновенной HO₂) охлаждают двигатель по сравнению с водой, но зато не приводят к коррозии, и диапазон замерзание/кипение у этих ОЖ намного "лучше", чем у воды (-35...+110)°С.
Коротко вот так...