Skysčiu aušinami vidaus degimo varikliai

1278 0

Turinys

 

Aušinimo sistema. Kas tai ? 3

Aušinimo sistemų tipai 3

Pagrindinės aušinimo sistemos dalys 6

Radiatoriaus sandara 7

Aušinimo skysčio siurbliai 10

Variklio temperatūros reguliavimas 11

Termostatai ir jų rušys 11

Kontrolės įtaisai 16

Aušinimo sistemos techninė priežiūra 16

 

Įvadas

Aušinimo sistema – jos paskirtis palaikyti optimaliausią automobilio variklio darbo temperatūrą. Ji šilumos perteklių atiduoda į aplinką, apsaugo nuo perkaitimo variklio cilindrų sieneles ir patį variklį nuo nekontroliuojamo savaiminio kuro mišinio užsidegimo.

 

Darbo tikslas:

Išsiaiškinti kaip veikia skysčio aušinimo sistema vidaus degimo variklyje. Susipažinti su šios sistemos dalimis, kaip jos veikia ir kokią funkciją sistemoje attlieka.

Darbo uždaviniai:

Išnagrinėti aušinimo sistemos sandarą

Susipažinti su detalėmis ir jų veikimu

Aptarti reikalavimus būtinus techninei priežiūrai bei eksploatavimui

 

Aušinimo sistema. Kas tai ?

 

Aušinimo sistema reikalinga šilumai nuvesti nuo labiausiai įkaitusių variklio detalių ir optimaliai jų temperatūrai palaikyti. Jei variklis nebūtų aušinamas, labai įkaistų alkūninio ir dujų skirstymo mechanizmų detalės, jos būtų blogiau tepamos. Be to, varikliui perkaitus, cilindrai blogiau prisipildytų oro ar mišinio, Oto varikliuose darbo mišinys ne laiku savaime užsidegtų. Toks degimas dažnai vyksta labai greit ir yra lydimas didelių smūgių (sakoma, kaad variklis detonuoja). Taip pat nepageidautina variklį peraušinti, nes ant cilindrų sienelių imtų kondensuotis degalai, darbo mišinys būtų blogiau paruošiamas, nutrūktų degimas. Dėl to sumažėtų variklio galia ir padidėtų degalų sąnaudos. Ataušintame variklyje padidėja tarpeliai mazgų sujungimuose, ir detalės rečiau dy

yla.

Apie trečdalis į variklį su degalais tiekiamos energijos prarandama per variklio aušinimo sistemą. Šie šilumos nuostoliai neišvengiami. Jie gali būti didesni, jei variklis per daug aušinamas. Norėdamos padidinti ekonomiškumą, kai kurios firmos mėgina gaminti vadinamuosius keraminius variklius, kuriuose degimo kamera, stūmoklio dugnas, cilindrų sienelės ir galvučių vidiniai paviršiai padengti šilumai mažai laidžiomis medžiagomis. Tokių variklių darbo procesas artimas adiabatiniam, nes į aplinką atiduodamos šilumos nuostoliai yra minimalūs. Plačiau keraminiai varikliai nenaudojami dėl sudėtingos ir brangios gamybos bei trumpa amžiškumo.

Varikliai dažniausiai aušinami skysčiu arba oru. Aušinimo sistema privalo: palaikyti reikiamą variklio temperatūrą, nuvesti į aplinką šilumos perteklių, apsaugoti nuo perkaitimo variklio cilindrų sieneles, kad nebūtų pažeistos jų tepimo sąlygos, apsaugoti variklį nuo nekontroliuojamo savaiminės detonacijos.

Aušinimo sistemų tipai

 

Automobilių varikliai yra aušinami skysčiu arba oru. Skysčiu auušinamose sistemose cirkuliuojantis aušinimo skystis paima nuo įkaitusių variklio detalių šilumą ir pro radiatorių atiduoda ją į aplinką. Ši sistema gali būti termosifoninė, priverstinė, atviroji ir užkaroji.

 

1 pav. Termosifoninė sistema

Termosifoninėje aušinimo sistemoje skystį verčia cirkuliuoti kintantis jo tankis: iš bloko ir galvutės kanaluose, lengvesnis skystis kyla ir patenka į radiatorių, jame atvėsės, leidžiasi į variklio aušinimo ertmes . Šioje sistemoje aušinimo intensyvumas nereguliuojamas, jis kinta savaime pagal tai, kiek įkaites variklis: šaltame variklyje skystis cirkuliuoja lėtai, variklį labiau apkraunant – intensyviau. Termosifoninės aušinimo sistemos privalumas – paprasta kon

nstrukcija, trūkumai – lėta cirkuliacija, didelės skysčio talpos ir jo garavimas, todėl reikia dažniau tikrinti skysčio lygį sistemoje ir jį papildyti.

 

2 pav. Priverstinė aušinimo sistema

Priverstinėje aušinimo sistemoje skystį cirkuliuoti verčia išcentrinis skysčio siurblys. Jis ataušintą skystį iš radiatoriaus apatinio bakelio tiekia į variklio bloko ir cilindrų galvutės aušinimo ertmes, o karštą skystį pro termostatą nukreipia į viršutinį radiatoriaus bakelį.Šioje aušinimo sistemoje yra ventiliatorius, jungimo vamzdžiai, temperatūros kontrolės bei reguliavimo įtaisai. Sistemos talpa nėra didelė, karšto ir ataušinto skysčio temperatūrų skirtumas joje ne didesnis kaip 5 – 8°C, todėl variklio detalės vienodžiau aušinamos. Priverstinė aušinimo sistema naudojama daugelyje automobilių variklių.

Termosifoninė aušinimo sistema: apatinis radiatoriaus bakelis, radiatoriaus šerdis, viršutinis radiatoriaus bakelis.

Priverstinė aušinimo sistema: apatinis radiatoriaus bakelis,viršutinis radiatoriaus dangtelis, radiatoriaus bakelis, radiatoriaus šerdis, termostatas, aušinimo skysčio siurblys, ventiliatorius, aušinimo ertmės.

 

Aušinimo sistema nuo atmosferos atskirta garų – oro vožtuvu, todėl skysčio joje išgaruoja mažiau. Be to, garai sistemoje sudaro didesnį slėgį, todėl skysčio virimo temperatūra pakyla. Kai kuriuose varikliuose skysčio tūrio pasikeitimui kompensuoti įrengti plėtimosi bakeliai. Tokia aušinimo sistema vadinama kondensacine. Joje garai pro garų – oro vožtuvą patenka į plėtimosi bakelį ir čia kondensuojasi. Varikliui auštant, skysčio tūris sistemoje mažėja, dėl susidariusio vakuumo skystis iš plėtimosi bakelio grįžta į sistemą, todėl jo lygis praktiškai nemažėja. Plėtimosi bakelio tūris būna 25 – 35% aušinimo sistemos talpos.

Pagrindinės aušinimo sist

temos dalys

 

Uždarą priverstinę skysčio aušinimo sistemą sudaro bloko ir cilindrų galvučių aušinimo ertmės, radiatorius, skysčio siurblys, termostatas, ventiliatorius, jungiamieji vamzdžiai, šiluminio režimo reguliavimo ir temperatūros kontrolės prietaisai. Sistema skysčiu pripildoma pro vamzdelį, įlituotą į radiatoriaus viršutinį bakelį ir uždaroma dangteliu. Skysčiui iš sistemos išleisti apatiniame radiatoriaus bakelyje ir variklio bloke įtaisyti čiaupai. Skystį cirkuliuoti verčia išcentrinis siurblys. Jis pumpuoja skystį į skirstymo kanalą, iš kurio pro angas patenka į aušinimo ertmes ir aušina viršutines cilindrų įvorių dalis. Skystis iš bloko pro kanalų angas patenka į cilindrų galvutę ant vožtuvų lizdų pertvarų įvorių ir jas aušina.

3 pav. Aušinimo skysčio siurblys

Daugumos variklių skysčio siurblys įtaisytas priekinėje bloko dalyje, jį suka diržinė pavara. Šiuose varikliuose papildomai įmontuoti aušinimo skysčio plėtimosi bakeliai, kuriuose kondensuojasi garai ir pašalinamas oras.

Prie variklio aušinimo sistemos prijungtas automobilio salono šildytuvas. Aušinimo sistemos darbas kontroliuojamas temperatūros jutikliu, įmontuotu viršutiniame bloko dangtelyje, kurio rodiklis yra kabinos prietaisų skyde. Apie variklio perkaitimą informuoja signalinė lemputė.

Yra variklių, kuriuose dalis aušinimo skysčio iš cilindrų bloko atvamzdžiu patenka į skysčio-alyvos šilumokaitį, o iš ten kanalu nuteka į priekinės galvutės aušinimo ertmes. Šilumokaitis reikalingas alyvai greičiau įkaisti variklio darbo pradžioje, skysčio ir alyvos temperatūrų skirtumui išlyginti, kad variklis būtų tolygiau aušinamas.

Radiatoriaus sandara

 

4 pav. Radiatoriaus sandara

Radiatorius aušina variklyje įkaitusį skystį ir atiduoda šilumą į aplinką. Jį sudaro

o viršutinis ir apatinis bakeliai, atraminėmis plokštelėmis sujungti su šerdimi. Viršutiniame bakelyje yra įpylimo anga su dangteliu. Prie jo pritvirtintas jungiamasis vamzdis, pro kurį skystis iš termostato korpuso teka j radiatorių. Vamzdeliu iš radiatoriaus išeina garai. Prie apatinio bakelio pritvirtintas jungiamasis vamzdis skysčiui iš radiatoriaus į siurblį tiekti ir išleidimo čiaupas. Viršutiniai ir apatiniai radiatoriaus bakeliai ir atraminės plokštės, kurios juos sutvirtina, dažniausiai liejami iš ketaus arba štampuojami iš žalvario. Jau gaminami aliuminiai radiatoriai, kurie yra daug lengvesni ir gerai atiduoda šilumą įį aplinką.

Vamzdeliai išdėstomi keliomis eilėmis koridorine sistema arba šachmatine tvarka. Jų galai prilituoti prie atraminių plokščių, pritvirtintų prie radiatoriaus bakelių. Vamzdeliai ir plokštelės plonu sluoksniu alavuojamos, kad nekoroduotų. Radiatoriaus šerdies standumą didina prie šonų pritvirtintos metalinės plokštelės arba plieniniai stovai. Prie užpakalinės radiatoriaus šerdies pusės pritvirtintas ventiliatoriaus kreipiamasis gaubtas. Jame sukasi ventiliatoriaus sparnuote.

 

5 pav. Radiatoriaus šerdies sandara 6 pav. Radiatoriaus vamzdeliai

Yra radiatorių su šerdimis, kurių briaunuotos plokštelės išdėstytos kampu j tekantį oro srautą. Jos sukelia 20 – 40% didesnį aerodinaminį pasipriešinimą, tačiau dėl oro turbulencijos geriau aušina.

Radiatoriaus sausuminis aušinimo paviršius priklauso nuo visiškai apkrauto variklio šilumos kiekio, nuvedamo į aplinką per sekundę, šilumos perdavimo koeficiento, aušinimo skysčio ir aplinkos oro vidutinių temperatūrų skirtumo.

 

7 pav. Radiatoriaus dangtelis

Radiatoriaus dangtelis variklio aušinimo sistemą skiria nuo aplinkos. Jame įtaisyti garų ir oro vožtuvai, kurie saugo sistemą, kad nesusidarytų didelis slėgių skirtumas. Garų vožtuvas, spaudžiamas spyruoklės, sandariai prigula radiatoriaus įpylimo angos lizde ir radiatoriaus ertmę atskiria nuo atmosferos. Dyzeliniuose varikliuose jis atsidaro, kai garų slėgis aušinimo sistemoje pakyla 0,03 – 0,07 MPa daugiau už atmosferinį. Todėl skystis juose įšilęs iki 100°C, dar neužverda. Oto varikliuose garai išsiveržia į atmosferą esant didesniam slėgimui. Čia garų vožtuvas atsidaro, kai slėgis sistemoje pakyla iki 0,01 – 0,14 MPa. Oro vožtuvą spaudžia prie lizdo silpnesnė spyruoklė, negu garų vožtuvą. Jis atsidaro ir į vidines radiatoriaus ertmes praleidžia orą, kai, varikliui auštant ir garams kondensuojantis, slėgis sistemoje tampa mažesnis už atmosferinį 0,001 – 0,013 MPa.

Termostatas reikalingas greičiau aušinimo skysčiui įšilti užvedus variklį ir automatiškai palaikyti jo temperatūrą optimaliose ribose. Jautrus temperatūros pokyčiui užpildas gali būti skystas arba kietas.

 

Dažniau naudojami termostatai su kietu užpildu. Jie, palyginti su skystiniais termostatais, mažiau jautrūs slėgio pokyčiui sistemoje ir išvysto didesnę jėgą, todėl gali būti naudojami ir ventiliatoriams automatiškai valdyti.

Aušinimo skysčio siurbliai

 

Skysčio siurblys ir ventiliatorius varikliuose dažniausiai montuojami ant to paties veleno. Tai kompaktiški vienalaipsniai išcentriniai siurbliai, kurie išvysto 0,05 – 0,15 MPa slėgį. Ventiliatoriaus ir siurblio korpusas tvirtinamas varžtais prie priekinės bloko sienelės per tarpiklį. Siurblys pumpuoja aušinimo skystį, neleidžia susikaupti ertmėse garų bei oro kamščiams ir tolygiai aušina detales.

 

9 pav. Siurblio veikimo principas

Siurblio našumas turi būti toks, kad aušinimo sistemoje cirkuliuojantis skystis perneštų iš variklio į radiatorių tenkantį šiai sistemai šilumos kiekį. Jis priklauso nuo pernešamos šilumos kiekio, aušinimo skysčio šiluminės talpos, jo tankio ir radiatoriuje susidarančio temperatūros pokyčio. Siurblio pavarai tenka nuo 0,5 iki 1,0% variklio vardinės galios.

Ventiliatorius traukia orą pro radiatorių. Variklio ašinį ventiliatorių sudaro sparnuote ir stebulė su pavaros skriemuliu. Jį suka alkūninio veleno skriemulys diržinė pavara.

Ventiliatorių mentės štampuojamos iš lakštinio plieno ir kniedijamos prie stebulės. Ventiliatoriai taip pat gaminami iš aliuminio lydinių arba polimerinių medžiagų presavimo būdų. Kai kurie variklių menčių galai palenkti į priekį. Toks ventiliatorius daugiau tiekia oro. Ventiliatoriaus pavarai suvartojama gana didelė variklio galios dalis (net iki 3 – 5%). Tai priklauso nuo pratekančio pro radiatorių oro srauto (jo greičio ir ventiliatoriaus darbinio paviršiaus ploto), šio srauto slėgio ir ventiliatoriaus naudingumo koeficiento.

Variklio temperatūros reguliavimas

 

Kiekvienas vidaus degimo variklis turi kuo greičiau įkaisti iki darbo temperatūros, kuri toliau turi būti automatiškai palaikoma pastovi, nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros, automobilio važiavimo greičio, variklio apkrovos ir kt. faktorių. Šiam tikslui įrengiama variklio temperatūros reguliavimo sistema.

Reguliavimas gali būti vykdomas:

• keičiant aušinimo skysčio cirkuliacijos intensyvumą;

• keičiant oro cirkuliacijos intensyvumą;

• keičiant aušinimo skysčio ir oro cirkuliacijos intensyvumą.

Reguliavimas keičiant aušinimo skysčio cirkuliacijos intensyvumą

Skysčiu aušinamuose varikliuose temperatūrinis režimas reguliuojamas termostatu, kurio paskirtis kuo greičiau variklį įšildyti iki darbinės temperatūros ir palaikyti ją kuo šiauresniame intervale pastovią.

Termostatai ir jų rušys

 

Termostatas – tai automatinis temperatūros reguliatorius. Jis įrengiamas tarp variklio ir skysčio radiatoriaus viršutiniame arba apatiniame jungiančiajame kanaluose.

10 pav. Termostatas

Pagal šilumai jautrios medžiagos tipą termostatai būna: su skystu užpildu, kietu užpildu. Termostato su skystu užpildu korpuse įrengtas sandarus gofruotas balionėlis, pagamintas iš plonos žalvario skardos Balionėlis užpildytas alkoholio ir vandens mišiniu, kuris turi didelį tūrinio plėtimosi koeficientą. Šildant balionėlį, jis plečiasi ir savo kotu atidaro termostato vožtuvą

Uždarosiose aušinimo sistemose susidarantis viršslėgis . . .

Apibendrinant, aušinimo sistema turi savų pliusų ir minusų. Ši sistema apsaugo variklį nuo perkaitimo ir detonacijos, apsaugo detales nuo dilimo. Svarbu ir tai, kad kai kurios aušinimo sistemos detalės ir jų konstrukciniai sprendimai nėra geri, to pasekoje, yra sukeliama daugiau problemų eksplotacijos metu. Darbo metu, susipažinau su šios sistemos plonybėmis, trūkumais bei

iškylančiais niuansais.

 

Aušinimo sistema reikalinga tam, kad:

 

Nuvestų šilumą nuo labiausiai įkaitusių detalių ir palaikytų jų optimalią temperatūrą

Apsaugoti nuo perkaitimo alkūninio veleno ir dujų skirstymo mechanizmus

Apsaugoti nuo detonacijos

 

Informacijos šaltiniai

http://gid.lt/mechanika/mechanika-ausinimo-sistema 2017-05-07

http://mokslai.lt/referatai/mechanika/ausinimo-sistema.html 2017-05-07

http://motofocus.lt/technika/334,termostatas-svarbiausias-reguliatorius-variklyje 2017-05-07

 

 

Join the Conversation

×
×