Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние температурного режима на работу двигателя

Температура дизельного ДВС

Поддержание температуры дизельного двигателя в строго заданных рамках является важным параметром для достижения оптимальных эксплуатационных показателей. От конструктивных особенностей и целевого назначения двигателя будет зависеть, какая рабочая температура дизеля будет нормальной для того или иного мотора.

Рабочий температурный режим одного ДВС может заметно отличаться от другого. Что касается дизельного двигателя, его рабочая температура (при условии полностью исправного агрегата, системы охлаждения и других узлов) зависит от ряда условий.

Исследование процесса прогрева двигателя после пуска в условиях отрицательных температур

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

1. Карнаухов В.Н. Сбережение топливно-экономических ресурсов при эксплуатации автомобильного транспорта в низкотемпературных условиях: автореф. дис.. д-ра техн. наук. — Тюмень, 2000. — 41 с.

2. Крохта Г.М. Повышение эффективности эксплуатации энергонасыщенных тракторов в условиях Западной Сибири: дис. … д-ра техн. наук. — Новосибирск, 1995.

3. Тюлькин В.А. Оценка приспособленности автомобилей к зимним условиям эксплуатации по темпу охлаждения двигателей: автореф. дис.. канд. техн. наук. — Тюмень, 2000. — 17 с.

4. Эртман С.А. Приспособленность автомобилей к зимним условиям эксплуатации по температурному режиму двигателей: автореф. дис.. канд. техн. наук. — Тюмень, 2004.

5. Резник Л.Г., Федорова Г.С., Чистяков А.Н. Изменение показателей топливной экономичности автомобилей под влиянием режимов движения и низких температур окружающего воздуха // Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технической техники. — Тюмень: Феликс, 2006. — С. 179-187.

6. Булгаков С.А. Особенности прогрева двигателя в режиме работы «свободный разгон-выбег» // Вестн. Алтайского ГАУ. — 2015. — № 5. — С. 149.

7. Андрукович П.Ф., Голикова Т.И., Костина С.Г. Новые идеи в планировании эксперимента. — М.: Наука, 1969. — С. 140-153.

8. Бродский В.З., Бродский Л.И., Голикова Т.И. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей. — М.: Металлургия, 1982. — 752 с.

9. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. — Л.: Колос, 1980. — 168 с.

10. Адлер В.А., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. — М.: Наука, 1971. — 221 с.

11. Цыбулевский В.В., Маслов Г.Г., Дидманидзе О.Н. Оптимизация параметров и режимов работы машин методами планирования эксперимента. — М.: «Триада», 2007. — 291 с.

Для цитирования:

Булгаков С.А., Воронин Д.М. Исследование процесса прогрева двигателя после пуска в условиях отрицательных температур. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2016;(3):82-88.

For citation:

Bulgakov S.A., Voronin D.M. Investigating the process of warming up an engine after starting in cold weather. Siberian Herald of Agricultural Science. 2016;(3):82-88. (In Russ.)


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

  • Отправить статью
  • Правила для авторов
  • Редакционная коллегия
  • Редакционный совет
  • Рецензирование
  • Этика публикаций

С. А. Булгаков
Новосибирский государственный аграрный университет
Россия

Д. М. Воронин
Новосибирский государственный аграрный университет
Россия

Устройство и принцип работы термостата

В самом простом исполнении термостат состоит из следующих основных деталей:

  1. Корпус.
  2. Тарельчатый клапан.
  3. Возвратная пружина.
  4. Шток клапанов.
  5. Капсула с термозависимым наполнителем.

В системе охлаждения термостат устанавливается таким образом, чтобы при полностью закрытом положении охлаждающая жидкость циркулировала только по малому контуру, а при его открытии – проходила в большой контур. Термостаты с двумя клапанами устанавливаются так, чтобы при открытии основного клапана охлажденная в радиаторе жидкость поступала в малый контур.

Работает термостат следующим образом. Когда температура охлаждающей жидкости находится в пределах 85-90°C, возвратная пружина прижимает тарельчатый клапан к основанию корпуса. Термостат – закрыт. Жидкость через него не проходит.

Когда температура повышается, наполнитель в капсуле расширяется, увеличиваясь в объеме. За счет этого происходит сдвиг штока, который, преодолевая усилие возвратной пружины, отводит тарельчатый клапан от посадочного места. Термостат – приоткрывается. Жидкость начинает поступать в большой контур к радиатору (либо из него).

При достижении температуры 105°C (для автомобилей ВАЗ) наполнитель в капсуле расширяется максимально, до упора оттягивая (или толкая) шток. В таком режиме термостат открыт полностью, то есть пропускает максимальный объем охлаждающей жидкости.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя газ 4216

Соответственно, при понижении температуры охлаждающей жидкости термозависимый наполнитель в капсуле уменьшается в объеме. Благодаря усилию возвратной пружины тарельчатый клапан возвращается в исходное положение прикрывая или полностью перекрывая магистраль. В диапазоне температур от 85°C до 105°C клапан находится в промежуточном положении, плавно изменяя пропускную способность магистрали в большую или меньшую сторону.

«Запланированный» перегрев с риском форс-мажора

Если старые двигатели работают при температуре до 100°C, то современные, как правило, имеют рабочую температуру свыше 100°C. Взять те же моторы BMW, рабочая температура которых 110-120°C. Сделано это для достижения максимальной отдачи и обеспечения лучшей топливной экономичности. Ничего не попишешь: максимально эффективен ДВС как раз при работе на пределе, когда до детонации или перегрева его отделяет тонкая грань. Собственно по этой причине и требуется высокая производительность и точность системы охлаждения, чтобы до перегревов дело не доводить.

Это непросто, особенно с учетом того, что современные двигатели форсированы и термонагружены. Добавляют проблем и компоновочные решения. Взять, к примеру, 4,4-литровый V8 S63 компании BMW. Турбины находятся в развале блока, из-за чего электрика и многие детали систем наддува, смазки и охлаждения страдают от высоких температур, что сказывается на сроке их службы.

С возрастом факторов риска становится только больше. «Бутерброды» из радиаторов забиваются пухом и дорожным мусором, утечки охлаждающей жидкости или ее выкипание могут привести к ее недостаточному уровню в системе, также с возрастом возрастает вероятность отказа датчиков, термостатов и т.д. В итоге снижение эффективности работы системы охлаждения при минимальном запасе по температуре грозит обернуться перегревом.

Новая термодинамика

Мы завершили создание базовой физики, описывающей термодинамику авиационных двигателей. С её помощью тепловыделение и допустимое время выработки ресурса становятся намного более точными, а управление двигателем – более гибким и адаптивным к окружающим условиям (погодным, атмосферным, режимным и прочим).

В Аркадных боях War Thunder ситуация с термодинамикой не изменится — там все останется по прежнему, а вот любителям Реалистичных и, конечно, Симуляторных боёв информация о новой термодинамике очень серьёзно поможет в бою. Итак, что же нового?

1. Точное тепловыделение двигателя

В новой модели термодинамики тепловыделение зависит от режима работы двигателя более полно: учитывается текущая мощность двигателя, наддув, обороты и т.д.

Прежняя реализация не учитывала большинство этих факторов, в результате чего температуры слабо зависели от режима работы двигателя: например, при падении наддува и мощности при подъеме выше “границы высотности” температуры продолжали расти. Новая модель тепловыделения учитывает все факторы, и теперь при полете на высотах выше “границы высотности” двигателя равновесные температуры уменьшаются, что позволяет на больших высотах летать дольше, чем на малых.
Уменьшить тепловыделение без серьезных потерь в тяге винтомоторной группы можно и иными способами, например, уменьшить текущие обороты двигателя, но оставить наддув прежним: в некоторых случаях тяга даже может немного возрасти на максимальных скоростях, при этом тепловыделение двигателя упадет и равновесные температуры снизятся.

2. Температура

Равновесная температура теперь определяется балансом между отводимым теплом (тепло отводится радиаторами, самим двигателем, обшивкой и т.д.) и теплом, генерируемым двигателем в процессе работы.

В зависимости от положения створок масляных/воздушных радиаторов меняется количество отводимого тепла, эффективность радиаторов при этом приведена ближе к реальной — основной рабочий участок створок приходится на диапазон от 10 до 40%, дальнейшее открытие створок приводит к незначительному снижению равновесной температуры, но тем не менее позволяет выиграть еще несколько минут безопасной эксплуатации двигателя. В большинстве случаев достаточно приоткрыть створки на 20-30%, это не вызовет серьезного снижения летных характеристик и в то же время позволит эксплуатировать двигатель в нормальном температурном режиме.
Эффективность отвода тепла зависит и от погодных условий в миссии. В мороз теплообмен с окружающей средой эффективнее, в этих условиях радиатор можно приоткрыть на совсем небольшое значение. В то же время в жарком климате створки лучше распахнуть сильнее обычного.
Скорость изменения температуры теперь зависит от разницы текущей температуры и равновесной при текущем режиме двигателя: чем выше разница температур, тем интенсивнее теплообмен и тем выше скорость изменения температуры. В этом плане у воздушных двигателей преимущество, так как разница температур при изменении режимов у них выше, теплообмен происходит интенсивнее, поэтому и температуры изменяются быстрее, такие двигатели быстрее охлаждаются и прогреваются.

Читать еще:  Давление масла в двигателе бмв м54

3. Предварительный прогрев

Появился предварительный прогрев двигателей при старте, чтобы исключить долгое ожидание безопасной для взлета температуры (самолеты появляются на полосе с уже прогретыми моторами).

4. Временные лимиты

Лимит по времени для безопасной работы двигателя теперь зависит от текущего температурного режима. То есть нужно следить за значениями температуры на любом режиме работы двигателя и не допускать превышения допустимого времени работы. Для большинства самолетов максимальный режим возможно использовать от 15 минут до получаса, чрезвычайный (боевой) – от 5 и менее минут до 15.

Если не соблюдать температурные режимы и сильно перегревать двигатель, время работы сокращается до минимальных значений, вплоть до нескольких десятков секунд.
Время ограничено и на других режимах, чем меньше мощность и слабее тепловыделение двигателя, тем дольше можно эксплуатировать двигатель на этом режиме. Также добиться большего времени работы можно, подстраивая двигатель под текущие условия: например, открыв радиаторы полностью, можно выиграть еще несколько минут работы на чрезвычайном боевом режиме. Чем сильнее удается понизить равновесные температуры, тем большего времени безопасной эксплуатации можно добиться.
Таким образом, при морозной погоде можно достичь чрезвычайно долгой безопасной работы двигателя даже при небольшом отклонении створок радиаторов, при нормальной температуре можно разменять сопротивление от полностью открытых створок на увеличенное время работы, а в жарком климате следует открывать створки посильнее.

5. Новая индикация

Новая индикация поменяла логику отображения информации о текущем состоянии двигателя. Поскольку на время работы двигателя теперь влияет тепловой баланс и текущая температура, то от таймера перегрева было решено отказаться.

Теперь остаток рабочего времени определяет цвет температурного индикатора: белый цвет означает, что двигатель работает в штатном режиме, желтый — проработает от 5 до 10 минут, оранжевый — от 2 до 5 минут, красный — менее 2 минут, и красный с предупреждающим миганием — менее одной минуты.

6. Восстановление после длительной работы

После длительной работы двигателя требуется время для полного восстановления лимита по времени. Это означает, что двигатель необходимо остудить и немного полетать на режимах с пониженной мощностью, давая двигателю “отдохнуть”. В обычном случае для полного восстановления двигателя хватит примерно половины временного лимита требуемого режима (например, время работы на форсаже при автоуправлении двигателем – 5 минут, значит, после исчерпывания этого лимита нужно полетать на 100% (без форсажа) около 2,5 минут, чтобы восстановить все 5 минут лимита форсажа).

7. Автоматическое управление радиаторами

Автоматическое управление радиаторами теперь следит за режимом двигателя и автоматически подбирает положение створок радиатора, при котором обеспечивается оптимальное сочетание охлаждения и минимальное влияние на летные характеристики.

Автоматическое управление связно с элементами управления двигателем: задавая режим работы (уменьшая или увеличивая газ), пилот задает и желаемую температуру, которую дальше удерживают термостаты автоматического управления радиатором.
Таким образом при стационарном полете на любом режиме работы двигателя поддерживается оптимальное положение створок. При изменении режима на более мощный створки во время прогрева до новой установленной автоматом температуры закрываются полностью, что ускоряет время прогрева, но уменьшает лобовое сопротивление самолета, позволяя выполнить более резкое ускорение. При изменении режима на более слабый – наоборот, пока двигатель будет остывать до новой равновесной температуры, створки раскроются на полный ход, что автоматически ускорит время остывания.

8. Повреждение двигателя при перегреве

После превышения временных лимитов двигатель начинает терять мощность, нарушается устойчивость работы, “плавают” обороты и т.д. Тем не менее, даже поврежденный двигатель можно спасти, если успеть среагировать и перевести двигатель на щадящий режим работы — например, перейти на минимальные обороты, перевести РУД до значения около 50%, открыть радиаторы полностью, чтобы как можно быстрее охладить двигатель до достаточно низких температур, (т.е. как только температурный индикатор покажет, что самый минимальный временной лимит восстановлен (перестанет моргать)).

Читать еще:  Что происходит при запуске дизельного двигателя

Эти действия остановят дальнейшее повреждение двигателя и сохранят частичную работоспособность и достаточную для возвращения на аэродром или даже для ведения воздушного боя мощность.
Возможность спасения двигателя и остаток мощности, а так же скорость накопления повреждений зависит от степени перегрева. Например, разогрев до температуры кипения охлаждающей жидкости гарантирует её дальнейшую утечку, парообразование и неминуемую гибель двигателя после исчерпания охлаждающей жидкости. В то же время, повреждения после исчерпания временного лимита режима, которое было достигнуто при нормальном температурном режиме, будут происходить медленно и дают достаточно времени для того, чтобы охладить и спасти двигатель. Чем выше температуры, при которых произошло исчерпание лимита по времени, тем быстрее повреждается и теряет мощность двигатель.

9. Дальнейшая настройка самолетов с новой термодинамикой

На данный момент большинство самолетов используют обобщенную настройку термодинамики, которая является конвертацией температурных режимов из старой(текущей) модели, то есть температуры и режимы старой реализации термодинамики дополняются по общим правилам и шаблонам, присущим самолетам, при этом сохраняются особенности со старой модели.

Например, если раньше самолет не перегревался ни на одном из режимов, то конвертированная термодинамика будет содержать довольно мягкие тепловые режимы и временные лимиты, если у самолета были проблемы с перегревом в старой модели, то и в новой модели тепловые режимы будут жесткие.
В дальнейшем, по мере актуализации летных моделей, температурная модель будет уточняться в соответствии с реальными данными.
Также в ближайшее время планируется добавление раздельного управления системами охлаждения (маслорадиатор и двигатель/водорадиатор). В данный момент обе системы работают совместно.

Влияние температурных параметров на работу мотора

За один рабочий цикл температура в цилиндрах ДВС изменяется от 80…120 градусов Цельсия во время впуска горючей смеси до 2000…2200 градусов Цельсия в процессе ее сгорания. При этом силовой агрегат достаточно сильно нагревается.

Принято считать, что двигатель нормально функционирует, если интервал изменения температуры в районе блока цилиндров находится в пределах 90 – 110 градусов Цельсия.

Если мотор во время работы охлаждается недостаточно интенсивно, то его детали сильно нагреваются и изменяются в размерах. Значительно уменьшается (из-за выгорания) и объем моторного масла, залитого в картер. В итоге увеличивается трение между взаимодействующими деталями, что приводит к их быстрому износу или даже заклиниванию.

Однако и переохлаждение ДВС отрицательно сказывается на его работе. На стенках цилиндров холодного двигателя происходит конденсация паров топлива, которые, смывая слой смазки, разжижают моторное масло, находящееся в картере.

Для исключения негативных последствий, связанных с нарушением теплового режима, системы охлаждения проектируются так, чтобы исключить перегрев и переохлаждение мотора в процессе эксплуатации.

В результате химические свойства последнего ухудшаются, что способствует:

  • увеличенному расходу моторного масла;
  • интенсивному износу трущихся поверхностей;
  • падению мощности силового агрегата;
  • увеличению расхода горючего.

Куда заливать антифриз в автомобиле

Своевременная замена охлаждающей жидкости является важным пунктом в техническом обслуживании автомобиля. Старая жидкость перестает выполнять защитные функции. Чтобы не допускать этого, нужно заливать свежую ОЖ, придерживаясь регламентных сроков, рекомендованных производителем автомобиля, и конкретного вида антифриза.

Как определить, что залито: тосол или антифриз

Безошибочно определить тип хладагента в радиаторе вашего автомобиля можно только в лабораторных условиях, но такая возможность есть не всегда. Поэтому автовладельцы нередко пользуются более доступными способами. Разберемся со специалистами, какие из них действительно работают.

Как антифриз попадает в двигатель?

Среди неисправностей, которые могут произойти с автомобилем, одной из распространенных является попадание антифриза в двигатель внутреннего сгорания. При попадании масла в антифриз также следует незамедлительно произвести диагностику и устранить причину поломки. Это позволит избежать капитального ремонта машины и минимизировать ущерб.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector