Современные двигатели внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением снабжаются, как правило, замкнутыми циркуляционными системами охлажде-ния и смазки. Экономичность и долговечность двигателя существенно зависят от температуры охлаждающей и смазывающей жидкостей. Низкая температура смазочного масла увеличивает механические потери в парах трения (подшипники, кольцевое уплотнение поршня и т.п.). С другой стороны, излишне высокая температура смазки может привести к потере несущей способности масляного слоя и, как следствие, к повышенному износу. Низкая температура охлаждающей жидкости так же, как и низкая температура смазки, увеличивает вязкость последней в рабочих сопряжениях и соответственно - механические потери. Кроме того, пониженная температура в полостях охлаждения повышает градиенты температур в охлаждаемых деталях и связанные с ними температурные напряжения, а также может способствовать выпадению коррозионно-опасных сернистых соединений, в особенности при работе на тяжелых топливах. При температурах, превышающих некоторый допустимый уровень, возможно образование паровых пробок в полостях охлаждения, перегрев деталей и выход двигателя из строя. Кроме того, следует иметь в виду, что повышение температуры охлаждающей и смазывающей жидкостей, увеличивая перепад температуры между охлаждаемой и охлаждающей средой, позволяет уменьшить поверхности теплообменников, в которых охлаждаются эти жидкости, что особенно важно для установок с жесткими требованиями к массогабаритным показателям. Таким образом, для каждого двигателя существует оптимальный и достаточно узкий диапазон температур охлаждения и смазки, в то время как условия подвода и отвода теплоты в двигателе и его системах широко варьируются в зависимости от режима работы двигателя и параметров окружающей среды. Из этого вытекает необходимость регулирования этих температур, которое в современных двигателях осуществляется автоматически. Наиболее низкие температуры охлаждающей жидкости (45...55 °С) должны поддерживаться в разомкнутых (проточных) системах охлаждения во избежание отложения солей на охлаждаемых поверхностях. Для замкнутых открытых (сообщающихся с атмосферой) систем обычно рекомендуется температура 70...90 °С. В закрытых (герметизированных) системах с повышенным давлением в полостях охлаждения, препятствующим вскипанию жидкости, температуры достигают 110...120 °С, а иногда и выше. Допустимое отклонение (статическая нерав-номерность) температур не должна превышать 10...12 °С. Динамическое отклонение при 100-процентном изменении нагрузки двигателя не должно быть выше 1,5 статической неравномерности при минимальной продолжительности переходного процесса (обычно не более 3...5 минут для систем охлаждения и 10...12 минут в системах смазки).
Объектом регулирования в таких системах является система охлаждения или смазки двигателя. Далее будем рассматривать преимущественно регулирование систем охлаждения, имея в виду, что охлаждение смазы-вающей жидкости в основном подчинено тем же закономерностям. Для системы охлаждения характеристиками подвода и отвода являются зависимости количества теплоты, переданной от двигателя к охлаждающей жидкости и отданной во внешнюю среду, от регулируемого параметра, то есть от температуры на выходе из двигателя.
Количество теплоты, подводимой от двигателя к системе охлаждения в единицу времени, можно описать (достаточно грубо) формулой
qп = kF(tг- tж), где k -обобщенный коэффициент теплопередачи, F - суммарная поверхность теплообмена, tги tж - определяющие температуры газов в цилиндре и охлаждающей жидкости (за последнюю можно принять температуру на выходе из двигателя). При постоянной нагрузке двигателя температура газов и коэффициент теплопередачи почти не зависят от температуры жидкости, так что зависимость qп от tж линейна. С уменьшением нагрузки характеристика подвода не только смещается вниз за счет уменьшения температуры газа, но и несколько изменяет наклон благодаря уменьшению коэффициента тепло-передачи (рис. 71, линии qп1, qп2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.