VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Введение. Эффективность работы автотранспортных средств (АТС), оснащенных двигателями внутреннего сгорания (ДВС), во многом определяется техническим состоянием узлов системы охлаждения, обеспечивающей поддержание заданного теплового режима эксплуатации двигателя.

Одним из наиболее теплонагруженных узлов системы является радиатор, загрязнения внутренних и наружных теплопередающих поверхностей которого приводят к перегреву двигателя, потере мощности, увеличению расхода топлива (в среднем на 5-6%), возникновению детонации, повышенному угару масла [1, 2]. Перегрев двигателя ведет к повышенному износу элементов цилиндропоршневой группы и к преждевременному выходу двигателя из строя.

Единственным диагностическим параметром, который косвенно отражает влияние большого числа эксплуатационных факторов на тепловой режим ДВС и может быть замерен в процессе движения автомобиля, является температура охлаждающей жидкости на входе в радиатор и выходе из него.

Визуальная оценка состояния рабочих поверхностей радиатора не позволяет производить количественную оценку загрязнений и степень их влияния на выходные параметры. Особую сложность представляет контроль состояния внутренних теплопередающих поверхностей ввиду сложности их формы и недоступности для визуального наблюдения. Общеизвестные методы контроля и рекомендации поддержания работоспособности системы охлаждения относятся к 70 - 80 годам прошлого столетия и не отвечают изменившимся условиям эксплуатации в связи с переводом систем охлаждения ДВС на работу с антифризами и новыми конструкциями радиаторов.

Учитывая изложенное, исследование, направленное на разработку методов, средств и алгоритмов диагностирования, необходимых для обеспечения объективной количественной оценки технического состояния радиаторов при техническом обслуживании и ремонте, является актуальной.

Цель работы - повышение эффективности работы ДВС на частичных режимах путем совершенствования процесса теплообмена элементов системы охлаждения.

ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА. Объектом исследования является процесс теплообмена радиатора системы охлаждения при его эксплуатации. Предмет исследования: закономерности изменения теплоотдачи радиаторов при эксплуатации автомобилей.

Радиатор охлаждения двигателя устанавливается на все грузовые и легковые автомобили. Как таковой радиатор охлаждения обеспечивает защитную и охлаждающую функцию, являясь важнейшим узлом в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

В моторном отсеке автомобиля есть два основных радиатора, причем оба они предназначаются для охлаждения. Главный из них называется радиатором охлаждения двигателя, второй — конденсором.

Воздушное охлаждение в двигателях используется довольно редко — в основном на агрегатах небольшой мощности, например, мототехники. Они не надежны и поэтому не используются в качестве радиатора охлаждения современных автомобилей. Стандартными радиаторами современных автомобилей являются водяные. Также используются интеркуллеры, которые улучшают качество охлаждения.

Система охлаждения двигателя в рабочем состоянии регулярно поддерживает температуру на уровне 85-100 ⁰С в зависимости от марки автомобиля и двигателя. Если сломанный радиатор охлаждения двигателя не заменить вовремя, он может выйти из строя окончательно, подвергнув перегреву весь двигатель.

Для обеспечения дополнительного охлаждения двигателя предлагается установить интеркулер – теплообменник, который помещается между впускным коллектором и турбокомпрессором, который в свою очередь обеспечивает качественное промежуточное охлаждение.

В радиаторе охлаждения двигателя используется тосол, использование воды приводит к значительному сокращению срока службы радиатора из-за покрываться поверхности радиатора отложениями - ржавщины. Аналогично тосолу действует только антифриз — лишь эти две жидкости совершенно безопасны для авторадиаторов.

Современные радиаторы охлаждения автомобилей бывают двух типов — пластинчатые и ленточные. Первые, в современном автопарке впрочем практически не используются, их заменили гораздо менее громоздкие и более надежные автомобильные радиаторы ленточного типа. Изготавливаются они из алюминия, что способствует высокой теплопроводности, что обеспечивает достаточно эффективное охлаждение.

Помимо основного радиатора, в системе охлаждения устанавливают радиатор кондиционера и радиатор печки. Радиатор автомобильного кондиционера поддерживать температуру в салоне машины на нужном уровне в теплое время года, а в зимнее время работает радиатор отопитель. Эти системы обеспечивают при эксплуатации автомобиля комфортные условия для пассажиров и водителя.

Радиатор автомобильный, предназначенный для кондиционера, является основной защитой главного радиатора от внешнего воздушного потока, поскольку он стоит перед последним. На автомобильных радиаторах всегда устанавливаются решетки, но даже они не спасают от попадающей внутрь грязи. Для того, чтобы продлить срок жизни радиатора печки, кондиционера и основного автомобильного радиатора, необходимо периодически промывать их, желательно с применением холодной воды. Это позволит продлить срок эксплуатации автомобильных радиаторов.

Автомобильные радиаторы классифицируют также по материалу, из которого они изготовлены, различают медные и алюминиевые радиаторы.

Медные радиаторы используются в том случае, когда нужна дополнительная теплоотдача, например, для салона автомобиля. Однако, большой вес медных радиаторов является их недостатком. К достоинствам алюминиевых радиаторов можно отнести их малый вес, повышенную теплоотдачу и возможность производить ремонт в случае механического или другого повреждения. Теплоотдача у алюминиевых радиаторов лучше, чем у медных радиаторов.

Автомобильный радиатор охлаждения, являясь главным элементов всей системы охлаждения, влияет на работу не только самого двигателя, но и всего автомобиля в целом. Известны различные фирмы – производители, которые занимаются не только производством, но и совершенствованием системы охлаждения автомобилей.

В России производством радиаторов, комплектующих деталей для автомобилей и транспортных средств занимаются различные предприятия

Компания LUZAR (Луганский Завод Автомобильных Радиаторов) является российским лидером по производству и продаже радиаторов для автомобилей.

Компания LUZAR начала выпуск радиаторов по новой и наиболее современной технологии – сборной алюминиевой трубчато-пластинчатой конструкции с плоскоовальными трубками – которую мы назвали «OVAL TUBE». Преимущество радиаторов, изготовленных по технологии «OVAL TUBE», по сравнению с обычными сборными радиаторами – это значительно более высокая теплоотдача (+25%), которая достигается за счет использования плоскоовальных охлаждающих трубок (у обычного сборного радиатора трубки – круглого сечения).

Первым радиатором, изготовленным по такой технологии, стал радиатор для автомобилей Лада «Гранта» с механической трансмиссией. За счет повышенной теплоотдачи данный радиатор может быть использован для автомобилей, как с кондиционером, так и без, заменяя сразу два радиатора и являясь «универсальным».

Также преимуществом данной конструкции является более низкая цена по сравнению с паяными радиаторами «Гранта».

ВЫВОДЫ. Жидкостные радиаторы систем охлаждения имеют ключевое значение в распределении теплового баланса двигателя, однако практика показала, что не все радиаторы отвечают современным требованиям, следовательно, стендовые испытания в условиях лаборатории ОНИЛТА им. В.В.Буркова позволяют оптимизировать рабочие параметры и выявить недостатки при их проектировании.

Литература

1. Николаенко А.В., Хакимов Р.Т. Улучшение экологических, топливно-экономических и ресурсных показателей путем совершенствования технического обслуживания тракторных дизелей //Сельский механизатор – 2004.–№11.–С. 4 – 5.

2. Хакимов Р.Т. Модель корреляции выбросов вредных веществ автомобиля с использованием динамометрического тестирования //Технико-технологические проблемы сервиса. Научно-технический журнал. -2012. –СПбГУСЭ. - №2 (20). – С.15-12.

Код для цитирования: Скопировать