Система охлаждения. Устройство систем охлаждения, основные параметры. Типы систем охлаждения, применяемые на современных силовых агрегатах

Система охлаждения. Устройство систем охлаждения, основные параметры. Типы систем охлаждения, применяемые на современных силовых агрегатах

При воздушной системе охлаждения оребренные наружные поверхности блока цилиндров и головки омываются мощным потоком воздуха, создаваемым вентилятором, т. е. отводимое тепло передается непосредственно окружающей среде.В двигателях с жидкостной системой охлаждения тепло от нагретых деталей передается промежуточному теплоносителю – охлаждающей жидкости.

Описание устройства. В систему охлаждения входят следующие приборы и детали: радиатор, жалюзи, вентилятор, жидкостныйнасос, термостаты, рубашки охлаждения двигателя, патрубки, шланги, краники, датчики температуры охлаждающей жидкости, датчики аварийного перегрева охлаждающей жидкости, кожух вентилятора, расширительный бачок и ремни привода приборов охлаждения. Чаще всего вентилятор приводится в действие от электродвигателя. В дизелях вентилятор приводится в действие с помощью гидромуфты.

  Для быстрого прогрева двигателя после пуска охлаждающая жидкость не должна циркулировать через радиатор. Термостат прекращает доступ охлаждающей жидкости в радиатор, и она циркулирует по малому кругу.

Охлаждающая жидкость насосом нагнетается в рубашку охлаждения блока цилиндров, далее через окна охлаждающая жидкость проходит в рубашку охлаждения головки блока цилиндров и по каналу поступает в термостат. Пройдя через перепускной клапан, нагретая охлаждающая жидкость возвращается в жидкокостный насос, поднимая температуру двигателя.

    При температуре 94 °С термостат полностью открыт, охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу. Из жидкостного насоса она поступает в рубашку охлаждения блока цилиндров, затем через окна проходит в рубашку охлаждения головки блока цилиндров и через канал поступает в термостат. Пройдя через основной клапан, охлаждающая жидкость поступает в верхний бачок радиатора. Опускаясь к нижнему бачку, она охлаждается, проходя через узкие каналы трубок, и из нижнего бачка через патрубки и шланги поступает в жидкостный насос. При этом, если открыт краник отопителя кузова, горячая охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения поступает в отопитель кузова. Из отопителя по шлангу она возвращается в полость разрежения жидкостного насоса

Базовым параметром системы охлаждения является количество теплоты, которое необходимо отвести от двигателя

В современных силовых установках используется жидкостное охлаждение

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника теплаи остывая в охлаждающем контуре. Применяется в автомобилестроении.

Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Открытая система используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.

Незамкнутые(проточные) — в незамкнутых системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду.Применяютдля охлаждения судовых дизелей.

К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода.

 

Тормозное управление. Требования к тормозным системам, их классификация и применение. Тормозные механизмы. Механический тормозной привод, тормозной гидропривод, тормозной пневмопривод, тормозной электропривод. Приборы привода.

Тормозное управление является одной из систем управления: самостоятельной для колесного трактора и автомобиля и составным элементом механизма поворота для гусеничного трактора.

Тормозные системы в колесном тракторе и автомобиле служат для экстренной остановки, снижения скорости движения и удержания машины на спуске или подъеме.

Кроме того, тормозные системы в колесном тракторе служат для обеспечения крутых поворотов, а в автомобиле– для обеспечения ре- жима длительного торможения, например, при движении на длинном пологом спуске. В гусеничном тракторе тормоза дополнительно вы- полняют функцию элемента управления поворотом.

Тормозная система автомобиля имеет повышенные специальные требования, т.к. она обеспечивает безопасность движения автомобилей на дороге.

Должна обеспечивать:

• минимальный тормозной путь;
• устойчивость автомобиля во время торможения;
• стабильность тормозных параметров при частом торможении;
• быстрое срабатывание тормозной системы;
• пропорциональность усилия на тормозную педаль и на колеса автомобиля;
• легкость управления.

Классификация и применение

Рабочая тормозная система

Чаще всего используется рабочая тормозная система, которая позволяет водителю в обычных условиях эксплуатации снизить скорость движения автомобиля до его полной остановки. Эта система приводится в действие усилием ноги водителя, которое он прилагает, нажимая на педаль ножного тормоза. Чем сильнее нажимаем на педаль, тем сильнее тормозим. По сравнению с другими видами тормозных систем, самая большая эффективность действия именно у рабочей системы.

Запасная тормозная система

Запасная тормозная система служит для остановки автомобиля в случае отказа рабочей системы торможения. Она оказывает менее эффективное тормозящее действие на машину, чем рабочая система. Функции запасной тормозной системы может выполнять стояночная система.

Вспомогательных приборов

Регулятор давления предназначен для автоматического поддержания рабочего давления в системе в определенных пределах

Воздушные баллоны предназначены для хранения сжатого воздуха.

Ускорительный клапан служит для увеличения скорости срабатывания энергоаккумуляторов при аварийном торможении.

Защитные клапаны распределяют сжатый воздух от компрессора по двум и трем контурам соответственно.

Регулятор тормозных сил автоматически регулирует давление воздуха в тормозных камерах колес среднего и заднего мостов

Клапан ограничения давления уменьшает давление в тормозных камерах передних колес при частичном торможении,

Двухмагистральный клапан позволяет осуществлять управление пружинными энергоаккумуляторами

Тягово-скоростные свойства автомобиля. Показатели тягово-скоростных свойств. Силы, действующие на автомобиль при движении. Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам автомобиля. Потери мощности в трансмиссии. КПД трансмиссии. Радиусы эластичного колеса. Кинематика и динамика автомобильного колеса. Силы сопротивления движению и мощности, затрачиваемые на их преодоление. Сила сопротивления качению. Сила сопротивления подъему. Сила сопротивления воздуха. Уравнение движения автомобиля. Мощностной баланс автомобиля. Степень использования мощности двигателя.

Тягово-скоростные свойства автомобиля — это совокупность свойств, определяющих возможные по характеристикам двигателя или сцепления ведущих колес с дорогой диапазоны изменения скоростей движения и предельные интенсивности разгона автомобиля при его работе на тяговом режиме в различных дорожных условиях. Тяговым принято считать режим, при котором от двигателя к ведущим колесам подводится мощность, достаточная для преодоления сопротивления движению.

Основными показателями, позволяющими оценить тягово-скоростные свойства автомобиля, являются:

• максимальная скорость vmax,км/ч;

• минимальная устойчивая скорость (на высшей передаче) vmin, км/ч;

• время разгона (с места) до максимальной скорости tp,с;

• путь разгона (с места) до максимальной скорости Sp,м;

• максимальные и средние ускорения при разгоне (на каждой передаче) jmaxи jср, м/с2;

• максимальный преодолеваемый подъем (уклон) на низшей передаче и при постоянной скорости imax, %;

• длина динамически преодолеваемого подъема (с разгона) Sj, м;

• максимальная сила тяги на крюке (на низшей передаче) Рс, Н.

В качестве обобщенного оценочного показателя тягово-скоростных свойств автомобиля можно использовать среднюю скорость непрерывного движения vcp,км/ч.

 

Схема сил действующих на ведущее колесо

На движущийся автомобиль действует ряд сил, часть из которых направлена по оси движения автомобиля, а часть — под углом к этой оси. Одни силы называют продольными, а вторые боковыми.

 

Продольные силы могут быть направлены как по ходу, так и против хода движения автомобиля. Силы, направленные по ходу движения, являются движущимися и стремятся продолжить движение. Силы, направленные против хода движения, являются силами сопротивления и стремятся остановить автомобиль.

На автомобиль, движущийся по горизонтальному и прямому участку дороги, действуют следующие продольные силы:

тяговая сила

сила сопротивления воздуха

сила сопротивления качению

Тяговая сила. Развиваемый двигателем автомобиля крутящий момент передается на ведущие колеса.

Крутящий момент на ведущих колесах зависит от крутящего момента двигателя и передаточных чисел коробки передач и главной передачи.

Сила сцепления колес с дорогой

Трение, возникающее между ведущими колесами автомобиля и дорогой, называется силой сцепления.

Сила сопротивления воздуха.При движении автомобиль преодолевает сопротивление воздуха, которое складывается из нескольких сопротивлений:

лобового сопротивления.

создаваемого выступающими частями.

возникающего при прохождении воздуха через радиатор и подкапотное пространство.

Сила сопротивления подъему

При движении на подъем автомобиль испытывает дополнитель­ное сопротивление, которое зависит от угла наклона дороги к гори­зонту. Сопротивление подъему тем больше, чем больше вес автомо­биля и угол наклона дороги.

Сила сопротивления разгону

Для того чтобы автомобиль начал двигаться с определенной ско­ростью, ему необходимо преодолеть силу сопротивления разгону, равную произведению массы автомобиля на ускорение. При разгоне автомобиля сила сопротивления разгону направлена в сторону, об­ратную движению.

Сила сопротивления качению.

На каждое колесо автомобиля постоянно действует вертикальная нагрузка, которая вызывает вертикальную реакцию дороги. При движении автомобиля на него действует сила

сопротивления качению, которая возникает вследствие деформации шин и дороги и трения шин о дорогу.

 

Центр тяжести

Центром тяжести автомобиля называют такую точку автомобиля, от которой вес автомобиля распределяется равномерно во всех направлениях

момент, подводимый к ведущим колесам:

Мощность, подводимая от двигателя к ведущим колесам авто­мобиля, частично затрачивается в трансмиссии на преодоление трения

Потери мощности на трение в трансмиссии

Nтрен = Nе – Nт.

Величина Nтрен включает в себя два вида потерь: механические и гидравлические.

 

мощность, подводимая к ведущим колесам:

КПД трансмиссии равен произведению КПД механизмов, вхо­дящих в ее состав:

соответственно коробки передач, кар­данной передачи, дополнительной коробки передач и главной передачи.

Потеря КПД трансмиссии зависит от вязкости и уровня масла, залитого в механизмы трансмиссии, частоты вращения валов и шестерен.

Динамический радиус колеса rd – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса во время движения. При движении колеса по твердой опорной поверхности с малой скоростью в ведомом режиме принимается

Существуют четыре радиуса автомобильного колеса:

1) свободный; 2) статический; 3) динамический; 4) радиус качения колеса.

Свободный радиус колеса - характеризует размер колеса в ненагруженном состоянии при номинальном давлении воздуха в шине.

В практике этот радиус используется конструктором для определения габаритных размеров автомобиля, зазоров между колесами и кузовом автомобилем при его кинематике.

Статический радиус колеса – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса на месте. Определяется экспериментально или рассчитывается по формуле

Динамический радиус колеса rd – расстояние от опорной поверхности до оси вращения колеса во время движения.

Радиус качения колеса rк – путь, проходимый центром колеса, при его повороте на один радиан. При качении колеса на него могут действовать крутящий Мкр и тормозной Мт моменты. При этом крутящий момент уменьшает радиус качения, а тормозной – увеличивает.

Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопротивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля, т. е. в каждый момент времени найти ускорение, скорость, время движения и пройденный автомобилем путь. Окружная сила на ведущих колесах при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха , качению , подъему и разгону автомобиля, т. е.

.

Уравнение движения автомобиля решают численными методами на ЭВМ или приближенно, используя графоаналитические методы

Уравнение мощностного баланса автомобиля при неравномерном движении

Ne = Nтр + Ny + Nw ± Nj,

где Ne – эффективная мощность двигателя, кВт;

Nтр – потери мощности в трансмиссии, кВт;

Ny – потери мощности на преодоление суммарного сопротивления

дороги, кВт;

Nw – потери мощности на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

Nj – потери мощности на преодоление сил инерции, кВт (при разгоне,

обгоне, т. е. при неравномерном движении).

При расчете и построении графика мощностного баланса для случая равномерного движения автомобиля используют следующее уравнение:

 

Nк = Nе×hтр = Ny + Nw, (1.25)

 

где Nк - мощность, подведенная к ведущим колесам автомобиля, кВт.

Расчет мощности, теряемой на преодоление суммарного сопротивления дороги, определяется по формуле:

 

, кВт, (1.26)

где Рy определяется по формуле (31).

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, определяется по формуле:

 

, кВт, (38)

где Рw – сила сопротивления воздуха, определяется по формуле (1.22).

Составляющие мощностного баланса удобно находить, задаваясь частотой вращения коленчатого вала двигателя, аналогично расчету тягового баланса автомобиля

Степенью использования мощности двигателя называется от­ношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности, развиваемой двигателем при той же скорости и полной подаче топлива.

Степень использования мощности двигателя определяется по формуле

Данная величина зависит от дорожных условий, скорости дви­жения и передаточного числа трансмиссии. Так, чем лучше доро­га, меньше скорость движения и больше передаточное число транс­миссии, тем меньше степень использования мощности двигателя. Это приводит к увеличению расхода топлива и снижению топ­ливной экономичности автомобиля.

Система охлаждения. Устройство систем охлаждения, основные параметры. Типы систем охлаждения, применяемые на современных силовых агрегатах

При воздушной системе охлаждения оребренные наружные поверхности блока цилиндров и головки омываются мощным потоком воздуха, создаваемым вентилятором, т. е. отводимое тепло передается непосредственно окружающей среде.В двигателях с жидкостной системой охлаждения тепло от нагретых деталей передается промежуточному теплоносителю – охлаждающей жидкости.

Описание устройства. В систему охлаждения входят следующие приборы и детали: радиатор, жалюзи, вентилятор, жидкостныйнасос, термостаты, рубашки охлаждения двигателя, патрубки, шланги, краники, датчики температуры охлаждающей жидкости, датчики аварийного перегрева охлаждающей жидкости, кожух вентилятора, расширительный бачок и ремни привода приборов охлаждения. Чаще всего вентилятор приводится в действие от электродвигателя. В дизелях вентилятор приводится в действие с помощью гидромуфты.

  Для быстрого прогрева двигателя после пуска охлаждающая жидкость не должна циркулировать через радиатор. Термостат прекращает доступ охлаждающей жидкости в радиатор, и она циркулирует по малому кругу.

Охлаждающая жидкость насосом нагнетается в рубашку охлаждения блока цилиндров, далее через окна охлаждающая жидкость проходит в рубашку охлаждения головки блока цилиндров и по каналу поступает в термостат. Пройдя через перепускной клапан, нагретая охлаждающая жидкость возвращается в жидкокостный насос, поднимая температуру двигателя.

    При температуре 94 °С термостат полностью открыт, охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу. Из жидкостного насоса она поступает в рубашку охлаждения блока цилиндров, затем через окна проходит в рубашку охлаждения головки блока цилиндров и через канал поступает в термостат. Пройдя через основной клапан, охлаждающая жидкость поступает в верхний бачок радиатора. Опускаясь к нижнему бачку, она охлаждается, проходя через узкие каналы трубок, и из нижнего бачка через патрубки и шланги поступает в жидкостный насос. При этом, если открыт краник отопителя кузова, горячая охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения поступает в отопитель кузова. Из отопителя по шлангу она возвращается в полость разрежения жидкостного насоса

Базовым параметром системы охлаждения является количество теплоты, которое необходимо отвести от двигателя

В современных силовых установках используется жидкостное охлаждение

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника теплаи остывая в охлаждающем контуре. Применяется в автомобилестроении.

Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Открытая система используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.

Незамкнутые(проточные) — в незамкнутых системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду.Применяютдля охлаждения судовых дизелей.

К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода.

 

Тормозное управление. Требования к тормозным системам, их классификация и применение. Тормозные механизмы. Механический тормозной привод, тормозной гидропривод, тормозной пневмопривод, тормозной электропривод. Приборы привода.

Тормозное управление является одной из систем управления: самостоятельной для колесного трактора и автомобиля и составным элементом механизма поворота для гусеничного трактора.

Тормозные системы в колесном тракторе и автомобиле служат для экстренной остановки, снижения скорости движения и удержания машины на спуске или подъеме.

Кроме того, тормозные системы в колесном тракторе служат для обеспечения крутых поворотов, а в автомобиле– для обеспечения ре- жима длительного торможения, например, при движении на длинном пологом спуске. В гусеничном тракторе тормоза дополнительно вы- полняют функцию элемента управления поворотом.

Тормозная система автомобиля имеет повышенные специальные требования, т.к. она обеспечивает безопасность движения автомобилей на дороге.

Должна обеспечивать:

• минимальный тормозной путь;
• устойчивость автомобиля во время торможения;
• стабильность тормозных параметров при частом торможении;
• быстрое срабатывание тормозной системы;
• пропорциональность усилия на тормозную педаль и на колеса автомобиля;
• легкость управления.

Классификация и применение

Рабочая тормозная система

Чаще всего используется рабочая тормозная система, которая позволяет водителю в обычных условиях эксплуатации снизить скорость движения автомобиля до его полной остановки. Эта система приводится в действие усилием ноги водителя, которое он прилагает, нажимая на педаль ножного тормоза. Чем сильнее нажимаем на педаль, тем сильнее тормозим. По сравнению с другими видами тормозных систем, самая большая эффективность действия именно у рабочей системы.