Строительные машины и оборудование, справочник






Охлаждающие жидкости для двигателей


Категория:
   Устройство и работа двигателя


Охлаждающие жидкости для двигателей

К основным параметрам охлаждающих жидкостей, определяемым условиями их работы в системах охлаждения, относятся следующие:
— высокая теплоемкость, позволяющая при небольшом количестве циркулирующей в системе жидкости поддерживать установленный температурный режим двигателя;
— оптимальная вязкость, не требующая больших затрат мощности на прокачивание жидкости через систему и исключающая потери жидкости через уплотнения и соединения;
— температура кипения, превышающая на 25…30 °С максимально допустимую температуру в системе охлаждения, что препятствует образованию паровоздушных пробок в системе и уменьшает потери жидкости при испарении;
— температура замерзания ниже температуры окружающего воздуха, что облегчает пуск и эксплуатацию двигателя.

Для обеспечения надежной работы системы охлаждающая жидкость не должна быть токсичной, образовывать на омываемых поверхностях отложений, уменьшающих площади проходных сечений каналов и затрудняющих отвод теплоты, а также вызывать коррозию деталей системы. Кроме того, стоимость ее должна быть невысокой.

Вода, обладающая значительной теплоемкостью, равной 4,186 кДж/(кг-°С), является наиболее распространенной охлаждающей жидкостью. Температура кипения воды, при нормальных условиях равная 100 °С, уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Так, на высоте 2500 м над уровнем моря атмосферное давление составляет 74,7 кПа, а температура кипения воды 91 °С. Следовательно, для работы в высокогорных условиях допустимая температура воды в системе охлаждения должна быть около 70 °С.



Отвод теплоты от трущихся деталей двигателя осуществляется также моторным маслом.

Накипь — связанный с поверхностью металла трудноудалимый слой отложений, в состав которого входят содержащиеся в охлаждающей жидкости соли кальция, магния и т. д.

Слой накипи имеет малую теплопроводность, что ухудшает теплоотвод в охлаждающую воду. Коэффициент теплопроводности накипи 0,812…2,552 Вт/(м-К).

Относительно высокая температура замерзания воды (0 °С) затрудняет эксплуатацию двигателей в условиях низких температур окружающего воздуха. Увеличение объема воды при ее замерзании (примерно на 10%) может привести к разрушению («размораживанию») двигателя и радиатора.

Максимально допустимая температура воды в системе охлаждения зависит от концентрации растворенных в ней минеральных солей, т. е. от ее жесткости.

За единицу жесткости воды принимают молекулярную массу, которая соответствует содержанию в 1 л воды 20,04 мг иона кальция или 12,16 мг иона магния. Вода с жесткостью до 4 мг/моль считается мягкой; с жесткостью 4…8 мг/моль — средней жесткости; с жесткостью более 8 мг/моль—жесткой.

При использовании морской или жесткой пресной воды максимальная температура ее не должна превышать 55 °С во избежание интенсивного образования накипи вследствие выделения солей и отложения их на нагретых поверхностях системы охлаждения.

В целях предупреждения образования накипи для охлаждения обычно используют мягкую воду или в жесткую воду добавляют специальные присадки, предупреждающие образование накипи. Для смягчения жесткую воду кипятят или обрабатывают специальными смягчителями.

В качестве охлаждающих жидкостей, замерзающих при низкой температуре, обычно используют водные растворы этиленгликоля, представляющего собой жидкость, температура кипения которой равна 198°С, а температура плавления 11,5 °С. Теплоемкость этиленгликоля составляет 2,93 кДж/(кг-°С). Будучи добавленным к воде, этиленгликоль образует смесь, имеющую температуру замерзания ниже температуры замерзания воды. В зависимости от содержания этиленгликоля температура замерзания смеси этиленгликоль — вода изменяется в пределах от 0 до — 75 °С. Наибольшее распространение для охлаждения автомобильных двигателей внутреннего сгорания получили жидкости с температурой замерзания —40 и — 65 °С.

На основе этиленгликоля выпускаются также охлаждающие жидкости, используемые как в зимнее, так и в летнее время (ТОСОЛы). Обладая более высокой, чем у воды, температурой кипения, ТОСОЛ позволяет повышать допустимую температуру в системе охлаждения. При уменьшении перепада температур между газами и стенками цилиндра понижается теплоотдача от стенок цилиндров к жидкости, кипящей при высокой температуре, вследствие чего повышаются эффективные показатели работы двигателей и снижаются масса и габаритные размеры теплообмен-ных устройств.

Этиленгликолевые жидкости имеют большой коэффициент объемного расширения. При нагревании до рабочей температуры их объем увеличивается на 6…8 %, что необходимо учитывать при заполнении системы охлаждения. К недостаткам эти-ленгликоля, как охлаждающей жидкости, в основном относятся его токсичность и низкая температура вспышки (122 °С), т. е. возможность воспламенения при появлении течи в системе охлаждения.

Химмотология — наука о свойствах, качестве и рациональном использовании топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей в технике.

Химмотология изучает сложные взаимосвязи между элементами в системе топливо — смазочные материалы — двигатель — эксплуатация.

Химмотология возникла на стыке химии, технологии нефти, теплотехники, машиноведения и экономики.

Для охлаждения головок поршней тронковых дизелей в качестве охлаждающей жидкости обычно, если можно, используют масло из циркуляционной смазочной системы. Теплоемкость смазочных масел примерно в 2,5 раза ниже теплоемкости воды, но конструкция системы получается сравнительно простой.

Этиленгликолевые жидкости содержат в своем составе дистиллированную воду, противокоррозионные, антивспенивающие, моющие присадки и не образуют накипи.

Для охлаждения форсунок обычно применяют дизельное топливо, а в высокофорсированных судовых дизелях для охлаждения поршней, форсунок и турбокомпрессоров — также дистиллированную воду.

Читать далее:

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины