Чем охладить воздух в двигатель - Автомобильный журнал
Arskama.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем охладить воздух в двигатель

Охлаждение воздуха на впуске

Меня часто спрашивают как охладить воздух на впуске. Поэтому решил создать отдельную тему.
Все вы знаете, что чем холоднее воздух на впуске тем лучше.
Как этого добиться:

— длинный впуск с забором воздуха из крыла

Короткий впуск я даже не рассматриваю из-за его непригодности, т.к. он тянет горячий воздух из-под капота.
В обязательном порядке необходим защитный «носок», который спасет фильтр от грязи и брызг. Если вы любитель форсировать глубокие лужи, то он не поможет. Лично я спокойно проехал в дождь через весь город со снятым передним бампером и впуск из крыла не нахватал воды благодаря носку.

— термочехол на впуск

— закрыть под крылом отверстие в моторный отсек

Для этого можно использовать пластиковую папку-скоросшиватель. Из нее вырезается экран и прикручивается по месту существующими крепежами.

— направить поток воздуха на нулевик

— отключение подогрева дросселя

Необходимо закольцевать два шланчика, идущих снизу к дросселю, т.е. вставляем в них трубку и обжимаем хомутиками.

— термоизолирующая прокладка между головой и коллектором

Впускной коллектор прикручен к голове мотора через металлическую прокладку соответственно двигатель такой же температуры как и охлаждающая жидкость и из-за большой площади прикосновения впускной коллектор нагревается до таких температур, что на нем невозможно держать руку.
Для стоковых коллектором, состоящих из двух частей, есть дополнительная термоизолирующая прокладка в середину

— термоизолирующая прокладка дросселя

— отключение подогрева впускного коллектора
Охлаждающая жидкость, температура которой при хорошо прогретой машине равна приблизительно 92-102 градусов С циркулирует через часть впускного коллектора и нагревает его. Что делать?
Для этого нужно закольцевать антифриз, идущий в коллектор. Если предыдущие варианты, были легкодоступны, то на этот шаг осмелится не каждый.

1. Сливаем антифриз, снимаем впускной коллектор
Здесь нам нужно нарезать резьбу на канале ЕГР и на канале тосола, чтоб закольцевать это дело. Слева тосол, справа ЕГР.

2. Собираем все фитинги, уголки, заглушки… пакуем это все и закручиваем
Можно собрать как с сохранением клапана холостого хода на холодную машину, так и без .

3. Так как у нас все фитинги и заглушки стоят на месте, то можно обрезать впускной коллектор сколько нужно, чтоб все село как положено…

4. Как подогнали коллектор под фитинги, то нужно залепить отверстие в коллекторе ЕГР канала холодной сваркой, либо заварить.

5. Теперь берем термозащитные прокладочки, подрезаем прокладку по коллектору, все собираем, ставим на место

Вот что для этого понадобится:
1 тройник на 15, 2 уголка на 15, 1 удлинитель на 15, 1 заглушка на 15 для канала ЕГР, 1 ниппель на 15, 1 переходник с 15 на шланг наружный диаметр носика 18, 1 переходник с 15 на 10 клапан холостого хода
Фото по этому разделу не грузятся(( кому интересно отправлю на мыло

Как предотвратить перегрев двигателя летом во время простоя в пробке

Любой водитель может любить летнюю жару, но ему нужно поддерживать прохладу в машине при повышении температуры. Если двигатель нагреется, то он может повредить автомобиль и угрожать безопасности водителя. Вот несколько советов, чтобы предотвратить перегрев автомобиля летом.

  1. Использовать тонировку на окна
  2. Включить вентиляционные отверстия в полу
  3. Использовать шторы для автомобильных окон
  4. Оставить окна машины приоткрытыми
  5. Использовать настройку свежего воздуха вместо рециркуляции на кондиционере
  6. Включить нагрев, чтобы охладить двигатель
  7. Нужно следить за указателем температуры в автомобиле
  8. Добавить охлаждающую жидкость
  9. Что делать, если машина перегревается

Использовать тонировку на окна

В автомастерской можно сделать тонировку окон или купить оконную пленку, чтобы охладить автомобиль и обеспечить защиту от ультрафиолетовых лучей.

Включить вентиляционные отверстия в полу

Большинство людей садятся в машину и поворачивают приборную панель так, чтобы вентиляционные отверстия находились «высоко», чтобы обеспечить циркуляцию воздуха. Но на самом деле лучше направлять воздух через вентиляционные отверстия на пол.

Горячий воздух поднимается вверх, поэтому лучше переключиться на нижние вентиляционные отверстия. Затем, когда машина начнет остывать, можно снова открыть верхние вентиляционные отверстия.

Использовать шторы для автомобильных окон

Использование шторок на окнах в автомобиле полезно, потому что не всегда можно гарантировать, что получится найти затененное или крытое место для парковки. Особенно это невозможно сделать в пробке.

С помощью шторок получится защитить салон от перегрева, а также интерьер от повреждающего воздействия солнца.

Оставить окна машины приоткрытыми

Закрытые окна задерживают горячий воздух, а стекло служит проводником, помогающим нагреть замкнутое пространство. Нужно оставить окна приоткрытыми, чтобы воздух мог выходить, а если есть люк, то его тоже нужно открыть.

Использовать настройку свежего воздуха вместо рециркуляции на кондиционере

Нужно установить кондиционер на свежий воздух примерно на 10 минут, так у автомобиля будет возможность остыть.

Включить нагрев, чтобы охладить двигатель

Мало кто захочет включить обогреватель в жаркий летний день, но он вытянет горячий воздух из моторного отсека и охладит двигатель. Это не решит основную проблему, но это хорошее средство для длительных поездок.

Читать еще:  Датчик давления масла двигатель aac

Нужно следить за указателем температуры в автомобиле

На приборной панели устройства есть стрелка, которая всегда должна быть направлена ​​в центр. Если он указывает в сторону горячего, нужно остановиться, выключить двигатель и дать машине остыть.

Добавить охлаждающую жидкость

Это эффективно важно в жаркие месяцы. Чтобы проверить уровень охлаждающей жидкости, нужно открыть капот и найти бачок охлаждающей жидкости. Уровень охлаждающей жидкости отображается индикаторными линиями на бачке. Если ее слишком мало, просто нужно добавить необходимое количество охлаждающей жидкости и закрыть крышку. Охлаждающая жидкость двигателя часто продается в виде смеси воды и охлаждающей жидкости 50/50. Также можно купить концентрированную охлаждающую жидкость и самостоятельно размешать.

Важно! Но никогда нельзя добавлять охлаждающую жидкость в горячий двигатель. Следует подождать, пока двигатель остынет, прежде чем снимать крышку или заливать охлаждающую жидкость.

Что делать, если машина перегревается

Если автомобиль перегревается, нужно выполнить следующие действия:

  1. Остановиться на обочине дороги, припарковать машину и как можно скорее выключить двигатель. Дать машине остыть не менее 10 минут.
  2. Открыть капот автомобиля, чтобы тепло быстро улеглось.
  3. Как только автомобиль остынет, повернуть зажигание в первое положение (не запускать двигатель). Если указатель температуры находится в пределах нормы, а уровень жидкости в двигателе достаточен, то можно запустить двигатель.
  4. Если двигатель издает необычные звуки или не запускается вообще, лучше соблюдать осторожность и вызвать помощь на дороге для буксировки автомобиля. Это позволит механику осмотреть его и произвести необходимый ремонт.

Зачем нам охлаждать воздух после того, как он выходит из турбонагнетателя?

Когда мы используем турбонагнетатель для сжатия поступающего воздуха, воздух становится горячее. Обычно этот горячий воздух охлаждается с помощью промежуточного охладителя, прежде чем он попадает в двигатель.

В чем причина охлаждения этого воздуха?

Почему мы не можем передать его как горячий воздух, так как внутри двигателя воздух будет сжат, что в любом случае будет его нагревать?

ТЛ; др

  • Для борьбы с детонацией (в двигателях СИ)
  • Увеличить мощность / эффективность

Детали

Здесь есть несколько важных факторов.

Детонация двигателя — реальная проблема для двигателей СИ

Двигатель с искровым зажиганием с большей вероятностью испытывает преждевременное воспламенение (или детонацию) с более горячим воздухом. Фактически, расчеты в приведенном ниже примере могут показать, что это является основной причиной, по которой взаимное охлаждение является такой хорошей идеей.

Горячий воздух поднимается, холодный воздух сливается

В физике говорят, что горячий воздух менее плотный, чем холодный. Это означает, что объем, занимаемый 1 кг горячего воздуха, больше, чем объем, занимаемый 1 кг холодного воздуха.

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой объемное устройство

Это означает, что каждый раз, когда двигатель запускается и завершает цикл, объем воздуха, который поступает в камеру (камеры) сгорания, является фиксированным.

Мощность зависит от массы, а не объема

Мощность, развиваемая двигателем, пропорциональна массе воздуха, поступающего в камеру сгорания, а не его объему. Больше молекул воздуха = больше взрыва.

Причина, по которой используются турбокомпрессоры (или любые другие устройства с принудительной индукцией), заключается в увеличении мощности и / или эффективности двигателя с интегральной схемой. На уровне камеры сгорания это достигается за счет увеличения количества молекул воздуха, присутствующих во время сгорания.

Турбокомпрессор достигает этого путем повышения давления поступающего воздуха. Нежелательный побочный продукт этого процесса сжатия состоит в том, что выходящий воздух горячий и менее плотный.

Если этот горячий воздух подается в камеру сгорания как есть, вероятность детонации двигателя выше.

Охлаждая воздух через интеркулер, работа двигателя становится более безопасной, поскольку детонация двигателя уменьшается.

В качестве дополнительного бонуса воздух становится немного плотнее, что позволяет большему количеству молекул воздуха присутствовать во время сгорания.

Бонус Пример

Это один из тех вопросов, где цифры могут говорить громче, чем слова :

Форумы указывают на то, что серийный Mitsubishi Evo X способен генерировать 22 фунт / кв.дюйм при средних оборотах.

На уровне моря условия турбонаддува следующие:

Предполагая 85% КПД турбокомпрессора, инженерные расчеты 1 приведут к температуре нагнетания, близкой к 92 ° C:

Если бы мы не заботились о детонации, значение плотности на выходе выглядит довольно вкусно — оно более чем вдвое больше, чем на входе.

Но посмотрите, что происходит, когда мы пропускаем этот горячий выпускной воздух через интеркулер.

Давайте предположим, что падение давления составляет 1 фунт / кв. Дюйм, и что воздух охлаждается до 70 ° C:

Несмотря на тот факт, что мы теряем драгоценное ускорение через интеркулер, охлаждающий эффект в итоге увеличивает плотность более чем на 3%, поэтому теперь воздух становится плотнее и, что более важно, безопаснее с точки зрения детонации / детонации двигателя.

1 — Я разработал по-настоящему изумительный расчет для этого, который слишком узок, чтобы его содержать

Короче говоря, есть две причины:

  1. Более холодный воздух более плотный, поэтому вы получаете больше энергии при том же давлении наддува, потому что одновременно можете впрыскивать больше топлива.
  2. Горячий воздух вызовет преждевременную детонацию воздушно-топливной смеси (смесь должна гореть с постоянной скоростью, в нужный момент. Она не должна «взрываться»).
Читать еще:  Чанган cs35 какой двигатель

Во втором случае это будет означать, что вы должны изменить величину опережения времени зажигания, чтобы предотвратить взрыв смеси. Это будет стоить вам энергии, потому что вы не запускаете цилиндр в тот момент, который необходим для оптимальной подачи энергии. Вы теряете мощность И у вас ухудшается расход топлива.

В дополнение к промежуточному охлаждению, другой способ охлаждения воздуха, поступающего в цилиндр, заключается в впрыскивании либо смеси вода / метанол, либо закиси азота (в этом случае называется системой NO2 низкого давления или медленного высвобождения, поскольку она используется для охлаждения заряжать, а не напрямую увеличивать мощность) вместе с топливно-воздушной смесью. Это любимая тактика владельцев Subaru, потому что эти автомобили ненавидят горячий воздух и более скудные (более мощные) соотношения воздух / топливо и дополнительное охлаждение, что позволяет вам работать с более скудными воздушно-топливными смесями и оптимальным временем.

Охладители наддувочного воздуха

Охладитель наддувочного воздуха или теплообменник охлаждения наддувочного воздуха предназначен для охлаждения сжатого турбокомпрессором воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя для повышения его плотности и увеличения массы воздушного заряда, уменьшения теплонапряженности деталей двигателя, а также для улучшения экологических показателей двигателя по выхлопу и удовлетворения Европейских стандартов (Евро-2,-3,-4). Увеличение массы воздушного заряда дает возможность повысить не только мощность и топливную экономичность дизеля, но и улучшить экологические показатели работы дизеля. В европейских странах с высокоразвитой промышленностью приняты специальные законы и стандарты, направленные на ограничение токсичности и дымности отработавших газов.

Охладитель наддувочного воздуха располагают между компрессором и дизелем, поэтому такую систему называют промежуточным охлаждением.

В зависимости от охлаждающего агента различают воздухо-воздушные и водовоздушные охладители. Воздух можно охлаждать также посредством испарительного охлаждения – впрыскивания в воздух легко испаряющихся веществ (спирта, аммиака и др.).

В водовоздушных охладителях наддувочный воздух охлаждается водой из системы охлаждения двигателя или жидкостью, циркулирующей в отдельном независимом контуре с радиатором для ее охлаждения.

В воздухо-воздушном охладителе отсутствует промежуточный теплоноситель и наддувочный воздух охлаждается непосредственно воздухом, поступающим из окружающей среды. Атмосферный воздух в воздухо-воздушный охладитель может подаваться вентилятором системы охлаждения двигателя или специальным вентилятором.

Схема с воздухо-воздушным охладителем и подачей атмосферного воздуха вентилятором системы охлаждения двигателя считается наиболее эффективной. Такая система позволяет осуществить глубокое охлаждение со сравнительно небольшими затратами мощности, не требует введения дополнительных агрегатов, кроме охладителя, и имеет высокую надежность.

Для воздухо-воздушных охладителей коэффициент эффективности — Е= 0,64-0,93 в широком диапазоне изменения режимов работы двигателя, а для водовоздушных – Е=0,45-0,48.

В настоящее время в автотракторной промышленности используются преимущественно алюминиевые воздухо-воздушные охладители наддувочного воздуха, как наиболее эффективные и надежные. Алюминий используется в силу того, что трубчато-ленточный меднопаяный охладитель имеет низкую надежность из-за использования низкотемпературных припоев.

Алюминиевый охладитель наддувочного воздуха по технологии «ТАСПО» представляет собой полностью сварную конструкцию аргонодуговой сваркой. Сердцевина охладителя набрана из отдельно оребренных многоканальных охлаждающих элементов с индивидуальным оребрением.

Охлаждающие элементы вставлены в концевые пластины и сварены аргонодуговой сваркой. К сердцевине приварены два штампованных из алюминиевого листа или литых бачка (коллектора) с патрубками для подвода и отвода наддувочного воздуха. На бачках имеются по два кронштейна или втулки для крепления ОНВ на водяном радиаторе системы охлаждения двигателя.

На некоторых охладителях по требованию заводов производителей двигателей введены пробки слива конденсата.

Для увеличения эффективности охладителей наддувочного воздуха до требований стандарта Евро-4 была произведена интенсификация как внутреннего (за счет создания новых профилей), так и внешнего теплообмена с помощью ряда технологических приемов.

Наличие большой номенклатуры разнообразных профилей для охлаждающих элементов позволяет проектировать изделия максимально отвечающие требованиям потребителей.

Высокоэффективные охладители наддувочного воздуха из алюминиевых сплавов, изготавливаемые в объединении, предназначены для работы в широком диапазоне температур и давлений в системах наддува тепловозных, промышленных, автомобильных и тракторных дизелей, с целью повышения их экономичности, мощности, а также снижения токсичности выхлопных газов до экологических норм «Евро-2,-3,-4». Данный вид продукции хорошо зарекомендовал себя у наших потребителей, благодаря оптимальному сочетанию теплотехнических характеристик, прочности и стоимости изделия.

Охладители наддувочного воздуха производства НПО «ТАСПО-радиатор» поставляются на конвейеры крупных производителей автомобилей, автобусов и тракторов Беларуси: ОАО «МАЗ», ОАО «МЗКТ», ОАО «БелАЗ», ОАО «МТЗ», ОАО «ММЗ»,ОАО «Амкодор» и России: АМО»ЗИЛ», ООО»ЛиАЗ», ОАО»ПАЗ», ООО «ЧТЗ», ООО»КАВЗ», ОАО «Промтрактор»(г.Чебоксары).

Наддув двигателей внутреннего сгорания, турбонаддув

Наддувом — называют принудительную подачу воздуха под давлением выше атмосферного. Если речь идет о наддуве двигателя внутреннего сгорания, то при наддуве сжатый воздух подается компрессором из атмосферы в полость цилиндра.

Схемы наддува

Для обеспечения наддува необходим компрессор, который должен сжимать воздух и нагнетать его в двигатель. Для работы необходимо вращать вал компрессора. Для привода компрессора можно использовать разные схемы.

Приводной нагнетатель — Komoressor

Вращать вал компрессора можно с помощью коленвала, установив дополнительную зубчатую или ременную передачу. Такую схему подачи воздуха называют наддувом с приводным нагнетателем. При вращении вала будет вращаться компрессорное колесо, которое будет нагнетать воздух во впускной коллектор двигателя. Иногда на автомобилях оснащенных подобной системой наддува наносят надпись — компрессор (Kompressor). Это простая, но далеко не самая экономичная схема.

Читать еще:  Двигатель kappa что это такое

Трубонаддув

Для вращения вала компрессора можно использовать энергию отработавших газов, добавив в систему турбины. Выхлопные газы будут вращать турбинное колесо, установленное ка одном валу с компрессорным колесом. Компрессор, в свою очередь будет сжимать воздух и подавать его в двигатель. Такая схема называется турбонаддувом. По сравнению с приводным нагнетателем турбонаддув обладает большей задержкой, так как связь между двигателем и системой наддува не жесткая.

Как работает турбонаддув?

Смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр двигателя, смесь сжимается при движении поршня вверх, затем она воспламеняется, из-за расширения газов, поршень вытесняется вниз. Двигаясь он вращает коленвал. Затем при движении воздуха вверх, через открывшиеся клапаны отработанные газы поступают в выходной коллектор.

Поток газов имеет некоторую остаточную энергию достаточную для вращения рабочего колеса турбины. Частицы газа воздействуют на лопатки турбинного колеса, заставляя его вращаться. Турбинное и компрессорное колесо установлены на одном валу. При вращении турбины вращается и компрессор. В компрессоре лопатки рабочего колес воздействуют на воздух, попадающий из атмосферы. В результате этого воздействия частицы воздуха начинают вращаться вместе с колесом. При высокой скорости вращения частицы воздуха будут отбрасываться к периметру колеса в спиральный отвод и принудительно нагнетаться в во впускной коллектор, а затем и в полость цилиндра.

Комбинированные схемы

Сжатие воздуха может быть не одноступенчатым, а двухступенчатым. Причем рабочее колесо компрессора приводится во вращение турбиной, а для привода второй ступени используется механическая передача, соединенная с коленвалом. Такая схема позволяет сочетать достоинства приводного нагнетателя и турбонаддува, и делает работ у двигателя более приемистой. Однако недостаток приводного нагнетателя в виде плохой экономичности также никуда не пропадает.

На на одних режимах работы мощность турбонаддува может быть недостаточна, на других — избыточна. Чтобы избавиться от этого недостатка, между турбиной и двигателем вводят дополнительную механическую связь. Через механическую или гидравлическую передачу. Это позволяет наиболее эффективно использовать мощность, но конструкция при этом сильно усложняется и удорожается, поэтому широкого применения эта схема не получила.

Двухступенчатым может быть не только компрессор, но и турбина. Вторая ступень может использовать для привода во вращение вентиляторов и других вспомогательных устройств, или быть соединена с коленвалом.

Дизель-турбина

На некоторых режимах работы турбина может развивать мощность достаточную для ее применения в качестве первичного двигателя.

В этом случае двигатель и компрессор связывают механически, а между двигателем и турбиной осуществляется газовая связь. Подобный агрегат называют дизель-турбиной. Такая схема эффективна при очень высоких температурах отработанных газов. Для обеспечения надежности работы турбины рабочую температуру приходится снижать, что негативно сказывается на КПД агрегата.

Охлаждение при наддуве, для чего нужен интеркулер?

В процессе сжатия воздух нагревается, теплый воздух имеет меньшую плотность чем холодный. Плотный холодный воздух позволит повысить эффективность работы двигателя, поэтому для отвода ненужного тепла, используется интеркулер.

Интеркулер — это теплообменник, который устанавливается между компрессором и впускным коллектором, он позволяет охладить сжатый воздух, переде его поступлением в двигатель.

Регулирование турбонаддува

Мощность наддува на некоторых режимах может быть избыточна, то есть воздух может сжиматься слишком сильно. Поэтому работу наддува нужно регулировать.

Для ограничения подачи компрессора можно установить на его входе или выходе сопротивление, в виде шайбы с отверстием расчетного диаметра. При увеличении расхода через отверстие сопротивление будет расти, что в свою очередь будет затруднять поступление воздуха в компрессор и или выход из него, за счет этого будет ограничиваться подача воздуха в двигатель.

Подобное сопротивление можно установить и перед турбиной. Но установка сопротивления увеличивает потери, что отрицательно скажется на КПД.

Для того, чтобы сбрасывать часть воздуха только при определенном давлении на выходе компрессора можно установить предохранительный клапан. Запорный элемент клапан поджат пружиной, когда усилия от давления воздуха будет достаточно, чтобы сжать пружину клапан откроется и сбросить часть воздуха обратно в атмосферу.

Перепускной клапан

Вестгейт или перепускной клапан позволяет пустить часть отработанных газов в обход турбины. Запорный элемент клапана поджат пружиной.

Давление отработанных газов воздействует на запорный элемент клапана, с другой стороны на него действует усилие пружины. Когда усилие от давления газов будет выше чем усилие пружины, клапан откроется и пропустить часть газов в обход пружины. Это достаточно простая и эффективная схема регулирования, которая применяется на большинстве современных двигателей с турбонаддувом. Однако часть энергии тратится впустую, что снижает КПД. Конечно можно направить поток газа не в выхлопную систему, а на другую турбину, для привода вспомогательных механизмов, но это усложнит конструкцию и сделает ее более дорогой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector