Home » АвтоПорада » Що потрібно знати про тепловому балансі двигуна автомобіля?

Що потрібно знати про тепловому балансі двигуна автомобіля?

При
горінні паливо неодмінно виділяє теплоту, але вона не використовується повністю для
корисної роботи . Це прописано ще під
другому законі термодинаміки: якась частка теплоти неминуче віддається холодного
джерела. І на прикладі будь-якого двигуна внутрішнього згоряння видно, що в
корисну механічну роботу вдається перетворити лише 20-35% тепла. Велика
частина тепла просто витрачається у вигляді теплових втрат.

Докладніше про тепловому балансі

Тепловий
баланс являє собою розподіл тепла, яке з’являється в двигуні за
час згоряння палива, на корисне тепло для повноцінного функціонування
автомобіля і тепло, що можна кваліфікувати як теплові втрати. Розрізняють
такі основні втрати теплоти:

  • викликані подоланням тертя;
  • виникають внаслідок випромінювання тепла нагрітими
    зовнішніми поверхнями двигуна;
  • втрати на привід деяких допоміжних
    механізмів.

Нормальний
рівень теплового балансу двигуна може бути різним в залежності від режиму
роботи. Визначається за результатами випробувань в умовах усталеного
теплового режиму. Тепловий баланс допомагає визначити ступінь відповідності
конструкції двигуна і економічності
його роботи, і в подальшому вжити заходів по регулюванню певних процесів з
метою домогтися більш досконалої роботи.

Як розраховуються різні складові теплового балансу?

Величина,
всіх складових теплового балансу, вимірюється абсолютними одиницями теплоти
за годину безперервної роботи мотора або у відсотковому співвідношенні до всього
кількістю виробленого тепла. При необхідності тепловий баланс двигуна автомобіля
можна визначити експериментально або розрахувати самостійно з допомогою показників
звичайного робочого циклу двигуна та розрахунків об’єму теплопередачі.

Величина
кожного складового елемента, що визначає тепловий баланс, не може бути
постійною і змінюється в залежності від можливих навантажень, ступені нагріву і
швидкісних режимів роботи двигуна.

Відмінність теплового балансу різних двигунів

Коли
підвищується ступінь стиснення, збільшується частина теплоти, яка перетворюється в
корисну роботу: тому ККД дизельного двигуна перевищує величину ККД
карбюраторного двигуна. У разі зменшення навантажень двигуна при підтримці
постійного швидкісного режиму обсяг тепла, спрямованого на корисну роботу,
зменшується, а втрати виробленого
тепла збільшуються. Коли двигун працює без навантажень вони досягають 100%.
Коли на двигун покладається повна навантаження, найбільш вигідне використання
тепла буде на етапі середньої швидкості. Так відбувається, тому що загальні
теплові втрати, що йдуть на охолодження,
з відпрацьованими газовими випарами і у вигляді механічних втрат зводяться до
мінімуму.

Важливо
також зміна складу паливної суміші, яка істотно впливає на корисне використання тепла в двигуні. Всі
пояснюється змінами швидкості згоряння суміші. Функціонування двигуна на
збагачених сумішах характеризується зниженням ефективного використання теплоти
через неповне згоряння палива. При
це теплові втрати на охолодження і з викидом відпрацьованих газів трохи
знижуються. З збіднінням суміші втрати, викликані неповнотою згоряння,
зменшуються. Але тоді зростають теплові втрати при охолодженні і з відпрацьованими
газовими випарами.

Сумарні
втрати при роботі карбюраторного двигуна мінімальні, якщо використовувати
економічні суміші. У дизелях втрати теплоти трохи вище за подолання
механічних опорів, але втрати, пов’язані
з високим ступенем стиснення, менше порівняно з карбюраторними двигунами.
Це сприяє утворенню більш ефективного ККД дизелів. Наприклад, теплота
карбюраторного двигуна, перетворена в корисну роботу, буде становити
21-29%, тоді як у дизельного двигуна – 30-42%.

Додаткові витрати тепла на систему
охолодження

Чимала
частина теплового потоку відводиться з двигуна на систему охолодження і йде з
відпрацьованими газовими випарами. Висновок тепла в систему охолодження запобігає
пригорання поршневих кілець, задирання і
заклинювання поршня, зношування головок циліндрів, обгорання сідел клапанів,
виникнення детонації і інші неприємності. Для виведення теплового потоку
атмосферу якась частина ефективної потужності движка йде на забезпечення приводу
водяного насоса і вентилятора. У випадку з повітряним охолодженням потужність для
приводу вентилятора буде вищою за більш високого аеродинамічного
опору.

Для
зниження втрат потрібно обов’язково з’ясувати, яка кількість теплоти буде
достатнім для системи охолодження двигуна автомобіля і що можна зробити,
щоб знизити кількість.

24-04-2014, 00:18 | Олег

Додати коментар

Ваша пошт@ не публікуватиметься.

*