Для измерения и контроля температуры охлаждающей жидкости уже многие годы используются электронные системы, частью которых являются датчики.
Их поломка может привести к серьезным проблемам, поскольку из-за перегрева двигателя вся поршневая группа может выйти из строя.
Для предотвращения таких неприятных ситуаций каждому автомобилисту важно вовремя увидеть проблему, принимая во внимание определенные признаки. Сама замена измерительного элемента не составит труда.
Зачем нужен датчик ДТОЖ и как он работает
Многие современные автомобилисты не знают точно, где находится датчик, контролирующий температуру антифриза. Он располагается в области выпускной магистрали. В таком случае его достаточно просто выкрутить. На разных автомобилях месторасположение прибора может отличаться.
Например, в некоторых случаях датчик может устанавливаться внутри термостата или около этого устройства. Главное – чтобы это измерительное устройство тесно взаимодействовало с охлаждающей жидкостью.
- непосредственно на радиаторе;
- на верхнем патрубке, соединяющем блок цилиндров и радиатор;
- внутри корпуса термостата;
- под крышкой головки блока цилиндров.
Радиаторное устройство отвечает за включение вентилятора охлаждения. Прибор, установленный внутри патрубка, принимает непосредственное участие в приготовлении топливно-воздушной смеси. Устройство в ГБЦ отвечает за работу указателя температуры антифриза.
Датчик работает от напряжения 5 Вольт. Все электрические импульсы подаются на ЭБУ, которое следит за изменениями показателей, определяя температуру. Ее уровень отражается на приборной доске с помощью специального указателя.
- формирование воздушно-топливной смеси с правильным соотношением ее компонентов;
- повышение оборотов холодного двигателя на холостых оборотах;
- своевременное включение вентилятора принудительного охлаждения двигателя при достижении установленного температурного значения.
Большинство современных двигателей оснащаются двумя датчиками температуры ОЖ. Один из них отвечает за корректировку угла зажигания, момента впрыска. Другой предназначается только для выполнения сервисной функции.
Один из выводов прибора контактирует с кузовом как с массой, а другой непосредственно соединяется с бортовой электрической сетью автомобиля.
Рабочая температура двигателя — какая считается нормальной, а когда есть угроза поломки Важнейшей задачей системы охлаждения является поддержание стабильной рабочей температуры двигателя. От этого напрямую зависит его мощность, приемистость, расход топлива, качество смесеобразования….
Почему датчик температуры показывает информацию неправильно
За счет простой конструкции поломки ДТОЖ – это большая редкость. Причин неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости много. Плохой антифриз или тосол ведут к разрушению поверхности датчика, также нередко чувствительный элемент может покрыться осадком в виде кристаллов. Меняется температурное воздействие и показатели.
Симптомы некорректной работы
Из-за простоты устройства эксплуатационный ресурс ДТОЖ является достаточно большим. С другой стороны, нередко возникают ситуации, когда он выходит из строя раньше времени. При таких обстоятельствах прибор требуется безотлагательно менять.
Большинство проблем связано с нарушением целостности электрической цепи. Это могут быть обрывы, окисление контактов, загрязнения.
С другой стороны, датчик не ломается внезапно. На протяжении некоторого времени он подает следующие сигналы бедствия, которые водителю нужно уметь распознавать:
- непроизвольное уменьшение оборотов двигателя вплоть до полной его остановки при работе на холостом ходу;
- повышенный расход топлива;
- долгое прогревание мотора;
- проблемы с включением вентилятора охлаждения;
- затруднения при запуске мотора;
- усиленная детонация при выключении зажигания;
- частый перегрев движка;
- протечки корпуса датчика ДТОЖ;
- слишком большие холостые обороты.
Кроме перечисленных симптомов в современных автомобилях можно ориентироваться на показания бортового компьютера.
При появлении одного или нескольких перечисленных признаков нужно как можно быстрее провести диагностику, перейти к устранению проблемы.
Причины поломок
Сбои в работе ДТОЖ могут быть вызваны различными обстоятельствами. Поломку прибора могут вызвать следующие причины:
- загрязнение датчика;
- изношенная прокладка, потеря герметичности корпуса, что приводит к уменьшению уровня охлаждающей жидкости;
- коррозия, нагар на контактах, обрыв цепи, короткое замыкание, неправильное подсоединение;
- некачественная охлаждающая жидкость, которая разрушает рабочую поверхность;
- устройство плохого качества.
Современный автомобильный рынок предлагает достаточно много некачественной продукции. Поэтому при выборе температурного датчика важно особое внимание уделять производителю.
ДЖОТ может ошибаться, неправильно определяя температуру охлаждающей жидкости, кардинально занижая ее. Например, показатели могут уменьшиться на 10-15 градусов. При таких обстоятельствах лампа на панели приборов не загорается. Это приводит к увеличению уровня антифриза, реальному перегреву силового агрегата.
С другой стороны, датчик может показывать завышенную температуру охлаждающей жидкости. Электронный блок управления воспринимает двигатель горячим, поэтому дает ему минимальную порцию топлива в процессе запуска. В результате возникают проблемы с запуском мотора.
Если уровень антифриза растет: 1 симптом и 7 опасных причин Привычка регулярно смотреть под капот – спасение от непредвиденных проблем. Каждый владелец авто должен проверять состояние АКБ, уровень масла и технических жидкостей. Особого внимания заслуживает…
Как протестировать
Проверить исправность датчика можно своими руками. Для этого требуется его демонтировать с автомобиля.
Здесь нужно действовать по следующему алгоритму:
- по технике безопасности перед снятием этого элемента нужно дать остыть двигателю до 40-50 градусов;
- снять минусовую клемму с аккумуляторной батареи;
- от измерительного прибора отсоединить специальную колодку, к которой подходят провода;
- на последнем этапе остается только выкрутить ДТОЖ, используя ключ подходящего размера.
- многофункциональный тестер, с помощью которого можно измерить сопротивление цепи;
- термометр, измеряющий температуру до 100 градусов по Цельсию;
- стакан или другая емкость, в которую можно налить воду.
- с помощью мультиметра проверить сопротивление термоэлемента;
- затем погрузить датчик внутрь стакана с холодной водой, зафиксировать показания;
- проследить за изменениями сопротивления, постепенно доливая горячую воду, – в норме оно должно уменьшиться, но если этого не происходит, то требуется покупать новый температурный измеритель ДТОЖ (сделать это не трудно, поскольку датчик стоит недорого).
Отказал термостат 2021 года: реанимируем старый или заменяем самодельной запчастью Термостат обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по системе охлаждения, открывая и закрывая клапан под воздействием разных температур. Когда двигатель перегревается, потоки направляются по…
Можно ли отключить датчик
Температурное устройство ДТОЖ поддерживает стабильную работу двигателя. Несмотря на его маленькие размеры, прибор выполняет важнейшие функции. Это напрямую влияет на общую работоспособность целого автомобиля.
Ездить с неисправным датчиком охлаждающей жидкости или без него категорически не рекомендуется:
- Это может привести к появлению неисправностей в системе охлаждения, которые станут причиной прогорания прокладки блока цилиндров из-за слишком высоких температур.
- Кроме того, появятся проблемы с холодным пуском двигателя, увеличится расход топлива.
- Если отключить датчик, то специальный контроллер ЭБУ идентифицирует это событие как обрыв цепи. В результате вентилятор будет принудительно включаться. Из-за этого произойдет сбой в системе, а бортовой компьютер может показать даже 40 градусов ниже нуля.
Не спешим с заменой ДМРВ с 2021 года: восстанавливаем датчик своими силами Новый датчик массового расхода воздуха стоит достаточно дорого. С другой стороны, технология его ремонта достаточно простая, поэтому практически каждый владелец автомобиля может существенно…
Система охлаждения обеспечивает отвод излишков тепла от раскаленных участков силового агрегата. Она обеспечивает оптимальный тепловой режим. Несмотря на маленькие размеры, датчик тепла занимает важное место среди всей совокупности деталей. Поэтому ему нужно уделять достаточное внимание. Если возникают сбои в его работе, то лучше произвести своевременную замену.
Влияние режимов эксплуатации на ресурс дизельных двигателей — международный журнал экспериментального образования (научный журнал)
1
Алиев Ж.А. 1
Пак И.А. 1
Мухтаров Т.М. 1
Турдыбеков М.К.
1
1 Карагандинский государственный технический университет
В статье рассматривается влияние режимов эксплуатации на ресурс дизельных двигателей, описывается характер зависимости износостойкости деталей дизельного двигателя от конструктивных и эксплуатационных факторов.
Выводится уравнение множественной корреляции, характеризующее зависимость моторесурса дизеля от факторов, влияющих на износостойкость деталей дизельных двигателей.
1. Колюко В.М. Влияние параметров рабочего процесса на срок службы двигателей внутреннего сгорания // Энергомашиностроение. – 1968. – №8.
2. Buttner S.
Mototvorwamung bei Diesel-lokomotiven // Dentsche Eisenbahu technik. – 1968. – №10.
Долговечность двигателей внутреннего сгорания определяется моторесурсом, который устанавливают по сроку службы наиболее ответственных деталей и узлов, подвергающихся в условиях эксплуатации процессу нормального механического истирания.
Износостойкость деталей дизелей зависит: от конструктивных факторов – качества материала, смазки и топлива, удельного давления в зоне трения, скорости относительного перемещения: деталей; от эксплуатационных факторов – температурного и скоростного режимов работы дизеля, частоты и качества фильтрации масла, воздуха и топлива.
Линейная величина износа цилиндровых втулок и поршневых колец D принимается пропорциональной среднему условному давлению трения Ртр и теплонапряжённости q соответствующих деталей
D= Kтр Ртр qht, (1)
где Kтр – коэффициент пропорциональности износа; h – скорость вращения вала дизеля, об./мин; t – время работы.
- Предложение о линейной зависимости трущихся деталей дизеля от теплового потока справедливо лишь для повышенного теплового состояния.
- Заменим тепловой поток q1 , входящий в зависимость (1) выражением
- q=в (tст – tв) (2)
- где tст, tв – температура охлаждающей жидкости и внутренней поверхности стенки цилиндра; °C; в – коэффициент теплоотдачи от стенки к охлаждающей воде, ккал/м2.
Тогда будем иметь линейную зависимость износа трущихся деталей от их температурного состояния, которая характерна лишь для нерабочей зоны температур стенки цилиндра. Hа рис. 1 приведена опытная кривая износа гильзы от температуры охлаждающей жидкости.
Рис. 1. Зависимость износа гильзы цилиндра от температуры охлаждающей жидкости
Испытаниями установлено, что приращение температуры внутренней поверхности стенки цилиндра двигателя находится в линейной зависимости от приращения температуры охлаждающей жидкости. Поэтому приведенную кривую износа так же можно представить как функцию температуры трущихся деталей. Из графика видно, что она аналогична вязкостно-температурной кривой смазочных масел.
Смазочное масло, покрывающее зеркало цилиндра приобретает температуру стенки. Температура коренных и шатунных шеек коленчатого вала зависит от температуры смазочного масла. Отсюда очевидно влияние на износ коленчатого вала и цилиндров двигателя теплового режима его работы, определяемого температурой охлаждающей жидкости и масла.
C повышением температуры охлаждающей жидкости и, следовательно, смазочного слоя, на зеркале цилиндра уменьшается вязкость масла. Это приводит к снижению силы трения и повышению механического к.п.д. Одновременно сокращается конденсация паров серной кислоты на стенках цилиндра и износ последних.
- Однако уменьшение износа стенок цилиндра при повышении температуры жидкости ограничивается возможностью нарушения при высоких температурах стенок (tст- 160–80°C) целостности масляной пленки на зеркале цилиндра, сильного окисления масла и уменьшения радиального зазора между поршнем и зеркалом цилиндра.
- Bследствие этого повышение температуры охлаждающей жидкости для каждого двигателя и применяемых сортов масел имеет свой предел, который колеблется у существующих конструкций дизелей в интервале 110–120°C.
- B реальных условиях работы подшипников скольжения и особенно поршней дизеля наблюдается режим полужидкостного трения.
Масляный слой нарушается изменением давления и направления движения. При разрыве масляной пленки происходит износ сопряженной трущейся пары. Увеличение износа трущихся деталей сопровождается пропорциональным ростом работы сил трения. Учитывая это, можно записать:
- D=Ктрv, мк, (3)
- где v – удельная работа сил трения.
- При этом полагается, что трущиеся детали двигателя подвергаются нормальному процессу абразивного износа, а изменение геометрических форм трущихся пар не влияет на интенсификацию износа.
- Изложенная концепция полностью согласуется с распространенным энергетическим критерием износа, представляющим отношение объема продуктов истирания к работе сил трения, а также с законом изнашивания.
- D(l)=КтрSтр f(l),
- где Ктр = f(l) – уравнение эпюры удельных давлений; Sтр – путь трения.
- Количественной мерой износа трущихся деталей служит вес продукта абразивного износа или линейная величина механического истирания деталей. Kосвенной мерой величины износа в единицу времени d может служить удельная работа сил трения в двигателе:
где mц – количество цилиндров; Fп – площадь поршня.
При предельно допустимом износе в эксплуатации в шейках коленчатого вала и гильзах цилиндров моторесурс дизеля составит:
Заменяя (5) известное выражение
получим
где i – коэффициент тактности, i = 1,2; Cm – средняя скорость поршня, м/с; Ртр – среднее условное давление трения.
Переменный сомножитель из удельных параметров
Можно принять в качестве комплексного критерия долговечности двигателей при сравнительной оценке их на износ.
Рис. 2. Потери механической энергии на трение в зависимости от скорости вращения вала дизеля при различных температурах масла
Мощность механических потерь на трение можно представить в виде:
где Мс – момент сопротивления двигателя, н•м; v – угловая скорость вращения вала дизеля, рад/с.
Момент сопротивления прокручиванию вала двигателя приближенно выражается известной эмпирической зависимостью:
где h – параметр абсолютной вязкости масла, н•с/м2; Кс – постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей двигателя. Тогда:
Получены зависимости потерь механической энергии на трение в зависимости от температуры дизельного масла и скорости вращения вала дизеля Д 50 М (рис. 2).
- Подставив выражение (11) в (5), получим ещё одну функцию моторесурса двигателя:
- (12)
- В отличие от функции (7), представляющей зависимость моторесурса двигателя от конструктивных параметров, эта формула отражает зависимость долговечности дизеля от режимов эксплуатации.
- Для определения износостойкости важнейших трудящихся деталей дизеля наложенным энергетическим методом в формуле (3) заменим выражение удельной работы сил трения:
- vтр=µt, (13)
- где m – коэффициент трения скольжения; r – нормальное удельное давление; n – относительная скорость скольжения.
- Тогда
- . (14)
Произведение Рn принято считать мерой износа трущихся деталей. Для обеспечения их долговечности оно не должно превосходить норм, выработанных практикой.
При определении моторесурса двигателя по ответственным деталям и узлам, ограничивающим срок его службы и имеющим правомерный износ, представляет интерес лишь наибольшая величина их местных износов. Максимальный местный износ гильзы цилиндра находится в зоне камеры сгорания от трения первых поршневых колец, а у коленчатого вала – во внутренней образующей шейки (между щеками).
Условия работы сил трения в этих зонах и должны приниматься при практических расчетах. В соответствии с этим наиболее точное значение срока службы двигателя может быть получено по исходному выражению (14) с принятием местных значений коэффициента трения, скорости скольжения и нормальных давлений, создаваемых давлением рабочих газов на поршень и силами инерции движущего механизма.
- Удельную силу трения mР в применении к трущимся деталям двигателя внутреннего сгорания выразим через постоянное по углу поворота кривошипа среднее за цикл давление трения
- ,
- где Fп – площадь поршня; Fтрi – площадь рассматриваемой поверхности в дизеле дг – доля среднего давления трения, приходящаяся на рассматриваемую поверхность трения.
- Работа сил трения распределяется в дизеле на трение: в цилиндрах (цилиндрических втулках bц= 0,55–0,65), в шейках коленчатого вала (в = 0,35 + 0,45) и в распределительном механизме к насосах всех систем (bпр =0,03 + 0,05).
Рис. 3. Кривые долговечности дизеля в зависимости от скорости вращения вала (а) и абсолютной вязкости дизельного масла (б)
- Площадь проекции поверхности коренной шейки коленчатого вала
- Fтрi=Fв=dвlв,
- а окружная скорость ее скольжения
- ,
- где dв и lв – диаметр и длина шейки.
- Пренебрегая трением поршня о стенки цилиндра, площадь трения определим по поверхности соприкосновения колец с гильзой:
- Fтрi=Fц=pДhkmk,
- где hk – рабочая ширина поршневого кольца; mk – количество колец на поршне.
- С учетом приведенных зависимостей получим следующее выражение моторесурса двигателя по износу коренных шеек коленчатого вала
- (15)
- и цилиндровых втулок
- . (16)
Из формул (11) и (12) видно, что работа сил трения, а следовательно, и моторесурс двигателя внутреннего сгорания определяются в эксплуатации скоростным и температурным режимом его работы. На рис.
3а,б построены в соответствии с формулой (12) кривые долговечности дизеля в зависимости от скорости вращения вала и абсолютной вязкости дизельного масла.
Кривые приведены для рабочего диапазона изменения n и .
Из полученных выражений видно, что моторесурс двигателя при переменных режимах работы не зависит от нагрузки.
Входящая в отдельные выражения величина среднего давления трения не зависит от нагрузки и определяется тема же параметрами, что и момент сопротивления Ртр = f(n, h).
Отсюда, режимы холостого и груженого хода при одинаковых h и h оказывают на долговечность двигателя примерно одинаковое влияние.
Таким образом, моторесурс дизеля не зависит от следующих основных факторов: степени форсирования, диаметра цилиндра, числа оборотов коленчатого вала, жесткости конструкции и заложенного в ней уровня напряжений, а также удельных давлений между трущимися поверхностями, что косвенно может быть оценено удельным весом двигателя. Значительное влияние на моторесурс оказывает применяемые сорта топлива и масла, режимы работы и пр.
Установим теперь зависимость моторесурса дизеля с помощью теории множественной корреляции от параметров , где Д – диаметр цилиндра (см); n – число оборотов коленчатого вала (об./мин), – показатель степени форсирования; gдиз – удельный вес дизеля (кг/э.л.с.).
Зависимость моторесурса дизеля от каждого из аргументов Д, n, , Ддиз в начале устанавливалась методом парной корреляции, а затем было выведено уравнение множественной корреляции, учитывающее совместное влияние перечисленных выше параметров на долговечность дизеля.
- В линейной корреляционной связи моторесурса и диаметра цилиндра показателем тесноты связи этих двух величин является коэффициент корреляции. вычисленный по формуле
- , (17)
- где rМД – коэффициент корреляции; m – количество исходных величин в статистической выборке.
- При изучении корреляционной зависимости моторесурса дизеля от четырех факторов ограничимся наиболее простым и важным для практических расчетов случаем прямолинейной корреляции, описанной в общем виде уравнением:
- . (18)
- Для удобства расчета выразим все переменные и зависимости между ними в стандартизированном масштабе и, проведя ряд математических преобразований, получим систему нормальных уравнений:
- ;
- ;
- ;
- .
где rмддиз., rмп – коэффициенты корреляции; β2, β3, b4, b5 – стандартизированные коэффициенты уравнения множественной регрессии; К – отношение .
- Определив коэффициенты корреляции rдп, rдк, rдgдиз, rпк, rмgдиз, rкgдиз и используя ранее полученные коэффициенты парной корреляции, найдем численные значения стандартизированных коэффициентов. Подставив значения этих коэффициентов в стандартизированное уравнение
- (19)
- получим уравнение множественной корреляции, характеризующее зависимость моторесурса дизеля от Д, n, , gдиз
- .(20)
- Выводы
1. Полученную для расчета моторесурса формулу (20) можно применять для определения долговечности дизелей.
2. Указанная формула (20) справедлива для номинального режима работы дизеля. Зная среднее значение Р, Ре, g, Д при эксплуатации в определенных климатических зонах и при конкретных режимах работы дизеля, можно ориентировочно оценить влияние режимов эксплуатации на ресурс двигателя.
Библиографическая ссылка
Алиев Ж.А., Пак И.А., Мухтаров Т.М., Турдыбеков М.К. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА РЕСУРС ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ // Международный журнал экспериментального образования. – 2017. – № 1. – С. 52-56;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=11057 (дата обращения: 18.01.2022).
Оптимизация температурного режима двигателя в зимнее время
- Министерство образования и науки Республики Казахстан
- Костанайский социально технический университет
- имени академика З. Алдамжар
- «Допущена к защите»
- ___________ Заведующей
- кафедрой ___________
- ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
- На тему: «Оптимизация температурного режима двигателя в зимнее время»
- по специальности 050713 – «Транспорт, транспортная техника и технологии»
Выполнил Сандуляк В. В.
Научный руководитель
Преподаватель Сатыбалдин Т.Т.
- Дипломную работу защитил с оценкой ________________
- «___» ______________ 2010 год.
- Костанай 2010Костанайский социально-технический университет
- имени академика З. Алдамжар
- Факультет Технический
- Кафедра «Техники и технологии»
- Специальность 050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»
- УТВЕРЖДАЮ
- Зав. кафедрой ___________
- “ ___ ” __________ 20__г.
- Задание
- по дипломной работе студента
- Сандуляк Владимира Владимировича
- (фамилия, имя, отчество)
1. Тема работы: Оптимизация температурного режима двигателя в зимнее время.
- 2. Срок сдачи студентом законченной работы “ __ ”__________200_ г
- 3. Исходные данные к работе: система охлаждения двигателя Д-243 Л
- 4. Перечень вопросов, разрабатываемых студентом:
- Анализ конструкций
- Конструктивная часть
- Охрана труда
- Охрана окружающей среды
- Экономическая эффективность
5. Перечень графического материала:
- Конструкции устройств создания температурного режима (1 лист в пересчете на формат А1)
- Предшествующая система охлаждения двигателя Д-243 Л (1 лист формата А1)
- Сравнение показателей при переохлаждении двигателя (1 лист формата А1)
- Основные технико-экономические показатели (1 лист формата А1)
6. Список рекомендованной литературы:
- Гуревич А. М. и др. Конструкция тракторов и автомобилей. М. 1981- 320 с.
- Болштянский А. П. и др. Основы конструкции автомобилей. М. 2005 -312с
- Томушев М. М. Устройство автомобилей. Издательство .Львов. 1990 – 420с.
- Кузьмин А. В., Чернин И. М., Козинцев Б. С. Расчеты деталей машин: Справочное пособие./Под ред. Ж. И. Васюка. Минск: Высшейшая школа, 1986.-400с.
- Шкрабак В. С., Казлаускас Т. К. Охрана труда./ Под ред. Н. Д. Нагайцева.-М.:Агропромиздат, 1989.-480с.
- Когай Э. И., Хамкин В. А. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта./ Под ред. Н. В. Пинчук.-М.:Транспорт, 1984.-253с.
- Петренко И. Я., Чужинов П. И. Экономика сельскохозяйственного производства. — Алма-Ата.: Кайнар, 1992.-560с.
- Информация о ценах на материалы. Челябинск. 2002 -с.65.
- Банников А. Г. и другие. Охрана природы. М. Агропромиздат. 1985.
7. Дата выдачи задания «_____» _____________2009г.
- Руководитель ______________________________________________________
- (подпись)
- Задание принял к исполнению ________________________________________
- (подпись)
- Календарный план
| № п/п | Наименование этапов дипломной работы | Срок выполнения этапов работы | Примечание |
| 1 | Анализ конструкций | ||
| 2 | Конструкторская часть | ||
| 3 | Охрана окружающей среды | ||
| 4 | Охрана труда | ||
| 5 | Экономическая эффективность |
- Студент-дипломник __________________________
- Руководитель работы _________________________
- СОДЕРЖАНИЕ
- стр
Введение………………………………………………………………………………6
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………..8
1.1 Классификация систем охлаждения двигателей…………………………….8
2. КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………..20
2.1 Сравнительная оценка различных двигателей……………………………..20
2.2 Эффективная система охлаждения двигателя Д-243 Л…………………….25
2.3 Модернизация системы охлаждения двигателя Д-243…………………….30
2.4 Расчет расхода топлива при работе двигателя
в диапазоне низких температур……………………………………………….34
2.5 Прочностные расчеты………………………………………………………..39
2.5.1 Расчет производительности насоса………………………………………39
2.5.2 Расчет крепления кронштейна подогревателя………………………….41
3. ОХРАНА ТРУДА………………………………………………………………..45
3.1 Меры безопасности при техническом обслуживании
транспортных средств…………………………………………………………..45
3.2 Пожароопасность……………………………………………………………..46
3.3 Требования безопасности при обслуживании систем охлаждения……….48
3.4 Подготовка подвижного состава к зиме…………………………………….49
3.5 Условия эксплуатации тракторов зимой……………………………………50
4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ…………………………………………..53
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ…………………………………….56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..61
ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………………….62
ВВЕДЕНИЕ
В производстве сельскохозяйственной продукции важную роль выполняет транспорт, так как подвижные средства обеспечивают необходимые технологические связи между отдельными этапами работ.
От эффективности работы транспорта, качества и количества транспортных средств (автомобилей, колесных тракторов, автомобильных и тракторных прицепов и полуприцепов), рационального их применения в значительной мере зависят результаты производственных процессов в сельском хозяйстве.
Развитие современного сельскохозяйственного производства невозможно без применения большого числа автотранспортных средств, перевозящих грузы не только по нашей стране, но и в зарубежные страны. Современные автотранспортные средства отличаются высокими динамическими качествами, позволяющими достичь относительно большой скорости и маневренности.
Кроме того, при использовании транспортных средств (к примеру, колесных тракторов МТЗ) в транспортных операциях особенностью этих операции является надежность и эксплуатационные качества двигателей мобильных транспортных средств.
От надежной работы двигателя внутреннего сгорания, его мощностных показателей, экономичности, способности длительное время выполнять свое назначение, зависит транспортный процесс.
Особое место в конструктивных факторах двигателя отводится системам охлаждения, так как создание нормального температурного режима существенно влияет на все указанные выше показатели его работы.
То есть если двигатель претерпевает, к примеру, недостаток в температурном режиме (в практике это называют «недогрев»), будет проходить интенсивный износ деталей цилиндропоршневой группы, а далее потеря мощности, экономичности, в итоге выход двигателя из строя.
Поэтому вопросы, связанные с разработками конструкций двигателей транспортных средств, их модернизацией — усовершенствованием различных систем, в частности, рассматриваемой в дипломной работе системой охлаждения, являются очень актуальными.
Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наивыгоднейшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.
Низкие температуры приводят к следующим последствиям для двигателя:
- При запуске двигателя из холодного состояния масло будет загустевшим, и трение между движущимися частями увеличится. Для запуска двигателя потребуется больше энергии.
- Аккумулятор автомобиля потеряет пусковую мощность.
- Топливо будет сильнее конденсироваться на холодных стенках цилиндра, состав смеси ухудшится, приводя к проблемам с запуском двигателя.
- Зимнее дизельное топливо имеет пониженное цетановое число из-за уменьшения содержания парафинов.
- Размер капель впрыскиваемого топлива увеличивается, что затрудняет зажигание и запуск двигателя.
Актуальность проблемы заключается в том, что охлаждение двигателя не должно быть чрезмерным, поскольку теряется полезная теплота и топливо, плохо испаряясь, трудно воспламеняется, медленно горит, вследствие чего мощность двигателя снижается.
Кроме того, частицы топлива, конденсируясь на стенках цилиндра, смывают с них масло и, стекая в картер, разжижают масло. Это ухудшает смазывание трущихся деталей двигателя. Поэтому необходимо осуществлять мероприятия по контролю температурного режима работы двигателя, особенно в зимнее время.
Сюда следует отнести и осуществление предварительного подогрева двигателя перед запуском, что существенно сохранит его ресурс работы, уменьшит расходы на техническое обслуживание, ремонт, затраты на топливо.
Существующие конструкции подогревателей являются либо очень дорогими, либо не установлены на некоторые модели транспортных средств.
Цель исследования: Оптимизация температурного режима двигателя Д-243 Л в зимнее время.
Задачи исследования:
- Изучить обозначенную проблему в специальной технической литературе и на практике.
- Описать и проанализировать современную классификацию систем охлаждения двигателей.
- Выявить недостатки существующих систем охлаждения.
- Разработка нового конструктивного решение подогрева системы охлаждения двигателя Д-243 путем установки подогревателя жидкости в основную систему.
- Объект исследования: Оптимизация температурного режима двигателя в зимнее время.
- Предмет исследования: двигатель Д-243 Л.
- Гипотеза: если осуществлять мероприятия по контролю температурного режима работы двигателя, особенно в зимнее время, сюда следует отнести и осуществление предварительного подогрева двигателя перед запуском, то это существенно сохранит его ресурс работы, уменьшит расходы на техническое обслуживание, ремонт, затраты на топливо.
- Методы исследования: анализ различных конструкций, исследование преимуществ и недостатков различных систем охлаждения, разработка нового конструктивного решения подогрева системы охлаждения двигателя Д-243 путем установки подогревателя жидкости в основную систему.
- Структура дипломной работы отражает логику исследования и его результаты и состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников, приложений.
- 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
- 1.1 Классификация систем охлаждения двигателей
При сгорании топлива внутри цилиндра температура газов поднимается до 2000 °С. Тепло расходуется на механическую работу, частично уносится с выхлопными газами, тратится на лучеиспускание и нагрев деталей двигателя.
Если его не охлаждать, то он теряет мощность (ухудшается наполнение цилиндров рабочей смесью, возникает преждевременное самовоспламенение смеси и т. д.
), усиливается изнашивание деталей (выгорает масло в зазорах) и возрастает вероятность поломки их в результате снижения механических свойств материалов.
Если же двигатель переохлажден, уменьшается количество тепла, переходящего в работу, топливо конденсируется на холодных стенках цилиндров, стекает в картер (масляный резервуар) и разжижает смазку, что также приводит к увеличению износа трущихся деталей и снижению мощности двигателя. Таким образом, поддержание определенного теплового режима двигателя является важным и обязательным делом. Поэтому все автомобильные двигатели имеют систему охлаждения.
Средняя температура газов в течение рабочего цикла двигателя составляет 780…880 °С. Часть теплоты газов передается цилиндрам, головке цилиндров, поршням и другим деталям двигателя, которые вследствие этого сильно нагреваются.
Если такие детали не охлаждать, то нормальная работа двигателя нарушится из-за ухудшения смазочных свойств масла, преждевременного воспламенения рабочей смеси, детонации (в карбюраторных двигателях), уменьшения наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и зазоров в подвижных соединениях. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния деталей двигателя. Она состоит из различных устройств, механизмов и приборов. Теплота от деталей двигателя отводится в атмосферу. Это вынужденные потери тепловой энергии, зависящие от типа двигателя, его конструкции и способа охлаждения.
Охлаждение двигателя не должно быть чрезмерным, поскольку теряется полезная теплота и топливо, плохо испаряясь, трудно воспламеняется, медленно горит, вследствие чего мощность двигателя снижается. Кроме того, частицы топлива, конденсируясь на стенках цилиндра, смывают с них масло и, стекая в картер, разжижают масло. Это ухудшает смазывание трущихся деталей двигателя.
Достоинства и недостатки конструкций устройств создания температурного режима показаны в Приложении А.
В двигателях применяют два способа охлаждения: жидкостное и воздушное. В первом случае теплота от нагретых деталей отводится охлаждающей жидкостью, а от нее передается воздуху, во втором — непосредственно воздухом.
В качестве охлаждающей жидкости используют воду или жидкости с низкой температурой замерзания (антифризы).
Вода должна быть чистой, с небольшим содержанием солей кальция и магния (мягкой). Единица жесткости воды — миллимоль на килограмм (ммоль/кг). Воду считают мягкой, если в ней содержится солей до 1 ммоль/кг, средней жесткости — 1…2,5, жесткой — 2,5…5 ммоль/кг. К
Воду средней жесткости и жесткую без предварительного умягчения применять нельзя, так как при работе двигателя соли осаждаются на стенках деталей, омываемых водой, образуя накипь, которая снижает теплопроводность стенок и ухудшает циркуляцию воды. Это ведет к перегреву двигателя, снижению мощности, интенсивному изнашиванию деталей.
Простейший способ умягчения воды — кипячение в течение 30…40 мин с последующим отстаиванием и фильтрацией через матерчатый фильтр. Воду, которую сливают после работы из системы охлаждения, нужно накапливать, отстаивать и фильтровать для последующего использования.
Широко распространены химические способы умягчения воды тринатрийфосфатом, известью, кальцинированной содой [1].
Нагрев электродвигателей, его причины и влияние на срок службы
Одной из причин выхода электродвигателей из строя раньше срока, на который он рассчитан, является перегрев. Высокая температура в первую очередь влияет на материал электроизоляции.
В результате она становится ломкой, сыпется или даже выгорает, если нагрев электродвигателей превышает допустимые значения. В итоге — короткое замыкание, потеря мощности, поломка силового агрегата.
Чтобы этого не допустить, необходимо разобраться в основных причинах, приводящих к перегреву оборудования.
Причины нагрева двигателей
В промышленности основная часть электродвигателей работает при постоянной нагрузке. К их перегреву могут привести:
- пуск под нагрузкой, к которой двигатель не готов;
- неправильный режим работы;
- высокая систематическая нагрузка;
- обрыв одной из фаз двигателя;
- заклинивание подшипников вала.
Каждый механизм, укомплектованный электродвигателем определенной мощности, которая требуется для выполнения определенных задач. Попытка выполнить объем работы в более сжатые сроки приводит к такому явлению, как аварийные перегрузки, с которыми оборудование не справляется и выходит из строя. Чтобы этого избежать — необходимо строго следовать технологии производственного процесса.
Постоянные высокие нагрузки на пределе нормы также вызывают нагрев двигателя, защитить его можно системой безопасности, оказывающей влияние не на режим работы силового агрегата, а на скорость подачи сырья.
Также следует обращать внимание на то, что оборудование должно работать в определенных условиях.
Если двигатели дымососов должны работать при закрытых шиберах, то необходима система, препятствующая их открытию при низкой температуры воздуха.
Изоляция электродвигателей
Слабым звеном при перегреве двигателя является изоляция обмоток, при высокой температуре ухудшаются ее эксплуатационные характеристики.
Чем выше степень нагрева, тем быстрее меняются в отрицательную сторону диэлектрические и механические свойства материалов.
Изоляционные материалы, применяемые в электрических машинах, подразделяют на семь классов: У, А, Е, В, F, Н, С, предельно допустимая температура которых соответственно равна 90°, 105°, 120°, 130°, 155°, 180°, больше 180 °С.
Если к классу У относятся волокнистые материалы из шелка, целлюлозы, то класс С — это дорогие керамические материалы, иногда применяемые с кремнийорганическим связующим.
Тщательно подбирая допустимую температуру нагрева обмоток к технологическим параметрам двигателя, можно существенно продлить срок его эксплуатации. При выборе необходимо учитывать не только максимально допустимую рабочую температуру, но и условия эксплуатации.
Если некоторые двигатели имеют естественное охлаждение воздухом, то в большинстве случаев они надежно спрятаны под кожухами, где нет вентиляции.
Влияние температуры на срок службы двигателя
Как влияет нагрев двигателей на срок их эксплуатации? Этот вопрос настолько серьезен, что были проведены серьезные исследования. Они выявили, что перегрев всего на 10 градусов сокращает срок службы изоляционных материалов в два раза. Следующие 10 градусов укорачивают этот показатель еще в два раза.
В итоге при перегревании электродвигателя на 40 градусов срок эксплуатации изоляции сокращается в 32 раза, что делает ресурс оборудования настолько минимальным, что его применение становится нерентабельным. Если перегрузки превышают допустимые на 50 %, то можно говорить о почти моментальном разрушении изоляционных материалов.
Это лишний раз подчеркивает важность правильного выбора режима работы электродвигателя.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.
Загрузка...
