Porównywanie układów chłodzenia pośredniego i bezpośredniego, studium rolnicze, Mechanizacja, Układ chłodzenia silnika


Porównanie układów chłodzenia pośredniego i bezpośredniego

Chłodzenie pośrednie i bezpośrednie ma swoje zalety i wady. Porównanie tych układów - według określonych kryteriów - ma na celu wskazanie korzyści i trudności wynikających z ich stosowania. Omówimy niektóre kryteria, jak:

Konstrukcja silnika

Silnik chłodzony cieczą ze względu na większą liczbę części ma bardziej skomplikowaną budowę niż silnik chłodzony powietrzem. Obecność cieczy chło­dzącej sprawia, że są to silniki cięższe od chłodzonych powietrzem. Ze względu na użebrowanie odstępy między cylindrami w silniku z chłodzeniem bezpośrednim są większe, co powoduje wydłużenie całego silnika, a w wyniku stosowania oddzielnych cylindrów kadłub jest mniej sztywny.

Pewność działania

Zawodność układu rośnie wraz ze wzrostem liczby elementów składowych. Wynika z tego, że bardziej zawodny układ jest układ chłodzenia cieczą. Nieszczel­ności w tym układzie prowadzą do ucieczki czynnika chłodzącego i braku chłodzenia. Pod względem pewności działania zdecydowanie bardziej niezawodny jest układ chłodzenia powietrzem.

Wskaźniki pracy

Silniki chłodzone powietrzem szybciej się nagrzewają i przy dużych ob­ciążeniach osiągają wyższą temperaturę. Wpływa to na silniejsze podgrzanie

świeżego ładunku, co pociąga za sobą zmniejszenie współczynnika napełnienia cylindra, a tym samym zmniejszenie mocy silnika. W silnikach benzynowych ta wysoka temperatura utrudnia stosowanie dużych stopni sprężania ze względu na prawdopodobieństwo wystąpienia spalania stukowego. W przypadku silnika wyso­koprężnego wyższa temperatura silnika wpływa korzystnie na przebieg spalania, skracając okres opóźnienia zapłonu. Silniki chłodzone cieczą do osiągnięcia temperatury pracy, tj. ok. 90°C, wykazują stabilność cieplną, co wpływa korzyst­nie na wskaźniki jego pracy.

. Hałaśliwość pracy

Silniki chłodzone powietrzem pracują głośniej niż chłodzone cieczą, ponieważ nie mają warstwy cieczy chłodzącej, tłumiącej hałas silnika.

. Trwałość silnika

Silniki chłodzone powietrzem nagrzewają się szybciej niż chłodzone cieczą, co skraca okres od zimnego rozruchu do osiągnięcia równowagi cieplnej. Skutkiem tego jest mniejsze zużycie wywołane niedostatecznym smarowaniem w niskich temperaturach. Szybsze nagrzewanie się silnika wpływa na mniejsze zużycie gładzi cylindrowej wywołane działaniem roztworu kwasu siarkowego, powstające­go podczas spalania zasiarczonych paliw. W temperaturze poniżej 65°C występuje intensywne skraplanie pary wodnej, która łącząc się ze związkami siarki, tworzy roztwór o działaniu silnie korodującym. Jest to szczególnie widoczne przy - stosowaniu paliwo dużej zawartości siarki (olej napędowy) - w przypadku częstego zatrzymywania silnika i pracy w niskich temperaturach.

. Obsługa i naprawa

Układ chłodzenia bezpośredniego jest układem bezobsługowym w przeciwień­stwie do chłodzenia cieczowego, kiedy to bardzo ważną czynnością obsługową jest kontrola poziomu cieczy chłodzącej i szczelności układu. W przypadku uszkodzenia silnika chłodzonego powietrzem koszty jego naprawy (głównie cylin­dra) są wyższe niż w silniku chłodzonym cieczą.

. Projektowanie i wytwarzanie

Zaprojektowanie i wykonanie odlewów cylindrów i głowic silnika chłodzone­go powietrzem wymaga wyższych nakładów finansowych i dłuższych prób proto­typu na hamowni silnikowej ze względu na trudniejszy dobór materiałów i kon­strukcji zapewniającej optymalne chłodzenie silnika.

Na podstawie powyższych rozważań można określić zalety układów chłodze­nia.

. Chłodzenie bezpośrednie odznacza się:

- prostszą konstrukcją układu,

- większą pewnością działania układu,

- mniejszym zużyciem gładzi cylindrowej silnika,

- bezobsługowością układu.

. Chłodzenie pośrednie odznacza się:

- większą stabilnością cieplną pracy silnika,

- wyższym wskaźnikiem pracy silnika,

- mniejszym hałasem pracy silnika,

- łatwiejszym projektowaniem i tańszym wykonaniem silnika.

Uwzględniając zalety układów, można określić ich zastosowanie w różnych typach silników. Chłodzenie powietrzem jest stosowane głównie tam, gdzie można wykorzystać naturalny opływ silnika powietrzem o znacznej prędkości - w sil­nikach motocyklowych, niektórych lotniczych. Uproszczenie konstrukcji i bezobsługowość spowodowały, że konstruktorzy decydują się na zastosowanie chłodze­nia powietrznego w silnikach małolitrażowych, rolniczych. Chłodzenie cieczowe, głównie ze względu na większą stabilność cieplną i możliwość regulacji intensyw­ności chłodzenia w zmiennych warunkach pracy, znalazło zastosowanie w więk­szości silników trakcyjnych.



Wyszukiwarka