Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство компрессора холодильника

Устройство компрессора холодильника

Те, кто знают принцип работы двигателя внутреннего сгорания, могут легко догадаться, что происходит внутри компрессора. Там также находится поршень, а тоже установлена система клапанов. Испаренный фреон проходит и сразу же нагревается от сжатия, затем выходит под давлением в сторону конденсора. После этого он легко преобразуется в жидкое состояние, отдавая энергию, чтобы после пойти на повторный цикл через капиллярный расширитель.

Главная задача состоит в том, чтобы фреон постоянно циркулировал, как кровь по венам. Вот поэтому зачастую компрессор еще называют сердцем холодильника. Но они могут быть различные, инверторные и простые, то есть, перечислять долго – вступления для этого мало. Давайте рассмотрим, устройство компрессора подробней.

Классификация компрессоров в холодильном оборудовании

Здесь нужно сказать спасибо Быкову А.В. за отличный справочник по компрессорам для холодильников 1992 г. издания.

Вы, естественно, слышали, что в стандартных бытовых холодильниках поршневые компрессоры, и до сих пор считаете, что корейцы, разработав в 1981 г. конструкцию двухшнековой соковыжималки, на самом деле открыли что-то новое? Это полное заблуждение! Винтовые компрессоры существуют с 1878 г., именно с этого времени используются роторы, которые крутятся навстречу друг другу, для создания давление. У винтовых компрессоров в холодильнике, в отличие от поршневых, есть целый ряд преимуществ:

  • Отличный коэффициент сжатия, он, как правило, определяется качеством изготовления, обработки деталей, выдержкой заданных размеров, посадок и допусков. Проще говоря, необходима высокая технологичность.
  • Постоянная скорость кручения валов не зависит от давления в системе. Это дает всем показателям винтового холодильного двухроторного компрессора повышенную стабильность в различных условиях.
  • Возможность плавной регулировки мощности холодильника обычным изменением скорости кручения роторов. Это довольно удобно в инверторных холодильных системах управления.
  • Специфика конструкции такая, что не находится деталей, которые несут высокую нагрузку, благодаря этому агрегат получается довольно долговечным. В паровую камеру добавляется впрыском масло.

Помимо этого, относительно промышленности есть и еще ряд основных преимуществ винтовых двухроторных компрессоров, в отличие от поршневых:

  • Меньше размеры непосредственно компрессора холодильника.
  • Относительно небольшой уровень шума, что дает возможность избежать в ряде случаев проблем с установкой холодильника.
  • Низкий уровень вибраций холодильника. В результате этого не нужно создание прочного и тяжелого фундамента.

Недостаток только один:

  • Небольшое КПД, в случае преобразования фреона из одного состояния в иное непосредственно внутри корпуса холодильника. Это объясняется постоянной скоростью кручения валов и различным уровнем сжатия по этой причине. Поршень-то вращается, пока есть силы, а шнеки мелют, не обращая на что-то внимания. Естественно, когда хватает мощности.

Вот простейшие факты. Но как работает это оборудование, и какие могут быть компрессоры в холодильнике? Данный класс оборудования делится на типы и подтипы

  • Подтип осевые;
  • Подтип центробежные.

  • Подтип с коленчатым валом;
  • Подтип поступательные.
  • Подтип роторные: однороторные и двухроторные.
  • Подтип с катящимся ротором.
  • Подтип спиральные.
  • Подтип пластинчатые.
  • Подтип роторно-поршневые.

Итак, видно, какое количество может быть устройств, и многие из них нашли свое применения.

Динамические компрессоры

В отличие от объемных, данные устройства пользуются «живой» силой лопастей. Если в поршневых и их аналогах вся нагрузка находится на жестких конструкциях, то тут работа происходит за счет вентилятора. Кто знаком с вентиляционными системами и устройствами кондиционирования уже заметили сходство в названиях. И оно вполне логично: внутри динамических компрессоров находятся вентиляторы двух видов:

  • центробежные;
  • осевые;

Большинство читателей уже поняли смысл, но мы все же поясним, что:

  • Центробежные работают благодаря тому, что каждое тело, которое перемещается по кругу, пытается выйти по прямой с орбиты.
  • Осевые вентиляторы — это именно то, чем мы пользуемся в жару для обдува. Только это устройство устанавливают вовнутрь патрубка, чтобы образовалось давление в необходимом направлении. Благодаря этому среда перемещается под воздействием крутящихся лопастей.

Минусы динамических компрессоров явны: в них нет возможности получить хороший коэффициент сжатия, а соответственно, сложно и создать повышенное давление. Например, холодильные устройства нагнетают фреон до 20–30 атм., а многие говорят, что и это не предел. Это довольно высокие данные. Но конструкция динамических компрессоров относительно простая, а это хорошо. Требования к конструкции, наоборот, низкие, и это также отлично.

Поршневые компрессоры

Способ работы компрессора холодильника сильно похож на одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Внутри устройства находится такой же коленчатый вал, приводящийся в движение электромотором. Но есть и другая конструкция, она более экономичная и легче управляется инверторной системой образования импульсов.

В данном случае находится определенный шток с поршнем в конце, который расположен внутри проволочной катушки. Проходящий ток заставляет систему делать поступательные перемещения, благодаря этому и работает холодильник. Сегодня такие технологии являются наилучшими, и корейцы активно используют их в своих изделиях, о чем и создают поучительные и хорошие видеоролики.

В рабочей камере находятся 2 клапана – расходный и приточный. Как правило, они находятся на стенках. Когда же компрессор прямоточный, то вход иногда устанавливается на цилиндре. Но эта конструкция мало распространена. Клапан в дне поршня увеличивает массу движущегося элемента, также тяжело и обеспечить необходимые проходные отверстия. Потому сейчас в технике устанавливаются поршневые непрямоточные компрессоры.

Роторные компрессоры

Двухроторные компрессоры считаются абсолютным аналогом двухшнековой соковыжималки. Вот лишь, как правило, неравнозначны винтовые спирали. В ведущем роторе находится 4 выступа с немного округленными верхушками, под них на ведомом сделаны 6 ложбинок требуемого профиля. Оба вала размещаются в двойной цилиндрический корпус и по всей длине касаются друг друга. Вращение идет навстречу.

Выходное и заборное отверстия для фреона, как правило, находятся по диагонали:

  • сжатый газ выводится в конце спиралей внизу;
  • хладагент проходит в начале роторов вверху.

Конструкция сделана так, что спирали роторов надежно присоединялись к корпусу. Вращение происходит таким образом, чтобы от заборной камеры части воздуха выходили вбок (по разным сторонам), захватываясь вращающимися валами. На первом роторе этих порций 4, на втором 6. Вращаясь по окружности, в результате книзу спирали встречаются. Последующее кручение приводит к сильному сжатию фреона, под высоким давлением он выходит наружу.

Чтобы уяснить всю прелесть этой системы, вспомните, что у двухшнековых соковыжималок наибольший коэффициент отжима, и они могут перемалывать даже кости, когда изготовлены из металла, без большого ущерба. Такая конструкция компрессора холодильника дает возможность создать ударное давление, которого тяжело добиться в других случаях.

Напомним, что в паровую камеру холодильника проходит под впрыском масло для снижения трения. Однако это не одна причина. Вероятно, что КПД оборудования зависит непосредственно от того, как герметичны части роторов. Масло с помощью поверхностного натяжения образует пробку между корпусом и спиралями. Благодаря этому без каких-то усилий увеличивается давление. А соответственно, можно уменьшить скорость вращения для получения необходимых показателей, снизить потребляемую мощность, уменьшить технические требования к качеству и изготовлению деталей холодильника.

Способ работы холодильного компрессора далек от винтового, и, вероятно, зря. Но не надо считать, что повсюду царят поршни. Мы уже говорили, что большинство тепловых насосов имеют спиральный компрессор. Здесь находится ротор и статор. Это две спирали, вдетые друг в друга. При круговом перемещении ротора фреон сильно сжимается и выходит наружу.

Подводя итог

Итак, мы и рассмотрели, какие конструкции бывают, и каким образом работает холодильный компрессор. Теперь вы знаете, зачем нужен холодильнику компрессор, и усвоили немалый объем знаний в этой области. Данная статья объясняет, хоть и вкратце, что такое винтовые компрессоры.

Автохолодильники: тонкости правильного выбора

Теплый лимонад и жидкое мороженое — не самые вкусные угощения на пикнике. Сохранить напитки и продукты в той кондиции, что была при покупке в магазине, поможет автомобильный холодильник. Аксессуар всем известный и широко представленный в продаже. Осталось только сделать правильный выбор, с учетом технических характеристик и особенностей конструкции. «Движок» будет разбираться с вопросом.

Читать еще:  Бензонасос на прямую а двигатель не заводится

Автомобильным называют сейчас любой небольшой холодильник, способный питаться от сети постоянного тока 12 / 24 В. По принципу системы охлаждения такие устройства делятся на компрессорные, абсорбционные и термоэлектрические, работающие на полупроводниковом модуле Пельтье. Первые два типа, хоть и предназначаются для использования в автомобилях, относятся к торгово-промышленному оборудованию, стоят дорого, от 30 тысяч рублей и выше, так что рассматривать их здесь не будем, а поговорим о «гражданских» автохолодильниках. Многообразие здесь огромно: сегодня на Яндекс.Маркет в этой категории насчитывается более четырехсот предложений, цены начинаются от 2 500 рублей. Средняя стоимость: 4 000 — 6 000 рублей. Среди наиболее заметных брендов тут можно назвать такие как AVS, Ezetil, Mobicool, Mystery, Rolsen, Supra, Waeco.

Используемый в автохолодильниках термоэлектрический модуль работает за счет теплового эффекта, возникающего при пропускании тока через последовательно соединенные полупроводники p и n типа. Благодаря этому автохолодильник способен функционировать и как подогреватель.

Разновидности

Существуют два основных вида автохолодильников: «жесткий» и «мягкий». Первый представляет собой пластиковый термоконтейнер, пространство между внутренней и внешней стенками у которого заполняется теплоизолирующий материалом на основе пенопласта. Охлаждающий элемент чаще всего размещается в крышке, реже в стенках контейнера. В некоторых моделях крышка с охладителем делается съемной, что позволяет использовать ее отдельно от контейнера.

«Мягкий» тип представляет собой тканевую сумку, внутри стенок которой проложен толстый слой синтетической термоизоляции. По сути такие автохолодильники представляют собой обычные термосумки, только оснащенные модулем охлаждения. Здесь он чаще всего размещается в стенке, реже в верхней части, и может быть сделан легкосъемным, либо устанавливаться на винтовых креплениях.

Достоинствами «жесткого» типа является лучшая термоизоляция, что позволяет дольше сохранять холод без подключения к питанию. Также пластиковый короб гораздо проще, чем матерчатую сумку, отмыть от загрязнений, неизбежно появляющихся в процессе пикника. За счет жестких стенок сохранность содержимого здесь лучше, но сам короб при ударе можно расколоть, чего не грозит мягким стенкам холодильника-сумки. При этом сумка более удобна в переноске и имеет меньший собственный вес.

Автохолодильники на основе изотермического пластикового контейнера и матерчатой термосумки.

Объем камеры

Вместимость у всех автохолодильников разная, и объем камеры может составлять от 10 до 40 литров. Как правило, производители ориентируются на типовые размеры упаковок напитков и продуктов, и придают своим изделиям форму прямоугольного параллелепипеда, что позволяет уместить в холодильник продукт в любой стандартной таре.

Но все же стоит иметь ввиду, что в холодильник небольших размеров крупные 2-литровые бутылки могут не поместиться. Особенно это относится к холодильникам в виде контейнера, у которого, в отличие от сумки, борта не могут деформироваться. Поэтому важен не только объем, а еще и размеры холодильной камеры.

Эксклюзивный микрохолодильник для охлаждения банки объемом 0.33 литра. Модель для необремененных семьей и друзьями свободных художников, питающихся солнечным светом. Цена гаджета — 1 890 руб.

В виде примера по вместимости в тот или иной объем, можно привести протестированный нами холодильник AVS: при объеме камеры 24 литра ее размеры составляют 44.5 см в длину, 24.5 см в ширину и 24.5 см в глубину. На практике это позволяет вместить 18 полулитровых алюминиевых банок либо 3 двухлитровые пластиковые бутылки, и еще остается немного свободного место для продуктов небольшого размера, например, мороженого и фруктов.

Температура охлаждения

В описаниях холодильников обычно указывается два параметра: максимальная низкая температура и охлаждение относительно окружающей среды. Здесь холодильники-сумки могут охлаждать от +5 до +7 С, а разница с внешней температурой может быть до 16 — 18 С. Вторая характеристика на практике оказывается более важна. Например, если на улице + 25 С, то температура в холодильнике уже не может быть ниже 7 — 9 градусов.

Как правило, лучшие характеристики здесь имеют холодильники-контейнеры, способные охлаждать с разницей температур от 22 до 28 С (в зависимости от модели). При этом изотермические свойства пластикового термоконтейнера, как правило лучше, чем у термосумки, и холодильник-короб дольше сохраняет продукты в первичной кондиции.

Энергопотребление

Потребляемая мощность большинства моделей автохолодильников составляет от 40 до 75 Вт. Она находится в прямой зависимости с размерами холодильной камеры и наибольшей температурой охлаждения относительно окружающей среды. Чем больше эти показатели — тем прожорливее будет холодильник. При этом, в мощных моделях энергию активно потребляют вентиляторы, отводящие тепло от «горячей» стороны термоэлектрического модуля.

Таким образом, мощный холодильник на 75 Ватт в режиме непрерывного охлаждения должен будет съесть полностью заряженный аккумулятор емкостью 60 А/ч за 9 часов 36 минут. (Считаем по самой простой общей формуле: создаваемая нагрузка (I, Ампер) равна отношению мощности электроприбора (P, Ватт) к напряжению в сети (U, Вольт). I=P/U. Подставляем в формулу паспортные данные по мощности и напряжение АКБ — 12 В. Получаем значение нагрузки и делим на него емкость батареи.) В свою очередь, холодильник на 40 Ватт, будет потреблять вдвое меньше, разрядив до критического минимума 60-амперную батарею за 18 ч.

Возможность питания автохолодильника от сети 220 В окажется очень полезной при использовании на даче или оборудованном кемпинге.

Каков итог?

В завершение обзора несколько советов. Стоит выбирать изделия из прочных и легко моющихся материалов. Очень важными для автохолодильника являются изотермические свойства (способность сохранять холод), однако в магазине их проверить нельзя, а производители никаких данных не приводят. Здесь можно ориентироваться разве что на толщину стенок: чем она больше — тем дольше он будет сохранять температуру. Но тем большей будет масса и внешние размеры, либо меньше объем камеры. Важное значение имеет и максимальная температура охлаждения относительно окружающей среды. Чем она больше — тем холодильник эффективнее. Но при этом большей будет масса и расход энергии. Но потреблению большого значения придавать не стоит — сценарий длительного непрерывного охлаждения продуктов на протяжении многих часов вряд ли реализуется на пикнике.

Тепловые двигатели и холодильные машины. Паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, турбина холодильник

Из формулировки второго начала термодинамики по Кельвину следует, что вечный двигатель второго рода — периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет охлаждения одного источника теплоты, — невозможен. Для иллюстрации этого положения рассмотрим работу теплового двигателя (исторически второе начало термодинамики и возникло из анализа работы тепловых двигателей).

Принцип действия теплового двигателя приведен на рис. 85.

От термостата с более высокой температурой Т1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой Т2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2, при этом совершается работа А = Q1Q2.

Чтобы термический коэффициент полезного действия теплового двигателя был равен 1, необходимо выполнение условия Q2 = 0, т. е. тепловой двигатель должен иметь один источник теплоты, а это невозможно.

Процесс, обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холо­дильной машине, принцип действия которой представлен на рис. 86.

Системой за цикл от термостата с более низкой температурой Т2 отнимается количество теплоты Q2 и отдается термостату с более высокой температурой Т1 количество теплоты Q1. Для кругового процесса, согласно (56.1), Q=A, но, по условию, Q = Q2 – Q1

Паровой двигатель

Это двигатель, приводимый в действие силой пара. Пар, получаемый путем нагрева воды, используют для движения. В некоторых двигателях сила пара заставляет двигаться поршни, расположенные в цилиндрах. Т.о. создается возвратно-поступательное движение. Подсоединенный механизм обычно преобразует его во вращательное движение. В паровозах (локомотивах) используются поршневые двигатели. В качестве двигателей используют также паровые турбины, которые дают непосредственно вращательное движение, вращая ряд колес с лопатками. Паровые турбины приводят в действие генераторы электростанций и винты кораблей. В любом паровом двигателе происходит превращение тепла, вырабатываемого при нагреве воды в паровом котле (бойлере) в энергию движения. Тепло может подаваться от сжигания топлива в печи или от атомного реактора.

Читать еще:  В каком году был создан двигатель внутреннего сгорания

Паровые двигатели, такие как раньше использовались в локомотивах, работают на производимом при нагревании воды паре. Угольная или дровяная топка (1) нагревает котел, напол-ненный водой (2), который производит пар. Пар поднимается и через сухопарник(3) выталкивается через трубы в цилиндр (4), где он вызывает обратное движение поршня (5). Связанный с поршнем рычаг (6) это золотниковый клапан (7), который сначала позволяет пару попасть в цилиндр (как показано), закрывая выпускное окно (8). Это создает давление, которое двигает поршень вперед и приводит к тому, что золотниковый клапан становится в такое положение, когда выпускное окно открывается и пар выходит наружу. Движение колес заставляет поршень двигаться назад, и все начинается снова.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (сокращённо ДВС) — это тип двигателя, тепловой машины, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.

30.Цикл Карно и его кпд для идеального газа.

Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой Тн, холодильника с температурой Тк и рабочего тела.

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

Изотермическое расширение. В начале процесса рабочее тело имеет температуру Тн, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты Qн. При этом объём рабочего тела увеличивается.

Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение . Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

Изотермическое сжатие. Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты .

Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие. Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

При изотермических процессах температура остаётся постоянной, при адиабатических отсутствует теплообмен, а значит, сохраняется энтропия:

при

Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно

.

Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдало холодильнику

.

Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

.

Из последнего выражения видно, что КПД тепловой машины Карно зависит только от температур нагревателя и холодильника. Кроме того, из него следует, что КПД может составлять 100 % только в том случае, если температура холодильника равна абсолютному нулю. Это невозможно, но не из-за недостижимости абсолютного нуля (этот вопрос решается только третьим началом термодинамики, учитывать которое здесь нет необходимости), а из-за того, что такой цикл или нельзя замкнуть, или он вырождается в совокупность двух совпадающих адиабат и изотерм.

Поэтому максимальный КПД любой тепловой машины будет меньше или равен КПД тепловой машины Карно, работающей при тех же температурах нагревателя и холодильника.

31.Уравнение Ван-Дер-Ваальса. Изотермы Ван-Дер-Ваальса и их анализ. Внутренняя энергия реального газа.

Ван-дер-Ваальсом в уравнение Клапейрона — Менделеева введены две поправки.

1. Учет собственного объема молекул. Наличие сил отталкивания, которые проти­водействуют проникновению в занятый молекулой объем других молекул, сводится к тому, что фактический свободный объем, в котором могут двигаться молекулы реального газа, будет не Vm, а Vmb, где b — объем,занимаемый самими молекулами.

Объем b равен учетверенному собственному объему молекул. Если, например, в сосуде находятся две молекулы, то центр любой из них не может приблизиться к центру другой молекулы на расстояние, меньшее диаметра d молекулы. Это означает, что для центров обеих молекул оказывается недоступным сферический объем радиуса d, т. е. объем, равный восьми объемам молекулы или учетверенному объему молекулы в рас­чете на одну молекулу.

2. Учет притяжения молекул. Действие сил притяжения газа приводит к появлению дополнительного давления на газ, называемого внутренним давлением. По вычислени­ям Ван-дер-Ваальса, внутреннее давление обратно пропорционально квадрату моляр­ного объема, т. е. где а — постоянная Ван-дер-Ваальса, характеризующая силы межмолекулярного при­тяжения, Vm молярный объем.

Вводя эти поправки, получимуравнение Ван-дер-Ваальса для моля газа(уравнение состояния реальных газов):

Для произвольного количества вещества v газа (v=m/M) с учетом того, что V=vVm, уравнение Ван-дер-Ваальса примет вид

где поправки а и b — постоянные для каждого газа величины, определяемые опытным путем (записываются уравнения Ван-дер-Ваальса для двух известных из опыта состоя­ний газа и решаются относительно а и b).

Изотермы Ван-дер-Ваальса — кривые зависимости р от Vm при заданных Т, определяемые уравнением Ван-дер-Ваальса для моля газа. Эти кривые имеют довольно своеобразный характер. При высоких температурах (T > Tк) изотерма реального газа отличается от изотермы идеального газа только некоторым искажением ее формы, оставаясь монотонно спадающей кривой. При некоторой температуре Tк на изотерме имеется лишь одна точка перегиба К.

Эта изотерма называется критической, соответствующая ей температура Tк — крити­ческой температурой; точка перегиба К называется критической точкой; в этой точке касательная к ней параллельна оси абсцисс. Соответствующие этой точке объем Vк, и давление рк называются также критическими. Состояние с критическими парамет­рами (pк, Vк, Tк) называется критическим состоянием. При низких температурах (Т

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.006 с) .

Воздушное охлаждение двигателя: принцип работы, преимущества и недостатки

Большинство автолюбителей знакомо лишь с традиционными типами двигателей с жидкостной СОД. А ведь существуют и моторы, где используется воздушное охлаждение двигателя, и это не только ЗАЗ 968. Давайте подробно рассмотрим устройство, принцип действия воздушной системы охлаждения, а также недостатки и преимущества такого решения. Эта информация будет полезна для каждого автолюбителя.

Назначение

В процессе работы ДВС температуры в камере сгорания могут достигать 2000 градусов. Если не будет надежной системы охлаждения, повысится расход масла и горючего. Перегрев приведет к быстрому износу и поломке двигателя.

Если мотор не будет достаточно прогреваться, это также будет на нем негативно сказываться. Если наблюдается переохлаждение, это грозит снижением мощности, интенсивным износу, повышенным расходом горючего.

Более того, в большинстве современных автомобилей, кроме основных задач, данная система выполняет и второстепенные функции. Первым делом это обеспечение работы отопителя. Также система призвана охлаждать не только сам двигатель, но и масло, жидкость в автоматической коробке передач. Иногда она действует и на дроссельный узел вместе с впускным коллектором.

В современной системе (будь то жидкостное или воздушное охлаждение двигателя) рассеивается до 35 процентов тепла, произведенного в результате горения топливо-воздушной смеси.

Устройство и принцип действия

В воздушной системе самым главным является воздушный поток. При помощи воздуха тепло отводится от камер сгорания, ГБЦ, масляных радиаторов. Система представляет собой вентилятор, охладительные ребра в цилиндрах и на ГБЦ. Также в устройстве имеется съемный кожух, дефлекторы и решение для контроля за работой системы. Вентилятор системы охлаждения двигателя оснащен сеткой для защиты лопастей от попадания посторонних предметов.

Дополнительные ребра позволяют увеличить площадь поверхности, которая контактирует с воздухом. За счет этого воздушное охлаждение двигателя эффективно справляется со своей задачей.

Поток воздуха при работе двигателя в принудительном порядке подается к мотору при помощи лопастей вентилятора – они преимущественно изготовлены из алюминия. Не нужно объяснять, наверное, почему включается вентилятора охлаждения на холодном двигателе. Воздушный поток проходит между ребрами, а затем равномерно разделяется за счет дефлекторов и проходит через все горячие детали двигателя. Таким образом, мотор не нагревается чрезмерно.

Вентилятор подает в систему охлаждения поток воздуха объемом 30 кубических метров в минуту. Этого достаточно для обеспечения нормальной работы мотора с невысокой мощностью и небольшим объемом.

Читать еще:  Двигатель время от времени теряет обороты

Как устроен вентилятор?

Данный узел является основным в воздушном охлаждении двигателя. Главная деталь – это ротор вентилятора. Чтобы оптимизировать воздушный поток, форму и конструкцию элементов тщательно просчитали инженеры.

Вентилятор представляет собой направляющий диффузор и ротор, оснащенный восемью лопатками, расположенными радиально. Диффузор обладает своими лопастями – они имеют переменное сечение. Главная их задача – создать направленный воздушный поток. Они сделаны неподвижными и равномерно распределены по окружности.

Лопасти на направляющем аппарате призваны менять направление потока воздуха – воздушный поток движется в сторону, которая противоположна вращению ротора. Это повышает давление воздуха и улучшает охлаждение двигателя.

Вентилятор на ранних конструкциях приводился в движение от шкива коленчатого вала с помощью приводного ремня. Направляющее устройство неподвижно и закреплено на блоке двигателя. В более современных четырехтактных двигателях воздушного охлаждения вентилятор приводится в действия за счет электродвигателя. Но таких моделей мало.

Естественная система воздушного охлаждения

Это считается наиболее простым решением. На внешней поверхности блока двигателя установлены специальные ребра, через которые и отдается максимальное количество тепла. Данную систему можно встретить на мотоциклах, различных мопедах и скутерах, поршневых моторах самого разного назначения.

Преимущества

Главное среди всех прочих преимуществ воздушного охлаждения двигателя – это простота конструкции. В системе отсутствует помпа, радиатор, термостат, патрубки и хомуты, трубки подвода и оттока антифриза.

Второе важное преимущество – высокая ремонтопригодность. Например, в тракторных силовых агрегатах имеются индивидуальные цилиндры. Если случилась поломка, то при необходимости можно заменить цилиндр или устранить неисправность. В двигателях с жидкостным охлаждением в случае повреждения какого-либо из цилиндров придется менять блок полностью либо выпрессовывать гильзы.

Для примера не стоит далеко ходить. Возьмем двигатель Tatra T815. Это мотор с воздушным охлаждением. Головки блока здесь сделаны раздельными. В случае необходимости ремонта не нужно снимать ГБЦ полностью. Даже очень серьезные работы по ремонту можно производить без демонтажа блока двигателя.

Двигатели, оснащенные воздушным охлаждением, более ресурсные. Если в моторе с жидкостной системой повредятся патрубки или ослабятся хомуты, то агрегат эксплуатировать нельзя, так как охлаждающая жидкость уйдет. Также существует опасность выброса горячей жидкости из системы. Всех этих недостатков лишены воздушные системы.

Даже серьезные повреждения охлаждаемой поверхности на блоке двигателя или ГБЦ не смогут помешать дальнейшему использованию мотора. Это очень большой плюс. Кроме того, двигателю нужно значительно меньше времени для выхода в рабочий режим – нет необходимости в прогреве жидкости, что актуально зимой. Все это обуславливает значительно меньшие затраты на обслуживание и эксплуатацию подобных силовых агрегатов.

Недостатки

Не обошлось и без недостатков. Прежде чем приобрести авто, оснащенный подобной системой охлаждения, следует знать основные минусы данных решений.

Так, работа двигателя сопровождается непомерно громким шумом. Шум этот создает работающий вентилятор. Еще один минус – это размеры, так как мотор комплектуется обдувающими устройствами. Даже при современных темпах развития технологий, воздушные потоки неравномерно направлены, а значит, есть риск локальных перегревов. Двигатели такого типа очень чувствительны к качеству бензина, масла, предъявляются высокие требования к состоянию основных деталей в моторе.

Но автомобили с такой системой прочно заняли свое место в автомобилестроении. Этими силовыми агрегатами оснащают грузовые авто, есть несколько легковых моделей. На воздушном охлаждении работает сельскохозяйственная и военная техника, некоторые дизельные двигатели.

Популярные мифы

Первым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Он полностью подорвал доверие отечественного водителя к такой системе. Часто автовладельцы жаловались на сильные перегревы, недостаточную мощность и частые выходы из строя. При этом немецкий «Жук» с примерно такой же системой пользовался большой популярностью, спрос на него был очень хороший.

Давайте, основываясь на характеристиках немецкого автопрома, подробно рассмотрим и разрушим популярные мифы, которые преследуют двигатели такой конструкции.

ДВО проигрывает жидкостной системе за счет перегревов

Это не истина в последней инстанции. На самом деле температурные характеристики, наоборот, следует считать преимуществом. Естественно, за счет пониженной теплопроводности воздух просто не сможет так быстро отводить тепло, как в системах с антифризом.

Но разница между температурой на цилиндрах и температурой внешних сред значительно больше, чем между жидкостью и стенками блока и ГБЦ. Погода в меньшей степени способна влиять на температурный режим охлаждения. Двигатели с жидкостной системой имеют повышенный риск перегрева летом. Особенно это актуально в жаркий знойный день. Также владельцы могут столкнуться с проблемой, почему включается вентилятор охлаждения на холодном двигателе. В «воздушниках» такого нет.

Габариты

Выше среди недостатков мы выделили пункт о габаритах. Если сравнить между собой размеры моторов с разными типами охлаждения и прочими одинаковыми характеристиками, то преимущество все равно будет за «воздушником».

Даже несмотря на то, что вентилятор и дефлектор – это достаточно громоздкие устройства, параметры «воздушника» меньше, чем в варианте с жидкостным охлаждением.

Кроме того, для размещения традиционной водяной системы нужно больше пространства под капотом, чтобы разместить дополнительное оборудование. На кузове установлен немаленький радиатор с вентилятором. Немало места занимают шланги и патрубки.

«Воздушники» проигрывают в надежности

Статистика показывает, что в одном из пяти случаев отказа мотора виной является жидкостное охлаждение. Причина здесь в следующих деталях – термостат, радиатор, помпа. Даже самый современный двигатель воздушного охлаждения Tatra образца 89 года более надежен, чем мотор нового «Поло-Седан» или «Соляриса».

Что же касается «воздушников», то вероятность поломки значительно ниже, так как конструкция намного проще – только вентилятор и дефлектор.

«Воздушники» громкие

А вот это правда. Но даже огромный самосвал «Татра» не ревет, мотор просто более шумный. В особенностях конструкции не предусмотрено каких-либо эффективных звукопоглощающих систем. В жидкостных двигателях такие системы есть. Кроме того, шум усиливается за счет прохождения воздушных потоков через ребра цилиндров и головок.

Типичные неисправности

При всей надежности воздушных систем, поломки случаются и здесь. Одна из популярных неисправностей – это электроника. В системе имеется датчик температуры. Для тех, кто не знает, где находится датчик температуры двигателя: он расположен в масляном поддоне. В результате завышенных показаний данного датчика система может дать сбой.

Если на панели приборов загорелась лампа неисправности, то чаще всего причина заключается в обрыве ремня. Реже всего диагностируются проблемы, связанные с термостатом.

Особенности выбора масла

Есть мнение, что нужно использовать специальное масло для двигателей с воздушным охлаждением. И это так. Дело в том, что температура нагрузки на детали поршневой группы в двигателях с воздушным охлаждением значительно выше, чем у агрегатов с водяным.

В основе этих специальных масел чаще всего лежат полиальфаолефиновые масла грубой очистки на базе минеральной или синтетической природы. К этому комплексу применен комплект присадок, обеспечивающих надежную защиту двигателя, противостоящих залеганию колец, улучшающих энергосбережение. В любых маслах уже имеются добавки, которые эффективно защищают агрегат от заклинивания за счет устойчивой базовой формулы.

О ремонте и обслуживании

Для эксплуатации данных двигателей владелец должен немного понимать принцип работы системы и знать, где находится датчик температуры двигателя. В остальном, это надежная охлаждающая система, аналогов по простоте устройства которой нет. Не нужно раз в два года менять антифриз, не нужно использовать герметик для устранения течей, периодически менять помпу. И таких «не нужно» достаточно много.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель с воздушным охлаждением. Как видите, это весьма надежные агрегаты. Однако, как показывает статистика, серийных авто с такими ДВС очень мало. В большинстве автопроизводители практикуют классическое жидкостное охлаждение двигателя. Воздушное можно встретить разве что на некоторых грузовиках и на скутерах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector