Системы охлаждения газопоршневых двигателей

Высокоэкономичная работа газопоршневого двигателя с минимальным износом основных деталей обеспечивается поддержанием оптимального температурного режима системы охлаждения и смазки или температурой охлаждающей жидкости и температурой смазочного масла.

Температура охлаждающей жидкости и масла влияют на такие показатели работы газопоршневого двигателя, как индикаторный КПД , механический КПД и коэффициент наполнения цилиндров , которые в свою очередь определяют эффективный удельный расход топлива .

Повышение температуры охлаждающей жидкости при постоянном ее расходе приводит к уменьшению отводимой теплоты от двигателя и к росту в целом индикаторного КПД и мощности двигателя.

Однако, как указывается в работе [27], только 10 – 15 % удерживаемой теплоты идет на увеличение индикаторной работы и повышение , остальная часть отводится с выхлопными газами, температура которых при этом возрастает.

Температура стенок цилиндров при этом также повышается, что приводит к снижению коэффициента наполнения цилиндров и коэффициента избытка воздуха и в целом к снижению индикаторной мощности двигателя.

При повышении температуры стенки цилиндра существенно снижается вязкость масла и соответственно мощность, затрачиваемая на трение. Следствием чего является повышение механического КПД. При повышении температуры до 110 – 115 ^оС вязкость масла стабилизируется. Однако на практике температуру охлаждающей жидкости не повышают выше 70 – 85 ^оС при этом вязкость масла снижается до минимально допустимого значения, при котором возможна надежная работа трущихся деталей двигателя. Следует иметь в виду, что допускается некоторое повышение температуры охлаждающей жидкости на режимах неполных нагрузок.

В практике эксплуатации газопоршневых двигателей наибольшее распространение получили следующие способы регулирования температуры охлаждающей жидкости и масла.

На рис 7.10 а представлена схема регулирования температуры охлаждающей жидкости с помощью терморегулятора и перепускного канала.

В терморегуляторе охлаждающая жидкость, поступающая из двигателя, делится на два потока; один из которых проходит воздушный охладитель и с пониженной температурой поступает в линию подвода охлаждающей жидкости к двигателю, другой по перепускному каналу с исходной температурой также подается в линию подвода. Смешение двух потоков позволяет поддерживать температуру охлаждающей жидкости в необходимых пределах.

Указанная система позволяет значительно сократить время прогрева холодного двигателя.

К недостаткам данной схемы следует отнести сложность, а иногда и невоз­можность обеспечения оптимальной температуры при работе на малых нагрузках даже при минимально возможном расходе охлаждающей жидкости через охладитель.

На рис.7.10.б представлена схема регулирования температуры масла. В контуре циркуляции масла не устанавливается регулирующая арматура – это делается с целью снижения гидравлического сопротивления тракта на режимах пуска непрогретого двигателя. В охладителе получение необходимой температуры масла обеспечивается подачей соответствующего количества охлаждающей жидкости с требуемой температурой. Регулирование расхода охлаждающей жидкости происходит с помощью регулятора и байпасной линии во вторичном контуре охлаждения.

Рис.7.10. Схемы регулирования температуры охлаждающей жидкости:

а – охлаждение двигателя; б – охлаждение масла