Температуры прогрева двигателей ман (с)

Средняя скорость жидкости w (м/с) в трубопроводах системы охлаждения подсчитывают по выражению

,

а расход жидкости G в единицу времени соответствовал зависимости

,

где V – объем жидкости, м³;  – плотность жидкости, кг/м³; f – площадь поперечного сечения для прохода несжимаемой жидкости, м².

При изменении w от 0,35 до 0,50 м/с и температурах охлаждающей жидкости от +30 до +80°С для тосола в шланге отвода к радиатору двигателя снижение температуры охлаждающей жидкости от входного патрубка до датчика температуры штатного термометра соответствовало данным табл. 2. По итогам исследований было предложено расширить проходные сечения шлангов в системах охлаждения. Позднее итоги исследований привели к внесению аналогичных изменений заводом Икарус в г. Матиашфельд (Венгрия).

В результате исследований было установлено, что при низких температурах наружного воздуха от -18 …-15°С время прогрева автобусов до начала движения не должно быть короче 10 минут при любых показаниях штатного датчика температуры на щитке приборов автомобиля.

Оптимизация температурного состояния моторных отсеков автомобилей «ГАЗель», «ГАЗ-3309» и других путем установки тепловых экранов на выпускных коллекторах ДВС, монтажа теплоизоляции на внутренних поверхностях панелей и отражающих элементов поверх слоя теплоизоляции в моторных отделениях при восстановлении автомобилей

Начиная с 1971 г. по настоящее время на АМФ НГТУ им. Р.Е. Алексеева (кафедра «Автомобильный транспорт») проводились совместные с ОАО ГАЗ, ЗМЗ и другими предприятиями исследования по оптимизации температурного режима моторных отсеков автомобилей с «передним» расположением двигателей. Эти работы выполнялись как по хоздоговорам, так и по договорам о совместных исследованиях между НГТУ и промышленными предприятиями. Результаты исследования были приняты заказчиками и опубликованы в открытой печати, учтены при совершенствовании автомобилей.

По результатам исследований было установлено следующее. Экспериментально полученные и проверенные расчетами данные по удельным тепловым потокам «q» составили для двигателей УЗАМ-331: 5,2710⁵ Вт/м²; для ЗМЗ-405 и ЗМЗ-406: 5,6...5,810⁵ Вт/м²; ММЗ-Р-4: 4,6...4,810⁵ Вт/м² при индикаторных КПД η_i = 0,316...0,326. Установка в моторных отсеках теплоизолирующего покрытия толщиной 2,5... 3,0 мм с внутренним (для моторных отсеков) свето- и теплоотражающим зеркальным слоем улучшала эффективность теплоотвода от двигателей на 8...12% при теплопроводности материала теплоизолирующего покрытия в пределах  = 2,5...4,510^-4 ккал/(смсград.). При «степени черноты», отражающей световые и тепловые лучи поверхности покрытия от 0,05 до 0,07, «комбинированное» воздействие теплоизоляции и покрытия снижало в жаркую погоду максимальные температуры на поверхностях панелей моторных отсеков с 93 до 74°С и уменьшало затраты на охлаждение автомобильных двигателей, что положительно сказалось па сохранности лакокрасочных покрытий снаружи и внутри капотов и крыльев автомобилей. Выполненные исследования показали, что в случаях установки тепловых экранов на выпускных коллекторах двигателей максимальные температуры наружных теплоизлучающих поверхностей тепловых экранов выпускных коллекторов были уменьшены на 150...180°С (т.е. составляли не более 320С) по сравнению с максимальными температурами наружных теплоотдающих поверхностей неэкранированных патрубков выпускных коллекторов ДВС, температуры которых достигали 500...520°С. Установка отводящих патрубков в верхних частях экранов выпускных коллекторов увеличивала долю конвекционного теплообмена K_k от 0,30 до 0,40...45 по выражению:

,

где Q_x – нагрев внутренней поверхности экрана от тепловых излучений выпускного коллектора ДВС; f_х – площадь проекции экрана на горизонтальную плоскость по нормали к излучению; С₁ – коэффициент лучеиспускания наружных стенок выпускного коллектора (0,7); С₂ – коэффициент поглощения теплоты внутренней поверхностью теплового экрана (0,5); Т_тл – температуры тепловых лучей излучения наружных поверхностей коллектора, К; Т_э – температуры внутренней поверхности теплового экрана, К; К_k – коэффициент учета конвекционного теплообмена (при отсутствии теплоотводящего патрубка теплового экрана значения К_k.  0,30...0,32; при наличии теплоотводящего патрубка в верхней части тепловою экрана К_k. = 0,45...0,52).

Несмотря на то, что подобные работы выполнялись на АМФ с 1990 года для лаборатории испытаний грузовых автомобилей УКЭР ГАЗ, промышленные образцы тепло- и светоотражающих внутренних поверхностей моторных панелей появились на автомобилях ОАО ГАЗ несколько позднее. Они применены для отсеков грузовых автомобилей ГАЗ-3309 и ГАЗ-3310 «Валдай» с двигателями ММЗ Д-245,7 и ММЗ Д-245,7 Е2 и для автомобилей ГАЗель 33023 с двигателями ЗМЗ-40522 (устанавливаются вместе с тепловыми экранами выпускных коллекторов, снабженными верхним теплоотводящим патрубком). При производстве ремонта автомобилей, не имеющих таких покрытий на панелях, целесообразна их установка, что улучшает характеристики автомобилей. Моторные отсеки автомобилей МЗМА-2141 S имели переднеприводные двигатели УЗАМ-331, которые, начиная с 1988 года, были снабжены тепловыми экранами выпускных коллекторов, так же, как и двигатели УЗАМ-3317 (2001 г.) в моторных отсеках легковых автомобилей «классической» схемы ИЖ-2126.

3.3.3. Оптимизация температурного состояния деталей двигателей при ремонте

Оценка температурного состояния огневых поверхностей распылителей форсунок при эксплуатации отремонтированных автомобильных дизельных двигателей

Температуры огневых поверхностей камер сгорания автомобильных дизелей в непосредственной близости от распылителей форсунок находились в пределах 185…260С, достигая для отремонтированных ДВС кратковременных значений в наиболее горячих зонах 280…360С. Измерение температур дизельного топлива в топливопроводах на входе в форсунки составляло 60…95С для эксплуатации при температурах окружающего воздуха -15…+25С. Возможны различные варианты расположения форсунок в камерах сгорания: на поверхностях предкамеры, в камере сгорания двигателя поршня с плоским днищем, в камере сгорания с углублением в днище поршня. Наименьшие температуры огневых поверхностей распылителей (до 180…220°С) соответствовали первому случаю, наибольшие значения (до 280…320°С) соответствовали случаю два. Третий вариант установки форсунок в камеры сгорания соответствовал температурным пределам огневых поверхностей распылителей 200…240°С, что необходимо учитывать при выборе конструкции головки цилиндра при температуре ДВС. Для оценки влияния охлаждения распылителя топливом можно использовать положения импульсной теории теплопроводности французского физика Ф. Камья. На основании уравнения Фурье методом разделения переменных можно получить следующие выражения и построить графики зависимости для функции :

; (60)

; (61)

, (62)

где – разность температур для разных значений x при постоянной величинеt; х – ордината значений t₂ для оси t; t – координата времени; h – коэффициент температуропроводности материала; a_m, g_m – параметры разделения; f_m – функция параметров разделения; =3,14;  – изменение температуры за время t.

На основании анализа индикаторных диаграмм и экспериментальных данных установлено, что длительность впрыска топлива форсункой в камеры сгорания составляла: 0,004…0,01 с для систем с насосом высокого давления; 0,01…0,02 с для систем с продолженным впрыском; 0,03…0,05 с для систем с двухфазным впрыском. Таким образом, в соответствии с выражением (62) величина  составила 0,08…0,10, что для =300-95=205°С давало уменьшение температуры огневых поверхностей распылителей на 12…15°С в течение 0,05 с при продолжительности цикла горения топлива до 0,1 с.

Таким образом, циклическое охлаждение топливом распылителя приводило к незначительному снижению температур его огневых поверхностей не более 3…5°С, что несущественно для оценки теплового режима ДВС.