02. Mai III - Racirea
-
Upload
claudiu-batranu -
Category
Documents
-
view
15 -
download
3
description
Transcript of 02. Mai III - Racirea
-
MOTOAREMOTOARECU ARDERECU ARDERE
INTERN IIIINTERN III
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 1
INTERN IIIINTERN IIISISTEMUL DE RCIRE
-
Consideraii generale
Consideraii generale
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 2
-
Necesitatea rcirii
Necesitatea rcirii
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 3
-
Piesele unui motor nercit, aflate n micare relativ, chiar dac rezistena mecanic la cald este suficient, vor fi supuse :
Unor frecri att de mari la funcionarea n sarcin nct pot gripasarcin nct pot gripa
Unor dilatri aa de mari ce ar putea face funcionarea imposibil (gripare)
Unor tensiuni termice care pot provoca fisuri pieselor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 4
-
Energia ... %Transformat n lucru mecanic 35...39,7Coninut n gazele de evacuare 36,4...37,8Coninut n apa de rcire a motorului
14,25...24,9*
Bilan energetic (motoare diesel AN i TS)
* Valori mai mari n cazul motoarelor cu admisie normal** 0 n cazul motoarelor cu admisie normal*** Valori mai mari n cazul pistoanelor rcite
motoruluiConinut n rcirea aerului de supraalimentare
0...5,25**
Coninut n uleiul de ungere 1,6...4,4***
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 5
-
Atenionare !
Cantitatea de cldur care se transfer pereilor n procesele de ardere i destindere nu se transform n lucru mecanic (este o cldur pierdut)mecanic (este o cldur pierdut)
Ca urmare trebuie gestionat corect cldura evacuat chiulasei/lor, cilindrilor, pistoanelor, asigurnd acestor piese o temperatur limit
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 6
-
SURSE DE CLDURCLDUR
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 7
-
Arderea combustibilului
Frecrile dintre piesele Frecrile dintre piesele aflate n micare relativ
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 8
-
Repartizarea energiei disipate(motor diesel AN, ID)
Sursa de cldur% din energia
degajatCldur evacuat prin:
Gazele de ardereGazele de ardereFundul chiulasei 4Partea superioar a cilindrului 4
Apa de rcirePartea superioar a cilindrului 4Galeria de evacuare 2,5Fundul pistonului 2
FrecriFrecri
Piston-cilindru1,5 Apa de rcire3,5 Uleiul de ungere
Lagre 3 Uleiul de ungere
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 9
-
ARDEREAARDEREA
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 10
-
Tmax n ardere (se atinge dup PMI) depinde de :
Temperatura aerului de admsie
Cantitatea de combustibil ars pe kg de aer
Raportul de comprimareMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 11
-
Fluxul termic ce traverseaz unitatea de suprafa (perete) n unitatea de timp este proporional cu :
Diferena de temperatur Diferena de temperatur dintre gaz i peretele considerat
Coeficientul de transfer de cldur, care crete cu :
Coeficientul de transfer de cldur, care crete cu :
Viteza dintre gaz i perete, care e funcie de : Turbulen Turaia motorului
Presiunea gazului, deci cu momentul motor Starea de curenie a suprafeelor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 12
-
Repartiia fluxului de cldur pe parcursul ciclului motor (motor diesel ID)
TS ANComprimare 11% 12%Ardere 36% 38%Ardere 36% 38%Destindere 40% 42%Evacuare 7% 8%Perioada suprapunerii supapelor (baleiaj) 6% 0%
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 13
-
La motoarele cu injecie indirect cldura transferat chiulasei este mai mare cu ~ 8% fa de injecia direct, datorit :
Suprafeei mai mari de contact cu gazele de arderegazele de ardere
Coeficientului de transfer de cldur ridicat, datorit vitezei mari de deplasare a gazelor ntre cele dou compartimente ale camerei de ardere
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 14
-
Temperatura cmii cilindrului pe partea de contact cu gazele depinde de :
Fluxul termic Temperatura lichidului de rcire Coeficientul de transfer de cldur Coeficientul de transfer de cldur
dintre lichidul de rcire i peretele dintre lichidul de rcire i peretele cmii de cilindru :
Viteza i presiunea lichidului de rcire Natura lichidului de rcire Starea de curenie a peretelui cmii de
cilindru (tartru, glicol, etc.)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 15
-
Orice reducere a conductibilitii termice reducere a conductibilitii termice a cilindrului, chiulasei, etc. are drept consecin :
Creterea diferenei de temperatur ntre pereii aceleiai piesentre pereii aceleiai piese
Deformri ale pieselor Tensiuni termice mai mari, ele fiind
funcie i de : Coeficientul de dilatare aliniar al materialului Modulul de elasticitate E al materialului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 16
-
Se poate defini un factor de factor de calitatecalitate al materialului
Din acest punct de vedere fonta nodular nu se recomand n cazul fluxurilor termice intense cazul fluxurilor termice intense (de ex. chiulasa), dei din punct de vedere al rezistenei mecanice se comport mai bine dect fonta cenuie
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 17
-
FRECRILEFRECRILE
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 18
-
Cldura produs prin deplasarea pistonului n cilindru este evacuat prin cmaa cilindrului cmaa cilindrului i prin uleiulei
Cldura produs n cadrul mecanismului biel-manivel este evacuat aproape integral prin uleiuleiul de ungereintegral prin uleiuleiul de ungere
UleiulUleiul de ungere trebuie rcit trebuie rcit pentru a avea vscozitatea corespunztoare la intrarea n mecanism ca s se asigure filmul necesar ungerii
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 19
-
REPARTIIA FLUXULUI
TERMIC TERMIC EVACUAT DE
PEREIMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 20
-
1. Temperatura gazelor de ardere depinde de cantitatea de aer disponibil pentru arderea combustibilului
2. Cldura degajat pe unitatea de volum a camerei de ardere depinde de valoarea momentului motor
3. ChiulasaChiulasa evacueaz cea mai mare 3. ChiulasaChiulasa evacueaz cea mai mare cantitate de cldur pe unitatea de suprafa i de timp (flux termic)
Supapa de evacuare Supapa de evacuare este piesa motorului cea mai ncrcat termic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 21
-
4. PistonulPistonul este, deasemenea, o pies foarte mult ncrcat termic
Alegerea aluminiului ca material pe baza coeficientului de conductivitate termicridicat :
Limiteaz temperatura maxim la o valoare admisibiladmisibil
Densitatea fluxului termic nu este prea ridicat
Peste un anumit nivel al temperaturii se impune rcirea forat a pistonului (rcire intern)
Apelarea la rcirea forat diminueaz interesul Apelarea la rcirea forat diminueaz interesul pentru aluminiupentru aluminiu
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 22
-
5. Partea superioar a cmii de cilindru Partea superioar a cmii de cilindru este foarte mult ncrcat termic
Partea inferioar a cmii de cilindru este puin ncrcat termic deoarece ea este expus numai gazelor scpate spre carter (acestea au vitez sczut i au cedat o parte din cldur pereilor cu care au venit n contact)
Gradul de cldur preluat de la gazele de ardere n timpul destinderii este funcie ardere n timpul destinderii este funcie de :
Raportul dintre suprafaa peretelui cilindrului i cantitatea de gaze prezent n cilindru
Acest raport (~ cu D2/D3, deci ~ cu 1/D) este cu att mai mic cu ct alezajul este mai mare
Temperatura medie a gazelor n timpul destinderii crete cu alezajul
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 23
-
Consecin : temperatura medie a pieselor crete cu alezajul la motoare asemntoare geometric, prevzute cu sisteme de rcire identice
Supapele de evacuare sunt cele mai expuse acestui efect, afectnd rezistena la cald a materialului acestoramaterialului acestora
La creterea alezajului La creterea alezajului trebuie limitat temperatura gazelor de evacuare prin :
Limitarea momentului motor Mrirea suprapunerii deschiderii supapelor (mrirea
baleiajului) Rcirea aerului de supraalimentare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 24
-
Cantitatea global de cldur evacuat i distribuia cldurii ce traverseaz sistemul de rcire variaz cu raportul S/D. Dac S/D :
Cantitile de cldur evacuate de piston i chiulas cresccrescchiulas cresccresc
Cantitatea de cldur evacuat de cmaa de cilindru scadescade
!!!!!! ATENIE !!!ATENIE !!! la rcirea pistonului i chiulasei motoarelor supraptrate (S/D>1)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 25
-
Rcirea intern a pistonului face ca temperatura suprafeei capului pistonului s se modifice foarte puin
Ca urmare, la o cantitate de cldur global evacuat constant, cldura evacuat de piston cretepiston crete
Creterea temperaturii uleiuluiCreterea temperaturii uleiului Necesitatea creterii capacitii de
rcire a uleiului rcire a uleiului pentru a nu afecta cuzineii
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 26
-
CONCLUZIICONCLUZII
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 27
-
1. Nivelul de temperatur din sistemul de rcire
a) Temperatura peretelui interior al cmii de cilindru nu trebuie s fie sub 70 C pentru a evita condensarea condensarea diferiilor acizi (sulfuric sau sulfuros provenii de la sulful din combustibil, azotic de la azotul din aer, etc.)din combustibil, azotic de la azotul din aer, etc.)
b) Temperatura peretelui interior al cmii de cilindru nu trebuie s depeasc 180 C pentru a deteriora filmul de ulei deteriora filmul de ulei ce asigur lubrifierea piston-cilindru i segment-cilindru
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 28
-
c) Temperatura la fundul canalului segmentului de foc nu trebuie s depeasc 200 C n cazul combustibililor grei (cel mult 220...240 C n cazul combustibililor obinuii) pentru a nu se bloca segmentul bloca segmentul n canal (gomarea lui) sau s se recurg la folosirea unor uleiuri de s se recurg la folosirea unor uleiuri de calitate superioar
d) n cazul motoarelor diesel supraalimentate de mare alezaj, aceste imperative pot fi mai greu realizate
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 29
-
e) Fluxul termic evacuat de chiulas este de 3...5 ori mai mare dect fluxul ce traverseaz cmaa de cilindru la partea superioar, respectiv inferioar
i. Diferena de temperatur ntre cele dou fee ale chiulasei este de ordinul a 60 C n timp ce la partea superioar a cmii de cilindru aceasta nu depete 20 C (motor diesel)
ii. Uneori faa interioar a chiulasei este acoperit cu ii. Uneori faa interioar a chiulasei este acoperit cu o crusto crust de la turnare de cca. 1 mm grosime. Ca urmare diferena de temperatur ntre cele dou fee ale chiulasei poate atinge n acest caz i 100 C. Faa chiulasei dinspre cilindru fiind prelucrat Faa chiulasei dinspre cilindru fiind prelucrat are rizuriare rizuri care sunt, n aceste condiii, sursa unor tensiuni termice deosebite mai ales la modificri brutale ale sarcinii motorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 30
-
2. Influena acestui nivel de temperatur asupra arderii
a) n cazul motoarelor diesel de turaie ridicat orice cretere a temperaturii pereilor reduce ntrzierea la reduce ntrzierea la autoaprindereautoaprindere, deci i presiunea maxim de ardereardere
b) Se recomand o reducere a baleiajului (din perioada de suprapunere a deschiderii supapelor) la strictul necesar pentru aceste motoare, supraalimentate, pentru a obine temperatura dorit n faa turbinei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 31
-
2. Influena acestui nivel de temperatur asupra arderii
c) n cazul motoarelor diesel lente influena ntrzierii la autoaprindere asupra sistemului de rcire dispare
d) O importan deosebit o au :i.i. Temperatura de la partea superioar a cmii Temperatura de la partea superioar a cmii i.i. Temperatura de la partea superioar a cmii Temperatura de la partea superioar a cmii
de cilindrude cilindru1. Ea condiioneaz debitul i temperatura de intrare a
apei de rcireii.ii. Temperatura supapei de evacuareTemperatura supapei de evacuare
1. Ea impune importana baleiajului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 32
-
Alte aspecteAlte aspecte
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 33
-
Probleme create de temperaturile ridicate din timpul proceselor ciclului de funcionare:
Uleiul de ungere Uleiul de ungere are o vscozitate redus pelicula de ulei i micoreaz portana
Scade rezistena materialelor rezistena materialelor principalelor piese ale motorului acestea se pot rupe
UmplereaUmplerea este afectat negativ Apare arderea anormal arderea anormal la MAS
detonaie, aprinderi secundareMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 34
-
Rolul instalaiei de rcire la motorul cu ardere internRolul instalaiei de rcire la motorul cu ardere intern
Evacuarea unei cantiti de cldur primit de piesele ce sunt n contact cu gazele de ardere
Temperatura acestora va fi ntre limite acceptate La orice regim de funcionare al motorului n orice condiii climatice de exploatare
Performanele ridicate ale motoarelor determin creterea temperaturii pieselor componente
Creterea temperaturii medii a lichidului de rcire la Creterea temperaturii medii a lichidului de rcire la motoarele actuale
La motoare navale cu 70 La motoare diesel rapide cu 90 La motoare cu aprindere prin scnteie cu 100
Normele de poluare tot mai drastice pot conduce la majorarea regimului termic al pieselor motorului cu pn la 40%
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 35
-
Cantitile de cldur evacuate de principale piese ale motorului (pistoane, chiulas/se, cilindri, cuzinei ...) au valori importante, de ordinul lucrului mecanic ordinul lucrului mecanic produs la nivelul arborelui cotit
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 36
-
Chiulasa preia cea mai mare parte a cldurii eliberate n procesul de ardere (peste 40%)
necesitatea de rcire mai intens necesitatea de rcire mai intens chiulasei (apare necesitatea rcirii difereniate a motorului)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 37
-
Lagrele arborelui cotit se nclzesc
De la celelate piese prin conducie Preiau o parte important din cldura
dezvoltat prin frecare
Rcirea acestora se face cu uleiululeiul Rcirea acestora se face cu uleiululeiuldin sistemul de ungere, n circuit forat (cldura este transportat n radiatorul instalaiei de ungere)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 38
-
La motoarele supraalimentate este necesar : Rcirea turbocompresorului Rcirea aerului de supraalimentare Uneori este necesar nclzirea aerului de
supraalimentare pentru a crea condiiile supraalimentare pentru a crea condiiile necesare aprinderii motorinei n cilindrul motorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 39
-
Cldura extras prin rcire la un motor naval
Componenta Cldura evacuat %Cilindrii i chiulasele 41,5Pistoanele 17Injectoarele 0,5Injectoarele 0,5Turbocompresorul 11Rcitorul intermediar 14Radiatorul de ulei 16Motorul n ansamblu 100
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 40
-
Pistonul preia o parte important de cldur
Cea mai mare parte din cldura primit este evacuat :
Prin segmeni (ctre cilindru) Prin manta (ctre cilindru) Ctre gazele din carter
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 41
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 42
-
Cldura schimbat de piston
Qcedat [%] Piston fr rcirePiston fr rcireSegmeniSegmeni 6262MantaManta 1414UleiUlei Gaze din carterGaze din carter 2424
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 43
-
Cnd temperatura depete 220...240C n zona canalului segmentului de foc se recurge la evacuarea forat recurge la evacuarea forat de cldur din piston
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 44
-
Evacuare cldur
Cnd tcanal segment foc >(220240C)
Rcire extern
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
Rcire externRcire intern
45
-
Rcire extern
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
Rcire extern
46
-
Jet de ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 47
-
Efect jet ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 48
-
Soluie constructiv
jet ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
constructiv jet ulei
49
-
Rcire intern
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
Rcire intern
50
-
Serpentin sau canal inelar ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 51
-
Serpentin de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 52
-
Soluie constructiv serpentin de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 53
-
Canal inelar - sistem shaker
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 54
-
Canal inelar - sistem shaker
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 55
-
Canal inelar - sistem shaker
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 56
-
Realizare canal inelar
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 57
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
Sudur cu jet de electroni
58
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
Metoda SULZER
59
-
Cldura schimbat de piston
Qcedat [%]Tip rcire pistonTip rcire piston
Fr rcireFr rcire Cu jet de uleiCu jet de ulei Cu serpentinCu serpentin
SegmeniSegmeni 6262 4141 3636
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
SegmeniSegmeni 6262 4141 3636
MantaManta 1414 66 66
UleiUlei 4545 5050
Gaze din carterGaze din carter 2424 88 88
60
-
Efect shaker canal profilat ContureKS (KolbenSchmidt)
Intrare ulei n canal
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
Ieire ulei din canal
-
Efect shaker canal profilat DynamiKS (KolbenSchmidt)
Ieire ulei
Intrare ulei
Piston n PMI
Piston n PME
-
GallerieKS
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 63
-
Canal GallerieKS (KolbenSchmidt)Conduct din oel Sudur
Inel de protecie primul segment
-
Avantaj GallerieKS (KolbenSchmidt)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
-
Cldura schimbat de piston n funcie de procedeul de rcire intern
Jet de ulei Canal standard GallerieKS
-
Comparaie eficacitate diferite tipuri de canale profilate (KolbenSchmidt)
Sans canal
Muchia camerei de ardere:
Canal primul segment:
Umerii pistonului:
Marcel Ginu POPA Machines thermiques II
-
Avantaj procedeu GallerieKS (KolbenSchmidt)
Fr canal
Muchia camerei de ardere a:
Canal primul segment b:Umerii pistonului c:
-
Potenialul pistonului de motor diesel rcit fa de cel nercit
-
Costuri ?
-
Tipuri de rcire
Rcirea cu aer cldura este cedat direct aerului din mediul nconjurtor
Rcirea cu lichid cldura este cedat Rcirea cu lichid cldura este cedat aerului din mediul nconjurtor sau apei de mare (ru) prin intermediul unui lichid (ap, ulei) ntr-un radiator special construit
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 71
-
Instalaia de rcire cu lichidrcire cu lichid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 72
-
Sistem de rcire cu ciculaie natural(prin termosifon)
Sistem de rcire cu circulaie forat Sistem de rcire cu circulaie forat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 73
-
n interiorul chiulasei se prevede o o canalizaie complexcanalizaie complex, etan (fa de exterior i fa de sistemul de ungere), prin care circul lichidul de rcire care preia cldura de la suprafaa de contact preia cldura de la suprafaa de contact cu gazele de ardere i de la conductele de admisie i evacuare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 74
-
Circulaia transversal i longitudinal a lichidului de rcire n chiulas
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 75Sursa : MTZ 7/8-1993
Motor Mercedes-Benz OM 606
-
n blocul motor, la exteriorul cilindrilorexteriorul cilindrilor, se prevede un spaiu etan (fa de exterior i fa de sistemul de ungere) prin care circul lichidul de rcireprin care circul lichidul de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 76
-
77
-
Spaiul de ap al motoruluiCanalizaia din
chiulas Termostat
Penetraii n garnitura de
chiulas
Pompa de ap
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 78Sursa : MTZ 11-2003
de ap
Canalizaia din blocul de cilindri
Conduct de ap de rcire
-
Prin nclzirePrin nclzire se micoreaz densitatea lichidului de rcire, acesta ridicndu-se spre chiulas i de aici la radiatorul sistemului de rcire
n radiatorn radiator lichidul cedeaz cldura aerului din mediul nconjurtor, aer antrenat de un ventilator antrenat de arborele cotit i se ventilator antrenat de arborele cotit i se rcete
Prin rcirePrin rcire densitatea lichidului crete i el va circula spre baza radiatorului i de aici spre blocul motor, la baza cilindrilor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 79
-
Circulaia natural a
apei n motor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 80Sursa : MTZ 11-1999
-
Aceasta este rcirea natural prin termosifon caracterizat de un volum mare al circuituluivolum mare al circuitului de necesitatea de a plasa radiatorul mai sus
de motor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 81
-
Rcire natural
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 82
-
Volumul de lichid poate fi micorat prin intensificarea circulaiei lichidului de rcire plasnd o pomp ntre radiator i blocul motor
Se obine rcirea forat Se obine rcirea forat
La motoarele moderne se folosete rcirea forat pentru a asigura dimensiuni reduse sistemului de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 83
-
Rcire forat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 84
-
Pentru a menine nivelul termic dorit al pieselor motorului, indiferent de regimul de exploatare sau condiiile climatice, se plaseaz un termostat ntre radiator i de exploatare sau condiiile climatice, se plaseaz un termostat ntre radiator i chiulas
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 85
-
Rcire forat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 86
- n perioada de nclzire a motorului (tLichidRcire
-
Rcire forat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 88
-
Cnd temperatura lichidului de rcire depete 80 C, termostatul deschide circuitul lichidului de rcire spre radiator circulaia fcndu-se pe traseul bloc motor-fcndu-se pe traseul bloc motor-chiulas-termostat-radiator-pomp-bloc motor (bucla mare b )
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 89
-
Rcire forat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 90
-
n sistemul de rcire se introduce un recipient vasul de expansiune care, pus n contact cu atmosfera, preia modificrile de volum ale lichidului de rcire n timpul nclzirii sau rcirii motoruluinclzirii sau rcirii motorului
Se nlturSe nltur : completrile cu lichid de rcire i posibilele defectri ale pieselor sistemului
(mai ales a radiatorului)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 91
-
Rcire forat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 92
-
Clasificare sisteme presurizate
Cu rcire numai prin convecie la care lichidul de rcire nu ajunge n stare de fierberen stare de fierbere
Cu rcire numai prin evaporare Cu rcire mixt
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 93
-
La sistemele presurizate de tip convectiv se prevede un dispozitiv de siguran compus dintr-o
supap montat fie pe capacul supap montat fie pe capacul radiatorului (pe traseul spre radiatorului (pe traseul spre
vasul de expansiune)vasul de expansiune)radiatorului (pe traseul spre radiatorului (pe traseul spre
vasul de expansiune)vasul de expansiune)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 94
-
Supap montat pe capacul radiatorului (pe traseul vasului de expansiune)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 95
-
sau dintr-o
supap montat chiar pe supap montat chiar pe capacul vasului de capacul vasului de
expansiuneexpansiuneexpansiuneexpansiune
care menine lichidul din instalaie, n funcionare, la o presiune mai mare ca cea a mediului nconjurtor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 96
-
Supap montat pe capacul vasului de expansiune
97
-
O alt supapsupap este destinat revenirii lichidului n motor n perioada de dup oprire, cnd se contract datorit rciriircirii
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 98
-
Supapa vasului de expansiune
99
Radiator
Vas deexpansiune
suprapresiune depresiune
-
Sistemele de rcire presurizate de tip convectiv tind s se extindse extind la la automobileautomobile datorit unor multiple avantaje : se reduce consumul de combustibil datorit
micorrii pierderilor de cldur prin rcire se poate micora fie :
suprafaa de rcire a radiatorului masa i volumul masa i volumul
puterea de antrenare a ventilatorului i pompeidin cauza creterii diferenei de temperatur care intensific schimbul de cldur
eficiena rcirii nu este influenat de presiunea mediului ambiant : de altitudinea la care este exploatat motorul
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 100
-
La sistemele de rcire presurizate de tip mixt temperatura lichidului din unele puncte ale instalaiei depete valoarea de fierbere corespunztoare presiunii meninute, astfel c la ieirea din chiulas circul un amestec format din lichid i vaporilichid i vapori
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 101
-
Presurizarea circuitului de rcire cu lichid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 102
-
Sistem de rcire presurizat mixt
1. Motor2. Conduct de vapori3. Termostat4. Ventilator5. Comunicaie cu
atmosferaatmosfera6. Supap de umplere7. Supap de presurizare8. Vas de expansiune9. Radiator10. Robinet de golire11. Conduct de ocolire12. Pomp de lichid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 103
-
La trecerea prin radiatorul 9 vaporii condenseaz i astfel pompa 12vehiculeaz numai agent n stare lichid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 104
-
Vasul de expansiune 8 (montat la un nivel superior motorului) conine supapa de presurizare 7 i supapa 6 care menine instalaia la o presiune apropiat de cea atmosferic dup oprirea motorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 105
-
n timpul funcionrii, n partea superioar a vasului de expansiune exist vapori, transmii prin conducta nclinat 2racordat cu chiulasa
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 106
-
Fa de sistemele pur convective, cele mixte au o capacitate mai mare de transport a cldurii, suplimentat prin procesul de condensare a vaporilor n radiator
Coexistena fazei lichide i a vaporilor Coexistena fazei lichide i a vaporilor n anumite proporii, n scopul obinerii eficienei dorite a rcirii, este posibil dac regimul de exploatare nu se regimul de exploatare nu se modific n limite prea largimodific n limite prea largi
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 107
-
Sistemele de rcire cu evaporare au aprut n ultima perioad, ca o necesitate a creterii puterii efective, a funcionrii cu combustibili grei i a recuperrii n msur ct mai mare a pierderilor de cldur
Instalaia de rcire este ns mai Instalaia de rcire este ns mai complex, coninnd un numr mai mare de echipamente ce i sporesc masa i gabaritul ca urmare este aplicat deocamdat la
unele uniti fixe sau navale
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 108
-
Schema unei instalaii, care recupereaz i o parte din cldura coninut n gazele reziduale
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 109
-
Prin motor circul doar lichid supranclzit, la temperaturi de 125...135 C, pentru evitarea fierberii fiind necesare presiuni de 0,37...0,4 MPa
Lichidul care iese din chiulasele 2 circul printr-o serpentin 7, prelund i o parte din cldura coninut n gazele parte din cldura coninut n gazele arse, apoi este trecut prin ventilul de laminare 9 n separatorul de vapori 10
Condensul aspirat de pompa 12 este introdus, sub presiune, din nou n motor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 110
-
Vaporii trec printr-un supranclzitor 5montat n curentul de gaze arse i apoi pun n micare un agregat cu turbin 13
Amestecul de vapori i ap ieit din turbina 13 este aspirat n condensatorul vacuumatic 14, apoi lichidul trece n cisterna 17cisterna 17
Sistemele de rcire funcionnd dup acest principiu permit creterea randamentului efectiv al motorului
cu 6...7% creterea puterii sale cu 14...16%
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 111
-
Uzurile mecanismului motor sunt mai mici deoarece diferena de temperatur dintre baza motorului i chiulas fiind mic, se reduc i deformaiile prilor fixe
Totodat se creeaz condiii mai bune pentru funcionarea cu combustibili grei, iar eficacitatea rcirii nu mai este influenat de parametrii climatici
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 112
-
Extinderea sistemelor de rcire prin evaporare la unitile staionare sau navale este limitat deocamdat de o serie de inconveniente, cele mai importante fiind : condiii mai grele de lucru pentru personalul
de deservire din cauza mririi temperaturii n sala mainilorde deservire din cauza mririi temperaturii n sala mainilor
folosirea unor uleiuri de calitate superioar durata relativ mare pentru punerea n
funciune a motorului din stare rece
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 113
-
Circuitul de aeraer
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 114
-
Pentru transportul aerului se folosete o fraciune din energia combustibilului a crei pondere este sensibil influenat de forma i lungimea circuitului, precum i de rezistenele aerodinamice ntmpinate la curgere
La majoritatea motoarelor terestre La majoritatea motoarelor terestre aerul este pus n micare de ctre un ventilator
Traseul pe care circul aerul poate fi comun cu motorul sau separat de acesta
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 115
-
Circuitul cu traseu comun cu motorul se poate realiza n dou variante : ventilatorul aspir aerul cald din radiator i
l trimite n compartimentul motorului ventilatorul aspir aerul rece prin
compartimentul motorului i l trimite apoi ventilatorul aspir aerul rece prin
compartimentul motorului i l trimite apoi spre radiator
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 116
-
Prima variant se utilizeaz frecvent la automobile i tractoare deoarece construcia devine mai compact iar debitul aerului, crescnd cu viteza de naintare, intensific schimbul de cldur n radiator
117
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 118
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 119
-
Circuitul de rcire A. De la pompa de lichid la blocul de cilindriB. De la chiulas la termostatC. De la termostat la radiatorD. De la radiator la pompa de
lichidE. De la pompa de circulaie la
pompa de lichidF. RadiatorG. Umplere radiator (circuit
compensare)H. Corpul supapei de meninere
a presiunii din sistemul de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 120Sursa : MTZ 7/8-1985
rcireJ. Capac K. Supap vas expansiuneL. Vas de expansiuneM. Dispozitiv de prenczire a
lichidului de rcireN. De la chiulas la radiatorul de
nclzire a habitacluluiP. Radiatorul de nclzire a
habitacluluiR. Pomp electric de circulaieS. Circuit de umplere
-
Succesiunea radiatoarelor (AN)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 121Sursa : MTZ 11-1999
-
Modul (pachet) de rcire complet
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 122Sursa : MTZ 10-1993
-
Modul (pachet) de rcire
complet pentru motoare de
camion
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 123
camion
Sursa : MTZ 10-1993
-
Configuraie sandwich
124Sursa : MTZ 10-1993
-
Configuraie paralel
125Sursa : MTZ 10-1993
-
Sistem rcire moto
4
123
6
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 126
moto BMW
1. Supap de suprapresiune2. Sistem prindere3. Radiator aluminiu4. Termostat5. Comutator termostatic6. Vas de expansiune
Sursa : MTZ 7/8-1987
5
-
La unele autobuze, utilaje terestre sau care blindate se prefer cea de a doua variant
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 127
-
Ventilatorul 2 absoarbe aerul din compartimentul motorului 5, oferind o rcire mai bun a colectorului de gaze arse, a generatorului electric, a pomelor de combustibil i a bii de ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 128
-
Totodat posibilitile de amplasare convenabil a radiatorului i ventilatorului sunt mai mari, iar antrenarea acestuia de la arborele cotit devine mai simpl
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 129
-
Fa de prima variant, rezistena reelei este mai mare i au loc pierderi nsemnate ntre ventilator i radiator, care este uor ocolit de aerul sub presiune
Aceste deficiene sunt oarecum compensate de faptul c ventilatorul compensate de faptul c ventilatorul aspir aer mai rece, pentru acelai debit masic fiind necesar o putere de antrenare mai mic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 130
-
Separarea traseului aerului de motoreste impus de condiii care delimiteaz gabaritul n lungime sau n lime al compartimentului motorului, situaii ntlnite frecvent la carele blindate sau la locomotive
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 131
-
O variant constructiv pentru un motor n V
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 132
-
Radiatoarele 1 i ventilatoarele 2 sunt amplasate n compartimente separate, traseul pe care circul aerul fiind scurt, cu rezistene minime
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 133
-
n schimb, acionarea ventilatoarelor de la motor se complic sensibil; de aceea se prefer : electroventilatoare sau antrenarea aerului prin ejecie cu gaze arse antrenarea aerului prin ejecie cu gaze arse
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 134
-
La instalaiile de rcire cu ejecie, recent aplicate pe unele utilaje de transport sau de construcii, ventilatorul a fost nlocuit cu un ejector 11 ce funcioneaz cu gazele evacuate din motor, acumulate n prealabil n rezervoare 10 profilate aerodinamic
135
-
Rezervoarele 10 sunt montate cte unul la fiecare cilindru sau la un grup de doi,trei cilindri, decalai corespunztor ordinii de aprindere, ca evacurile s nu se suprapun
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 136
-
Se elimin astfel dificultile legate de antrenarea ventilatorului, instalaia de rcire este mai simpl i totodat mai ieftin, sporete sigurana n exploatare i se recupereaz o fraciune din i se recupereaz o fraciune din energia coninut n gazele arse
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 137
-
Construcia echipamentelor instalaiei de
echipamentelor instalaiei de
rcire cu lichidMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 138
-
Pompa de lichidlichid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 139
-
n circuitul lichidului din motor se prevd numai pompe centrifuge; la instalaiile navale, pe traseul apei marine se utilizeaz i pompe volumice (cu piston sau cu roi dinate)
La motoarele de automobile i de tractoare cerine legate de miniaturizare i de gradul nalt de tractoare cerine legate de miniaturizare i de gradul nalt de compactitate impun pentru pompa de lichid turaiituraii relativ marimari (mai mari ca turaia arborelui cotit) care se resimt n lubrifierea i etanrile pompei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 140
-
Pompa de lichid a unui motor de automobil
1. Palet2. Disc3. uruburi4. Piuli5. Arbore6. Flan de cuplare7. Roat de curea
gresor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 141
7. Roat de curea8. Simering9. Rulment10. Carcas11. Rulment12. Canal de evacuare a
scprilor13. Carcas14. Rotor15. Simering
-
n interiorul carcaselor 10 i 13 se afl rotorul 14, prevzut cu palete drepte sau curbe, dispuse radial
Lichidul din radiator intr n partea central a rotorului 14, este preluat de spaiul dintre palete i centrifugat la extremitatea carcasei 13, care comunic cu spaiul din jurul cilindrilor
Arborele 5 al pompei este montat pe Arborele 5 al pompei este montat pe rulmenii 9 i 11, ntre care se prevede un spaiu umplut periodic cu lubrifiant vscos
Eventualele pierderi de lubrifiant sunt mpiedicate de simeringurile 8 i 15, montate lng rulmeni
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 142
-
Pompa de Pompa de apap
cu
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 143
roata de roata de antrenareantrenare
Sursa : MTZ 11-1993
-
Pompa de Pompa de apap
Circuitul Circuitul
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 144Sursa : MTZ 12-1989AntrenareAntrenare
Circuitul Circuitul de apde ap
-
Separarea spaiului cu lichid se face printr-o etanare axial, soluie rspndit astzi la marea majoritatea automobilelor i tractoarelor
5. Arbore10. Carcas11. Rulment12. Canal de evacuare a
scprilor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 145
13. Carcas14. Rotor15. Simering16. Capac17. Capac18. Arc19. Manon elastic de
cauciuc20. Buc metalic
-
n general, etanarea axial se realizeaz ntre o buc metalic 21fixat etan n carcasa 10 i o aib auto-lubrifiant 20, care se nvrte odat cu rotorul 14
aiba 20 este montat ntr-un manon elastic 19, fixat cu tensiune radial pe arborele 5 i acionat axial de arcul 18elastic 19, fixat cu tensiune radial pe arborele 5 i acionat axial de arcul 18
Dup zona etanrii se prevede un canal 12 n legtur cu exteriorul pentru evacuarea scprilor de lichid i observarea defeciunii, n eventualitatea degradrii etanrii
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 146
-
Pompa de Pompa de apap
cu
fulie
orificiu pierderi garniturrotor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 147
roata de roata de antrenareantrenare
Sursa : MTZ 11-1993
lagr
arbore deantrenare
corpul pompei
-
n ultimul timp se renun la etanrile cu simeringuri, iar spaiul dintre lagre nu necesit ungere periodic, precauiile respective fiind nlocuite prin utilizarea rulmenilor capsulai cu lubrifiant inclus
1. Inel elastic2. Rulment3. Arbore4. Rulment5. Inel elastic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 148
5. Inel elastic6. Etanare axial7. Rotor8. Cavitate de refulare9. Cavitate de aspiraie10. Deflector11. Carcas12. Roat de curea
-
Pompele centrifuge folosite la MAC navale au paletele 5 curbate, iar carcasa exterioar 7 este profilat dup o spiral, msuri care mresc randamentul
1. Lagr2. Corpul lagrului3. Etanare radial
reglabil4. Arbore
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 149
4. Arbore5. Rotor6. Racord pentru
intrarea lichidului7. Carcas spiral8. Racord pentru scpri9. Arc
-
Turaiile relativ mici i dimensiunile mai mari impun etanri radiale simple cu presetupele 3 i 10
Pompele centrifuge de la MAC navale sunt antrenate electric
Dac se prevede antrenarea mecanic de la motor, instalaia de rcire se echipeaz cu pompe cu piston, ntruct acestea i menin caracteristicile de debit indiferent de sensul de rotaie
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 150
-
Schimbtoare de cldurde cldur
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 151
-
Motoarele terestre sunt echipate cu schimbtoare de cldur de tip lichid-aer, numite curent radiatoare
1. Tub intrare lichid rcire2. Bazin lichidului fierbinte3. Gura de umplere4. Capac etan5. Conducta de expansiune
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 152
5. Conducta de expansiune6. Racordul termometrului7. Schimbtorul de cldur
propriu-zis8. Racordul termometrului9. Tub de ieire lichid rcire10.Bazin lichidului rcit11. Robinet golire
-
n general radiatorul este constituit din schimbtorul de cldur propriu-zis 7 i bazinele 2 i 10 care l ncadreaz la capete, unul pentru colectarea lichidului fierbinte, iar cellalt pentru lichidul rcit
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 153
-
Pe bazinul lichidului fierbinte 2 sunt fixate gura de umplere 3 cu capacul de nchidere 4, tubul de intrare 1 a lichidului, conducta pentru expansiune 55 i racordul 6 al termometrului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 154
-
Pe cellalt bazin 10 se afl tubul de ieire 9 al lichidului, robinetul de golire 11 i racordul 8al termometrului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 155
-
Circulaia lichidului prin radiator se face dup scheme diverse, fiecare adaptndu-se unor condiii specifice de montaj i de exploatare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 156
-
De pild, schemele a, b, c i d, cu circulaie pe orizontal, sunt curent folosite la autoturisme deoarece nlimea radiatorului este relativ mic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 157
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 158
-
Variantele e, f i g se utilizeaz la autocamioane i tractoare, circulaia natural a lichidului fiind mai intens
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 159
-
SUZUKI
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 160
-
Soluiile h, i, j i k ofer o ncrcare termic mai uniform
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 161
-
Varianta l, cu celule semicirculare, conduce la o exploatare mai judicioas a suprafeei de rcire n raport cu cmpul de lucru al ventilatorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 162
-
n funcie de organizarea circulaiei aerului i lichidului, radiatoarele se clasific n :
AerotubulareAerotubulare AerotubulareAerotubulare AcvatubulareAcvatubulare AcvalamelareAcvalamelare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 163
-
Radiatoarele aerotubulareRadiatoarele aerotubulare a, b, c, sunt constituite din evi cu aceeai lungime, ale cror capete lrgite au form ptrat sau hexagonal
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 164
-
Suprafeele plane de la capete se lipesc ntre ele i se obine o separare perfect ntre : interiorul tuburilorinteriorul tuburilor, prin care circul circul aeraer
exteriorul lorexteriorul lor, prin care circul lichidul de circul lichidul de rcirercire
Caracteristici : Au o rezisten aerodinamic redus Se pot repara cu uurin Pot suporta sarcini mecanice reduse Compactitatea lor este mic Sunt indicate n special la uniti staionare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 165
-
La radiatoarele acvatubulareradiatoarele acvatubulare lichidul lichidul circul prin circul prin interiorulinteriorul evilorevilor, iar aerul prin exteriorul lorcircul prin circul prin interiorulinteriorul evilorevilor, iar aerul prin exteriorul lor
166Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
-
Radiatoarele cu tuburi independenteRadiatoarele cu tuburi independente d, e : au o construcie simpl rezist la presiuni i solicitri mecanice
relativ mari se pot repara cu uurin compactitatea lor este redus
167Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III
-
Radiator cu evi ovale asamblate
mecanic
168Sursa : MTZ 10-1993
-
De aceea se utilizeaz mai De aceea se utilizeaz mai mult ca radiatoare pentru mult ca radiatoare pentru uleiulei
Gradul de compactitateGradul de compactitatecrete dac evile se amplaseaz n zigzag h
Radiatoarele cu evi evi aplatisate sau ovaleaplatisate sau ovale sunt aplatisate sau ovaleaplatisate sau ovale sunt caracterizate prin gradele cele mai mari de compactitatecompactitate; cel mai des se ntlnete varianta f, cu evi aplatisate aezate una dup alta sau n zigzag
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 169
-
Radiator cu evi plate cu aripioare
170Sursa : MTZ 10-1993
-
evile ptrund printr-o reea de reea de plci planplci plan--paralele din tablparalele din tabl, i sunt fixate de acestea prin lipire, ceea ce confer radiatoarelor i o rezisten mecanic superioaro rezisten mecanic superioar, ambele caracteristici recomandndu-le pentru automobile
O compactitatecompactitate i mai maremai mare se O compactitatecompactitate i mai maremai mare se obine la varianta g, la care evile se fixeaz prin benzi de tabl benzi de tabl ondulatondulat lipite pe feele opuse
Suprafaa de rcire se mrete i mai mult dac banda se banda se onduleaz i pe limea saonduleaz i pe limea sa, ca la varianta i
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 171
-
Radiator cu evi profilate i cu
aripioare
172Sursa : MTZ 10-1993
-
n comparaie cu radiatoarele cu plci plan-paralele : sunt mai uor de confecionat ns rigiditatea lor este mai redus
Radiatoarele acvalamelareRadiatoarele acvalamelare sunt formate din benzi de tabl benzi de tabl ondulat suprapuseondulat suprapuse, distanele ntre ele cu 2...3 mm, lipite pe ntre ele cu 2...3 mm, lipite pe lungime la capete i fixate tot prin lipire n dreptul vrfurilor j
Alte variante se obin din benzi plane i ondulate k, lipite dup aceeai schem
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 173
-
Apa circul prin interstiiile Apa circul prin interstiiile dintre benzidintre benzi, iar aerul, prin exteriorul lor
n construcia de radiatoare se folosete tabl din alamtabl din alam (cteodat din cuprucupru), datorit :cuprucupru), datorit : bunei conductiviti termice maleabilitii ridicate rezistenei nalte la coroziune aderenei perfecte a aliajelor uor fuzibile,
de tipul cositor-plumb
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 174
-
Exist tendina nlocuirii cu aluminiulaluminiul, metal mai uor i mai ieftin, care ns nu poate fi lipit n condiii obinuite i are o rezisten redus la coroziune
Cu toate acestea construcia lor este n plin dezvoltare, reinnd atenia n plin dezvoltare, reinnd atenia n special radiatoarele demontabile
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 175
-
Radiatoarele din aluminiu se construiesc din plci ondulate suprapuse prinpresarepresare sau prin lipirelipire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 176
-
La construciile construciile demontabiledemontabile ntre plci se prevd garnituri de etanare, tot ansamblul fiind strns cu ajutorul unor tirani i piulie
1. Plac1. Plac2. Racord intrare lichid3. Tirani4. Cavitate pentru colectarea
lichidului cald5. Canale ambutisate6. Suprafee de etanare7. Racord ieire lichid8. Cavitate pentru colectarea
lichidului receMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 177
-
Instalaia de rcire a motoarelor navale conine schimbtoare de cldur cu evi similare celor folosite la
Intrare ap motor
Ieire ap
Ieire ap de mare
celor folosite la rcirea uleiului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 178
Ieire ap motor
Intrare ap de mare
-
n ultima perioad, au nceput s se utilizeze pe nave, rcitoarele dinamicercitoarele dinamicecare, pe lng funciunea lor de baz, produc i pomparea lichidului
1. Electromotor2. Element de fixare3. Cuplaj4. Carcasa presetupei5. Racord pentru ieirea
apei desalinizate6. Cavitate pentru
intrarea apei de mare7. Rotor exterior8. Rotor interior9. Carcas10. Cavitate pentru
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 179
9. Carcas10. Cavitate pentru
ieirea apei de mare11. Roat de antrenare12. Racord pentru
intrarea apei desalinizate
13. Lagr14. Element de fixare15. Element de fixare
-
n interiorul carcasei 9 se gsete un rotor 7, iar n interiorul acestuia un alt rotor 8, fiecare dintre rotoare avnd prelucrate pe suprafeele exterioare canale spirale cu acelai sens de nfurare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 180
-
Rotorul interior 8 este antrenat de un electromotor 1 i vehiculeaz apa desalinizat (din circuitul motorului), de la tubul de aspiraie 12 la cel de refulare 5
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 181
-
Rotorul exterior 7 este antrenat n sens invers de un alt electromotor, cu roata dinat 11, astfel c apa de mare circul n contracurent fa de cea desalinizat, prin canalul spiral dintre suprafaa rotorului i carcasa 9, dinspre cavitatea de aspiraie 6 spre cea de refulare 10
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 182
-
Din cauza centrifugrii lichidului, se creeaz o micare turbulent care distruge stratul limit de pe suprafeele de schimb de cldur, ceea ce confer rcitoarelor dinamice caliti deosebite n comparaie cu cele clasice cu evi
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 183
-
Rezultatele analizei comparative a unor schimbtoare de cldur cu evi i dinamice
Mrimea
Schimbtorcu evi
Schimbtordinamic
Ap-ap
Ulei-ap
Ap-ap
Ulei-ap
Debitul de cldur extras [kW] 770 550 645 525
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 184
Debitul de fluid care se rcete [kg/s] 31,3 28,4 4,42 2,56
Debitul apei de rcire [kg/s] 27,5 15,3 4,95 1,3
Coeficientul de transfer al cldurii de la fluidul care se rcete [W/m2K] 7100 317 30100 1930
Coeficientul de transfer al cldurii la apa de rcire [W/m2K] 6200 3250 17400 32000
-
Mrimea
Schimbtorcu evi
Schimbtordinamic
Ap-ap
Ulei-ap
Ap-ap
Ulei-ap
Coeficientul global de transmitere a cldurii [W/m2K] 2400 290 11000 1820
Puterea necesar pentru vehicularea fluidului care se rcete [kW] 8 12,5 4,62 8,4
continuare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 185
fluidului care se rcete [kW]Puterea necesar pentru vehicularea apei de rcire [kW] 8 8 3,51 1,8
Puterea total necesar [kW] 16 20,5 8,13 10,2
Randamentul efectiv [%] 24,2 32,3 78 18,2
Aria suprafeei de schimb a cldurii [m2] 15,52 90,6 4,92 6,36
-
VentilatorulVentilatorul
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 186
-
La instalaiile de rcire cu lichid se folosesc ventilatoare axiale rezistena circuitului de aer este mic
n plus : acestea necesit un consum energetic mai
redusredus dect cel al ventilatoarelor centrifuge
ofer o compactitatecompactitate mai mare instalaiei ofer o compactitatecompactitate mai mare instalaiei de rcire
Ventilatoarele axiale au : paletele fabricate din tabl de oeltabl de oel cu
grosimea de 1,25...1,80 mm paletele turnateturnate mpreun cu butucul
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 187
-
Se prevd 4...12 palete4...12 palete, numrul acestora crescnd cu diametrul ventilatorului
Motor MTU 396 TE44 (i=16V)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 188Sursa : MTZ 1-1990
-
Paletele de tabl pot fi prinse cu uruburi de butuc
Paletele de tabl au unghiul de atac constant
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 189
-
La alt soluie ele sunt nituite pe un disc intermediar profilat, ceea ce permite curbarea permite curbarea lor n vederea creterii randamentului
Marcel Ginu POPA 190
-
Prin turnare se realizeaz palete palete profilate aerodinamicprofilate aerodinamiccu unghiul de atac variabil ntre baz i extremitate
Se obine : mbuntirea
randamentului reducerea intensitii
zgomotului funcional
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 191
-
La construciile din tabl intensitatea intensitatea zgomotuluizgomotului poate fi micorat prin : nclinarea diferit a paletelor decalarea lor unghiular inegal
se aplic la variantele cu patru palete decalaje de 70 i 110
Micorarea intensitii zgomotului trebuie Micorarea intensitii zgomotului trebuie nsoit de limitarea frecvenei lui : Dar aceasta depinde de turaieturaie
Consecin : viteza perifericviteza periferic a ventilatorului se plafoneazse plafoneaz la cel mult 120 m/s
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 192
-
Ali factori care influeneaz frecvena frecvena zgomotuluizgomotului produs de ventilator sunt : numrul de palete vibraiile lor proprii
Paletele turnatePaletele turnate sunt mai rigide deci au o frecven mai mare a vibraiilor
proprii deci au o frecven mai mare a vibraiilor
proprii ca urmare, la unele regimuri ele produc un
zgomot mai puin intens dar mai suprtor dect cel al paletelor de tabl
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 193
-
Automobilele i tractoarele au de regul ventilatorul montat pe arborele pompei ventilatorul montat pe arborele pompei de lichidde lichid, ntre radiator i motor
Construcia este compact i permite antrenarea simpl, prin curea antrenarea simpl, prin curea trapezoidal, a pompei i ventilatoruluitrapezoidal, a pompei i ventilatorului
Capacitatea de preluare a cldurii din radiator depinde de debitul masic de aer debitul masic de aer deplasatdeplasat de ventilator dar puterea necesar antrenrii acestuia
este condiionat de debitul su volumic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 194
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 195
-
Cnd ventilatorul este ventilatorul este plasat n amontele plasat n amontele radiatoruluiradiatorului, el vehiculeaz aer rece, iar puterea de antrenare scade
Implicaiile ce survin n acionarea sa n acionarea sa dispar dac el este antrenat de un electromotor, variant care tinde s se extind la autoturisme
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 196
-
Ventilatorul cu motorul de comand
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 197
Sursa : MTZ 12-1991
-
Aplicaii
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 198
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 199
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 200
Ford FOCUS
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 201
-
Reglarea temperaturii temperaturii
motoruluiMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 202
-
Fluxul de cldur Qr care trebuie evacuat prin instalaia de rcire se micoreaz : cnd turaia scadecnd turaia scade, dar sarcinasarcina este meninut constantconstant
n aceste condiii se reducese reduce : debitul pompei debitul pompei de lichid deci i debitul de cldurdebitul de cldur Qc preluat de instalaia
de rcire deci i debitul de cldurdebitul de cldur Qc preluat de instalaia
de rcire
Efectele micorrii turaiei sunt inegale : scderea lui Qc este mai rapid astfel c motorul se poate motorul se poate supranclzi la turaii micisupranclzi la turaii mici
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 203
-
Dac sarcina se reduce, la turaie turaie constantconstant, se micoreaz Qr, ns Qcrmne practic neschimbat se produce atunci rcirea prea rcirea prea puternic a motoruluiputernic a motorului
Asemenea situaii sunt evitate dotnd instalaia cu un dispozitiv de reglaredispozitiv de reglarece controleaz disiparea n mediul ambiant a cldurii preluate de lichidul de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 204
-
TeoreticTeoretic, se poate interveni : fie prin modificarea debitelor fie prin schimbarea temperaturilor lichidului schimbarea temperaturilor lichidului
de rcire la intrarea i ieirea n i din radiator
Ultima variantUltima variant : este incomodincomod sub aspectul realizrii practice este incomodincomod sub aspectul realizrii practice nu poate fi acceptat din cauza diferenediferenelor
mari de temperaturmari de temperatur ntre baza motorului i chiulas care ar tensiona i deforma inadmisibil aceste
piese
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 205
-
Reglarea prin modificarea debitelor se aplic prin trei procedee
1. Motor2. Traductorul
termostatului3. Termostat cu o
supap4. Schimbtor de
11 33
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 206
4. Schimbtor de cldur
5. Conduct de ocolire
6. Pomp7. Termostat cu
dou supape22
-
La primul procedeu se lamineaz circuitul lichidului de rcire, modificnd debitul modificnd debitul pompei pompei 6 n aa fel nct, la ieirea din motor, temperatura lichidului de rcire s se menin constant
Conducta de ocolire 5 trebuie s aib o rezisten rezisten hidraulic suficient de marehidraulic suficient de mare, hidraulic suficient de marehidraulic suficient de mare, pentru ca cea mai mare parte din lichidul de rcire s circule prin radiatorul 4
Procedeul genereaz mari mari variaii ale temperaturii variaii ale temperaturii lichiduluilichidului, fiind n consecin utilizat la motoare uoare mici
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 207
1. Motor2. Traductorul
termostatului3. Termostat cu o supap4. Schimbtor de cldur5. Conduct de ocolire6. Pomp
-
n al doilea procedeu se lamineaz circuitul fluidului lamineaz circuitul fluidului exteriorexterior (aer sau ap de mare), modificnd debitul modificnd debitul aerului sau apei de mareaerului sau apei de marecorespunztor meninerii constante a temperaturii lichidului de rcire la ieirea din motor
El se aplic la unele motoare navale, iar la alte motoare rcite cu lichid se utilizeaz mpreun cu celelalte procedee, ca o msur complementar ce permite reducerea puterii de antrenare a ventilatorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 208
1. Motor2. Traductorul
termostatului3. Termostat cu o supap4. Schimbtor de cldur6. Pomp
-
Al treilea procedeu de reglaj, const n transvazarea transvazarea lichidului de rcirelichidului de rcire astfel nct debitul pompei rmne neschimbat, dar se modific ponderea debitelor prin radiatorul 4 i prin conducta de ocolire 5
Se utilizeaz la MAC rapide, oferind o durat redus de oferind o durat redus de restabilire a regimului termic la variaia regimului de exploatare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 209
1. Motor2. Traductorul termostatului4. Schimbtor de cldur5. Conduct de ocolire6. Pomp7. Termostat cu dou supape
-
Regulatoarele circuitului lichidului din motor se numesc termostate
De obicei, se folosesc termostate la care elementul traductor este i organ de execuie
Se construiesc cu una sau cu dou supape, n conformitate cu procedeul de reglare : prin laminare sau prin transvazare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 210
-
MAC navale au termostatul amplasat pe traseul lichidului rcit, ceea ce confer o durabilitate mare organelor de etanare
Aceast soluie nu se aplic la motoarele
1. Motor2. Traductorul termostatului4. Schimbtor de cldur5. Conduct de ocolire6. Pomp7. Termostat cu dou supape
aplic la motoarele uoare, pentru c temperatura mai mare a lichidului de rcire ar provoca fierberea lui dac circuitul ar fi laminat naintea laminat naintea pompeipompei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 211
-
Deplasarea organului de reglare este determinat de dilatarea unui material dilatarea unui material nclzit de lichidul de rcirenclzit de lichidul de rcire
n funcie de acest material, se deosebesc : termostate cu arc bimetalic termostate cu arc bimetalic termostate cu lichid termostate cu substan solid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 212
-
La termostatele cu lichid elementul traductor este constituit dintr-un burduf metalic 4 : elastic i etan umplut parial la o presiune sub cea atmosferic, cu
un amestec de alcool etilic i ap1. Orificiu de siguran2. Orificii de legtur cu
conducta de ocolire3. Carcas de fixare
213
3. Carcas de fixare4. Burduf metalic cu amestec
ap+etanol5. Suportul traductorului6. Supapa conductei de ocolire7. Tij8. Piuli de reglare9. Supap spre radiator
-
Termostat nchisTermostat nchis Termostat deschisTermostat deschis
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 214
-
Termostat cu lichid - variant
1. Orificiu de siguran5. Suportul traductorului7. Tij8. Piuli de reglare8. Piuli de reglare9. Supap spre radiator14. Tub metalic15. Ap+alcool etilicAp+alcool etilic16. Arc de echilibrare17. Material elastic de
etanare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 215
-
Un capt al burdufului se prinde la carcasa exterioar fix 3, iar pe cellalt capt se monteaz tija 7 care conine : supapa 9 a circuitului spre radiator i supapa 6 a conductei de ocolire
n cazul unei eventuale ruperi a n cazul unei eventuale ruperi a burdufului, presiunea n interiorul su crete, iar supapa 9 se menine ridicat evitnd pericolul supranclzirii motorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 216
-
Orificiul relativ mic 1 practicat n supapa 9are o influen nesemnificativ asupra circuitului prin radiator, dar menine n jurul elementului traductor valoarea real a temperaturii lichidului din chiulas pe durata nclzirii motorului Totodat el elimin pericolul ngherii radiatorului
pe timp friguros
La temperatura prestabilit, presiunea vaporilor din interiorul burdufului echilibreaz fora sa elastic de pre-strngere a burdufului, marcnd nceputul cursei de reglare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 217
-
Pentru a respecta principiul reglrii prin transvazare, suma seciunilor momentane oferite de cele dou supape trebuie s fie de cel puin 70 % din seciunea maxim controlat de supapa 9
Termostatele motoarelor de putere medie sau mare conin i flanele de racordare la motor 12, la radiator 13 i la conducta de ocolire 11
4. Burduf metalic cu amestecap+etanol
Spre radiator
218
ap+etanol6. Supapa conductei de ocolire9. Supap spre radiator10. Carcas11. Racordul conductei de ocolire12. Racord spre motor13. Racord spre radiator
Spre motor
-
Termostatele cu lichid au o durabilitate durabilitate mai micmai mic, n special la motoarele de automobile i tractoare ciclurile de deformare a burdufului au o
frecven mai mare din cauza diversitii regimurilor de exploatare
Ele tind s fie nlocuite cu termostate cu substan solid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 219
-
La construciile cu substan solid traductorul care conine i supapa 9 este constituit dintr-un tub etan 14 umplut cu un amestec de cerezin i pulbere de cupru, material care are un coeficient de dilatare mare
1. Orificiu de siguran5. Suportul traductorului7. Tij
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 220
7. Tij8. Piuli de reglare9. Supap spre radiator14. Tubul traductorului15. Cerezin+cupru (pulbere)16. Arc de echilibrare17. Material elastic de etanare
-
Prin dilatarea substanei active 15 tubul 14 mpreun cu supapa 9 se deplaseaz n raport cu tija fix 7, reglnd seciunea de trecere a lichidului
Arcul 16 readuce supapa 9 spre scaunul ei pe msura rcirii motorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 221
-
Termostat nchisTermostat nchis Termostat deschisTermostat deschis
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 222
-
ttapap < 80C< 80C ttapap = 80= 80--94C94C ttapap > 94C> 94C
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 223
-
Debitul de aer poate fi modificat prin Debitul de aer poate fi modificat prin metode diversemetode diverse, variantele cele mai complexe justificndu-se numai la motoarele rcite cu aer
La motoarele rcite cu lichid, ineria termic relativ mare a sistemului favorizeaz aplicarea unei metode mai favorizeaz aplicarea unei metode mai simple : antrenarea intermitentantrenarea intermitent sau antrenarea cu turaie variabil a antrenarea cu turaie variabil a
ventilatoruluiventilatorului n ambele cazuri antrenarea pompei de lichid se
face separatMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 224
-
Pentru antrenarea intermitent antrenarea intermitent se utilizeaz : cuplaje electrice sau cuplaje pneumatice
iar pentru variaia turaiei variaia turaiei se folosesc instalaii hidraulice
Electroventilatoarele cu comand intermitentcomand intermitent un termocontacttermocontact fixat pe circuitul lichidului
fierbintefierbinte se aplic numai la autoturisme
Soluia nu este aplicabil i motoarelor mai mari la care energia relativ mare necesar antrenrii nu poate fi furnizat de instalaia electric proprie
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 225
-
Variant de cuplare electric a ventilatorului1. Termocontact2. Carcasa3. Disc feromagnetic
solidar cu carcasa4. Flan solidar cu
arborele ventilatorului5. Bobin electric6. Disc feromagnetic
solidar cu ventilatorul
226
6. Disc feromagnetic solidar cu ventilatorul
7. Butucul ventilatorului8. Rulment9. Elice10. Rulment11. Arbore12. Rulment13. Roat de antrenare
-
Butucul 7 al ventilatorului este montat liber pe arborele 11, care este antrenat prin curele trapezoidale de arborele cotit
Flana 4, solidar cu arborele 11 se Flana 4, solidar cu arborele 11 se rotete ntre discurile feromagnetice 6 i 3, primul montat pe butucul 7, iar al doilea fixat pe carcasa 2
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 227
-
n discul 3 se gsete incorporat o bobin 5 alimentat electric prin intermediul unui termocontact 1, cnd temperatura lichidului din chiulas depete valoarea prescris
Circuitul magnetic se nchide prin flana 4 care, magnetizndu-se, antreneaz discul 6 i odat cu el i ventilatorul 9
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 228
-
La autobuze i la alte mijloace de transport care dispun de aer comprimat pentru instalaia de frnare se prefer cuplarea pneumatic a ventilatorului
1. Roat condus2. Carcas fix3. Siguran inelar4. Arbore5. Rulment6. Carcas de dirijare a
arborelui7. Butuc8. Elice9. Capac10. Membran elastic
229
10. Membran elastic11. Arc12. Suportul camerei de aer13. Rulment14. Roat conductoare15. Siguran inelar16. Disc de friciune17. Roat intermediar18. Siguran inelar19. tij
-
Ventilatorul 8 montat pe arborele 4 este antrenat prin fulia 1 cu o curea trapezoidal de la fulia 17 a cuplajului pneumatic
Arborele cotit antreneaz fulia 14 care se cupleaz axial cu fulia 17 printr-un disc de friciune 16disc de friciune 16
Fuliile 14 i 17 sunt montate liber : prima pe suportul 12 cea de a doua pe tija 19
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 230
-
Membrana 10, pe care se fixeaz captul tijei 19, este tensionat pe o parte a sa de arcul 11, ce genereaz fora axial necesar cuplrii discului de friciune 16cu fuliile 17 i 14
Cnd aerul comprimat, comandat de o Cnd aerul comprimat, comandat de o termosupap, alimenteaz compartimentul format pe cealalt parte a membranei 10, fora de cuplare a arcului 11 este nvins iar ventilatorul 8 nu mai este antrenat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 231
-
La cele dou instalaii prezentate anterior, ntre temperatura de deschidere i cea de nchidere a termocontactului electric sau termosupapei se las o diferen suficient de mare pentru ca frecvena frecvena acionrii ventilatorului acionrii ventilatorului s nu afecteze acionrii ventilatorului acionrii ventilatorului s nu afecteze prea mult fiabilitatea pieselor componente, diferen acceptabil ns sub aspectul durabilitii motorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 232
-
Schema general a unei acionri hidraulice a ventilatorului
1. Rezervor de ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 233
1. Rezervor de ulei2. Motor hidraulic3. Supap de siguran4. Pomp de ulei5. Termosupap
-
Cnd temperatura lichidului de rcire depete valoarea prescris, termosupapa 5 montat pe circuitul lichidului din chiulas i micoreaz seciunea, iar uleiul circul mai mult spre motorul hidraulic 2, care antreneaz astfel ventilatorul
Supapa 3 protejeaz circuitul hidraulic contra creterii presiunii cnd uleiul este vscos sau n cazul unor eventuale obturri ale traseului motorului hidraulic 2
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 234
-
Instalaia de rcire cu aerInstalaia de rcire cu aer
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 235
-
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 236
-
Rcirea cu aer Rcirea cu aer se aplic numai la motoarele uoare cu alezajul de cel mult 160 mm i cu cilindreea unitar de maxim 3
Suprafeele exterioare ale cilindrilor i chiulaselor, extinse prin nervurare, transmit cldura unui curent de aer dirijat, produs de un ventilator 4 acionat de la arborele cotitun ventilator 4 acionat de la arborele cotit
Ecranele 2 care dirijeaz aerul, numite deflectoare, mpreun cu mantaua exterioar 1 profilat favorabil, uniformizeaz debitele de aer la fiecare cilindru
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 237
-
Schema unei instalaii de rcire cu aer1. Manta2. Deflector
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 238
2. Deflector3. Cilindru4. Ventilator5. Aparat director6. Ajutaj7. Radiator de ulei8. Roat de antrenare
-
Circuitul de aer poate fi delimitat n poriuni cu funciuni distincte, nlnuite astfel : I a ajutajului de intrare n ventilator II de trecere prin ventilator III de dirijare ctre cilindri IV de curgere printre nervurile cilindrilor i
chiulaselor V a canalului de evacuare n atmosfer
Deflectoarele de la cilindri i chiulase produc: obturarea reflectarea sau amortizarea curentului de aer
n scopul distribuiei raionale ctre zonele nervurate
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 239
-
Forma geometric precum i amplasarea lor difer n funcie de tipul i construcia motorului, ceea ce face ca recomandrile pentru proiectare s aib un caracter general
Iniial trebuie aleas cea mai simpl Iniial trebuie aleas cea mai simpl schem de deflector urmnd ca prin experimentri pe model funcional s fie pus de acord cu cerinele concrete
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 240
-
Alegerea deflectorului de chiulas este sensibil mai dificil dect la cilindru
n lipsa unor date experimentale, este de preferat ca la proiectarea
n lipsa unor date experimentale, este de preferat ca la proiectarea chiulasei s nu se ia n consideraie prezena deflectorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 241
-
Porsche 911 rcit cu aer
-
Construcia suprafeelor suprafeelor
de rcireMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 243
-
Schimbul de cldur cu aerul este influenat printre altele i de forma nervurii
Alegerea unei forme convenabile depinde de posibilitile tehnologice i de materialul din care se depinde de posibilitile tehnologice i de materialul din care se confecioneaz
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 244
-
Eficiena maxim se obine atunci cnd diferena de temperatur ntre nervur i aer este aceeai pe toat nlimea nervurii, ceea ce se poate realiza dac laturile acesteia au o form parabolicform parabolic
O asemenea form, chiar i cea O asemenea form, chiar i cea simplificat, de triunghitriunghi, este greu de realizat, iar pe de alt parte nu ar fi durabil, ntruct vrful s-ar disloca cu uurin la cele mai mici solicitri mecanice
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 245
-
De aceea se prefer :
forma trapezoidalforma trapezoidal
uneori chiar forma forma uneori chiar forma forma dreptunghiulardreptunghiular
cu racordri la capete
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 246
-
Nervurile cilindrului sunt :
circularecirculare la motoarele n doi timpi monocilindrice, cu baleiaj prin carter
la cele policilindrice nervurile au o extensie nervurile au o extensie nervurile au o extensie nervurile au o extensie mai mic pe direcia mai mic pe direcia arborelui cotitarborelui cotit, pentru a nu mri prea mult distana dintre cilindri
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 247
-
Motoarele n patru timpi au nervurile nervurile ntreruptentrerupte, spaiul rmas liber fiind necesar amplasrii :
tijelor mpingtoare tijelor mpingtoare ale tijelor mpingtoare tijelor mpingtoare ale mecanismului de distribuie i, eventual
montrii prezoanelor de prezoanelor de fixarefixare a cilindrului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 248
-
ntreruperea aripioarelor la trecerea tijelor mpingtoare
Motor de avion TKDI 600
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 249Sursa : MTZ 11-2003
-
Diferena de temperatur ntre peretele interior al cilindrului i extremitatea nervurii genereaz tensiuni termice nsemnate, din care cauz :
apar i abateri de la forma geometric corectcorect
urmrile nu sunt deloc neglijabile sub aspectul intensificrii uzurii, n special la cilindrii cu configuraie necircular a nervurilor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 250
-
O msur eficient pentru nlturarea deformrii neuniforme deformrii neuniforme a cilindrului a cilindrului i totodat pentru reducerea reducerea tensiunilor termicetensiunilor termice, bazat pe dilatarea liber a materialului, liber a materialului, const n ntreruperea
continuitii nervurii i decalarea respectivelor
ntreruperi (la nervurile consecutive)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 251
-
Eficiena rcirii acestor cilindri se mrete deoarece prin ntreruperea nervurilor : se distruge stratul laminar de suprafa schimbul de cldur, n regim turbulent se
intensific se poate reduce astfel i puterea de se poate reduce astfel i puterea de
antrenare a ventilatorului
i chiulasa suport ncrcri termice importante, similare cilindrului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 252
-
Nervurarea chiulasei la motoarele n patru timpi este mai dificil dect la cele n doi timpi cu baleiaj prin carter :
din cauza rcirii canalelor de gaze i
a organelor mecanismului de distribuie
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 253
-
Se nervureaz att suprafeele laterale ct i cea frontalfrontal
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 254
-
Nervurarea cea mai intens se aplic n n jurul canalului de jurul canalului de evacuareevacuare
Prin nclinarea nclinarea nervurilor nervurilor cresc : lungimea lor i lungimea lor i suprafaa de rcire, intensificndu-se schimbul de cldur
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 255
-
ncrcarea termictermic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 256
-
n comparaie cu rcirea cu lichid, la rcirea cu aer distribuia temperaturilor distribuia temperaturilor n chiulas i cilindru n chiulas i cilindru este mai neuniformneuniform inegalitatea condiiilor locale de curgere i cldura specific relativ redus a aerului
Astfel, uniformizarea vitezei de curgere Astfel, uniformizarea vitezei de curgere a aerului n jurul cilindrului, prin diverse forme ale deflectorului, nu conduce la repartiia egal a temperaturilor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 257
-
Influena formei deflectorului
asupra distribuiei vitezei aerului i
temperaturii nervurii pe
circumferina circumferina cilindrului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 258
1...4 forme de deflectoare
-
i ntre cilindri apare o distribuie neuniform a temperaturilor, influenat de : amplasarea lor
spaial i distana pn la
ventilatorventilator
De pild, la motoarele cu 4 cilindri n linie se se rcesc mai bine rcesc mai bine ultimii cilindriultimii cilindri
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 259
-
n schimb la cele cu 6 cilindri ultimii au o ncrcare termic sporit, distana de la ventilator fiind mai mare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 260
-
O uniformizare perfect a temperaturilor n condiiile date este dificil i chiar dezavantajoas, prin faptul c ar necesita sporirea debitului de aer, deci a puterii de antrenare a ventilatorului
n momentul de fa exist tendina creterii temperaturii pieselor, creterii temperaturii pieselor, inconvenientele de natur mecanic fiind compensate prin msuri tehnice adecvate se intensific astfel schimbul de cldur iar puterea necesitat de ventilator scade
sensibil
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 261
-
n acest sens sunt sugestive unele date experimentale, care indic o scdere medie cu 35% a debitului de aer dac de aer dac temperatura chiulasei ar crete numai cu 10 %, n aceleai condiii de mediu
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 262
-
n general, la motoarele actuale rcite cu aer nu sunt admise temperaturi nu sunt admise temperaturi :
mai mari de 190...200 C la partea superioar a cilindrului, n zona de micare a superioar a cilindrului, n zona de micare a primului segment
mai mari de 240 C la puntea dintre scaunele supapelor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 263
-
VentilatorulVentilatorul
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 264
-
Se folosesc ventilatoare axiale sau centrifuge, a cror presiune de refulare nu depete depete 0,004 MPa
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 265
1. Aparat director2. Rotor
-
Ventilatoarele axiale Ventilatoarele axiale : au presiunea de refulare mic, ns ofer debite mari la gabarite mici
Ventilatoarele centrifugale Ventilatoarele centrifugale : Ventilatoarele centrifugale Ventilatoarele centrifugale : sunt mai silenioase necesit o putere de antrenare mai
mic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 266
-
Aparatul director 1 al ventilatoarelor axiale poate fi amplasat : naintea elicei dup elice
Se prefer ultimele dou variante, deoarece nclinaia invers a paletelor, de ghidare i ale elicei :deoarece nclinaia invers a paletelor, de ghidare i ale elicei : mpiedic rotaia aerului la ieire i
astfel se mrete randamentul se mrete presiunea de refulare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 267
-
Schema instalaiei de rcire i montajul ventilatorului sunt influenate de amplasarea spaial a cilindrilor
Ventilatorul se monteaz Ventilatorul se monteaz : direct pe arborele cotit sau direct pe arborele cotit sau separatfiind antrenat : prin curele trapezoidale prin roi dinate prin lan
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 268
-
Prima variant este : simpl sigurse ntlnete n special la motoarele mici monocilindrice la care ventilatorul face corp comun cu
volantul
Montarea separat a ventilatorului permite reducerea dimensiunilor sale (prin posibilitatea creterii vitezei) i totodat ofer independen mai mare n concepia schemei generale a instalaiei de rcire
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 269
-
Reglarea temperaturii temperaturii
motoruluiMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 270
-
Reglarea temperaturii Reglarea temperaturii motorului rcit cu aer este mai dificil este mai dificil : deoarece se poate aciona numai asupra
debitului de aer ceea ce necesit organe de execuie mai
voluminoase antrenate de fore relativ mari
Acesta este i motivul principal al renunrii la reglajul temperaturii motoarelor uoare la care lipsa reglajului este mai puin periculoas dect la rcirea cu lichid
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 271
-
n principiu, modificarea debitului de aer de rcire poate fi realizat pe urmtoarele ci : reglarea turaiei ventilatorului obturarea circuitului de aer devierea unei fraciuni din aerul de rcire naintea
suprafeelor nervurate schimbarea nclinaiei paletelor schimbarea nclinaiei paletelor aparatului director
sau elicei ventilatorului recircularea unei fraciuni din aerul nclzitrecircularea unei fraciuni din aerul nclzit recircularea unei fraciuni din aerul nclzitrecircularea unei fraciuni din aerul nclzit
Oportunitatea schemei de reglare aleas se apreciaz pe baza reducerii energiei consumate pentru antrenarea ventilatorului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 272
-
Metoda de reglare prin modificarea modificarea turaiei ventilatoruluituraiei ventilatorului ofer, n raport cu celelalte, cel mai mic consum energetic de antrenare
Se folosesc n mod obinuit acionri Se folosesc n mod obinuit acionri hidraulice
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 273
-
Reglarea hidraulic a turaiei ventilatorului
1. Motor hidraulic2. Ventilator3. Supap cu termostat3. Supap cu termostat4. Clapete pentru reglarea
nclzirii aerului5. Prenclzitor cu gaze
arse6. Ventilator suplimentar7. Element de acionare a
clapetelor
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 274
-
Ventilatorul 2 este antrenat de un motor hidraulic 1, acionat n funcie de temperatura aerului nclzit
lnstalaia hidraulic este alimentat cu ulei din circuitul motorului termic, dozat printr-o supap cu termostat 3
Un alt ventilator 6, de dimensiuni reduse, este antrenat continuu pentru a vehicula aerul spre elementul traductor al termostatului, n perioada de nclzire, cnd ventilatorul 2 nu este nc cuplat
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 275
-
Antrenarea intermitent nunu este permis din cauza ineriei termice reduse a fluidului de rcire
Reglajul prin obturarea circuitului de aer se realizeaz modificnd seciunea de intrare n ventilator, deoarece de intrare n ventilator, deoarece consumul energetic de antrenare este mai mic dect la celelalte variante posibile
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 276
-
Ca organe de obturare se folosesc :
fie un disc cu fante ce poate fi rotit
fie jaluzele
fie un ajutaj care i modific poziia axial fa de rotor aceast variant se aplic
numai la ventilatoarele centrifuge
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 277
-
Metoda obturrii ofer o plaj mai restrns de reglare, ns instalaia este simpl i sigur
Metoda reglrii prin nclinarea paletelor se apropie cel mai mult din punct de
Metoda reglrii prin nclinarea paletelor se apropie cel mai mult din punct de vedere energetic de cea a variaiei turaiei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 278
-
Variantele constructive cele mai numeroase constau n reglarea nclinaiei paletelor aparatului director, care nefiind mobil, permite o acionare mai simpl
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 279
-
Recircularea unei pri din aerul nclzit se aplic la motoarele montate n spaii nchise, condiie satisfcut de pild de autovehicule
O fraciune din aerul nclzit O fraciune din aerul nclzit este dirijat de o clapet 2, acionat de un termostat 3, n interiorul compartimentului motorului, de unde este reaspirat de ventilatorul 1
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 280
-
Comportarea n exploatare a
instalaiilor de instalaiilor de rcire cu lichid i
cu aerMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 281
-
Schimbul de cldur cu aerul sufer influene mai importante la rcirea cu lichid atunci cnd se modific temperatura mediului ambiant
De pild, o cretere a temperaturii mediului de 60 reduce cderea de temperatur ntre :temperatur ntre : aer i radiatorul de lichid cu 60% (rcire cu
lichid) ntre aer i nervurile chiulasei numai cu 25
% (rcire cu aer)
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 282
-
Factori care mresc durabilitatea motoarelor rcite cu aer : reducerea de circa trei ori a timpului de nclzire a
cilindrului frnarea condensrii produilor corozivi pe
suprafaa sa interioar (temperatura ei este cu circa 50 % mai mare)
se constat o sensibilitate mai mic a uzurii n raport cu calitatea uleiului
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 283
1. Motor rcit cu lichid, ulei de calitate medie
2. Motor rcit cu lichid, ulei pentru condiii grele
3. Motor rcit cu aer, indiferent de calitatea uleiului
-
Instalaia de rcire cu aer : este simpl conine un numr mai mic de organe nu necesit operaii de ntreinere evit utilizarea unor materiale deficitare
Fixarea separat a chiulaselor i cilindrilor : ofer accesul uor la mecanisme permite reducerea timpului i costului reparaiilor permite reducerea timpului i costului reparaiilor
Temperatura cilindrilor fiind mai mare la rcirea cu aer, cantitatea de cldur care poate fi preluat de la piese se reduce cu 15...18%, limitnd : forarea prin turaie forarea prin supraalimentare
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 284
-
Alezajul motoarelor rcite cu aer se limiteaz datorit : temperaturii mai mari a cilindrilor rigiditii reduse a construciei cu cilindri separai
Temperatura mai mare a cilindrilor provoac i dublarea consumului de ulei fenomen generat de intensificarea vaporizrii i fenomen generat de intensificarea vaporizrii i
arderii lubrifiantului din pelicul
Temperaturile mai mari ale pieselor impun echiparea motoarelor rcite cu aer cu radiator de ulei
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 285
-
i consumul specific de combustibil este mai mare cauza : creterea puterii de antrenare a
ventilatorului
Intensitatea zgomotului este mai mare la motoarele rcite cu aer :motoarele rcite cu aer : lipsete stratul intermediar de lichid care se
comport ca un amortizor ventilatorul este mai puin silenios
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 286
-
Instalaia de rcire rcire
combinatMarcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 287
-
Reducerea temperaturii chiulasei : favorizeaz umplerea cu amestec micoreaz intensitatea detonaiei mrete durabilitatea supapelor
pe cnd la cilindru se obin efecte convenabile mrind temperatura
Rezolvarea acestor cerine contradictorii impune separarea circuitelor de rcire ale
Rezolvarea acestor cerine contradictorii impune separarea circuitelor de rcire ale chiulasei i cilindrului
Rezultatele experimentale indic faptul c separarea circuitelor n cadrul aceluiai tip de instalaie de rcire este complicat i totodat nerentabil sub aspect economic
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere intern III 288
-
Dou circuite de ap independente
Pompa de ap
Marcel Ginu POPA Motoare cu ardere