第6章 柴油机冷却系统
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第六章冷却系统第一节冷却系统的功用、组成和布置一、冷却系统的功用柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右,使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。
严重的受热会造成:①材料的机械性能下降,产生较大的热应力与变形,导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形;②破坏运动部件之间的正常间隙,引起过度磨损,甚至发生相互咬死或损坏事故;③燃烧室周围部件温度过高,使进气温度升高,密度降低,从而减少进气量;增压后的空气温度也会升高,并影响进气量;④润滑油的温度也逐渐升高,粘度下降,不利于摩擦表面油膜的形成,甚至失去润滑作用。
综上所述,为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件,滑油及增压后的空气等进行冷却。
然而从能量利用观点来看,柴油机的冷却是一种能量损失,过分冷却将导致燃油滞燃期延长,产生爆燃和燃烧不完全,增加加散热损失;机件内外温度差过大,以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹,润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗;在燃用含硫量较高的重油时,将产生低温腐蚀,使缸套严重腐蚀等。
因此,在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热,也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果,应有所兼顾。
冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作,达到既能避免零件的损坏和减小其磨损,又能充分发出它的有效功率。
近代,从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发,国内、外正在进行绝热发动机的研究,相应发展了一批耐高温的受热部件材料,如陶瓷材料等。
目前,柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种,绝大多数柴油机使用前者。
而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。
淡水的水质稳定,传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷,因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质;海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出,为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55℃;滑油的比热小,传热效果较差,在高温状态易在冷却腔内产生结焦,但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险,因而适于作为活塞的冷却介质。
农 机 推 广农业开发与装备 2018年第4期摘要:柴油机工作中,汽缸内可燃性混合气体燃烧时温度可达2 000℃以上,其中一部分热能转化为动能输出,一部分随废气排出,还有一部分需通过机体冷却系统传导出去。
研究冷却系统的功用,冷却的方式,冷却系统故障对发动机工作的影响,以及常见的冷却系统故障和处理方法。
关键词:冷却系统;强制循环式;柴油机1 柴油机冷却系统冷却系统的作用是吸收缸体传导出的和机件之间摩擦所产生的热量,防止零件因为热负荷过高而变形,防止高温而导致正常零件配合间隙被破坏而卡死,防止机油因温度过高而变质影响润滑,避免零件之间润滑油膜难形成,使得磨损加剧,防止发动机正常工作时过热,冷却不充分,会使气缸充气量减小和出现早燃或爆燃等不正常现象,导致发动机工作无力,因此冷却系统的用途就是保证发动机能够在合理的温度范围内正常工作。
冷却系统工作过程中,也要防止冷却过度,过度冷却,一方面会使热量散失过多,转化成有用功的热量减少,另一方面会使原已汽化的燃油与冷缸壁接触凝结并流到曲轴箱内,不但增加了燃油消耗,而且使机油变稀影响润滑,磨损加剧,导致发动机功率下降。
柴油机冷却方式主要有风冷和水冷两种,风冷多用于小型汽油发动机。
水冷是将高温零件的热量先传导给水,然后再将热量散入空气中。
水冷又分为压力强制循环式、蒸发式和自然循环式。
压力强制循环式,工作可靠性高,散热效果好;蒸发式结构简单,对使用者技术要求不高,多用于小型柴油机(如S195,YC1115,ZS1115等),缺点水消耗大;自然循环式一般只用于工作时间较短的小型起动汽油机。
强制循环式水冷却系统构成:风扇、散热器(水箱)、溢水管、节温器、水温表、水泵、水套、旁通管及配水管等。
强制循环式水冷却系统工作过程:当发动机开始工作时,水泵启动,强制冷却液开始循环,冷却液吸收燃烧室内传导到零件的热量,从而使冷却液升温,当温度达到节温器开启温度时,节温器阀门将关闭小循环的旁通水路,由原先的小循环转入大循环,冷却液将流经散热器,经风扇强气流冷却,再重新经水泵进入缸体。