|
|
Теплопроводность
Теплота передается от горячего тела холодному телу. Горячие
внутренние части цилиндра передают теплоту от одной частицы
металла к следующей через толщину стенок к относительно
холодной внешней поверхности. Находящаяся в контакте с
металлической поверхностью жидкость нагревается и уносит
теплоту.
Конвекция
Она основывается на том принципе, что вода при температуре
выше 4 °С становится легче по мере нагревания, то есть ее
плотность уменьшается при увеличении температуры.
Охлаждающая жидкость в водяной рубашке нагревается и,
становясь «легче», поднимается к верхней части рубашки и
поступает через верхний шланг к радиатору. Горячая вода в
водяной рубашке замещается холодной водой, поступающей из
нижнего бачка радиатора. Когда поток объединяется вместе
верхним потоком в водяную рубашку, получается естественная
циркуляция охлаждающей жидкости, называемая конвекцией.
Циркуляция, вызванная термосифонным действием, может иметь
место только тогда, когда уровень охлаждающей жидкости в
верхнем бачке выше уровня в верхнем шланге.
Излучение
Тепло передается в пространстве в виде волн, подобно
распространению света. Излучаемую теплоту можно
почувствовать, если приблизить ладонь к нагретой
поверхности. Назначение радиатора — отдавать теплоту
охлаждающей жидкости воздуху. Воздух должен перемещаться,
поскольку, когда воздух неподвижен, температура воздуха
вскоре сравняется с температурой охлаждающей жидкости и
передача теплоты прекратится. Чтобы избежать этого, радиатор
постоянно обдувается холодным воздухом, а нагретый воздух
постоянно уносится прочь.
В современных автомобилях не применяется термосифонная
система для охлаждения двигателей, поскольку размеры кузова
автомобиля не дают возможности использовать высокий радиатор
и поскольку для этого пришлось бы использовать большое
количество охлаждающей жидкости, имеющей довольно
значительный вес. Эти недостатки усугубляются тем, что такая
система малоэффективна и при холодном запуске приходится
довольно долго ждать прогрева двигателя до оптимальной
рабочей температуры. Вследствие этого, в современных
автомобилях применяется более эффективная и компактная
система охлаждения, которая содержит нагнетательный насос.
Циркуляция при помощи водяного насоса
На рис. 24.2 изображены главные компоненты системы
охлаждения с насосом. Конструкция примерно такая же, как и у
термосифонной системы, отличие состоит в наличии насоса,
который приводится приводным ремнем и обеспечивает
принудительную циркуляцию жидкости. Благодаря ускоренной
скорости потока охлаждающей жидкости, обеспечиваемой
насосом, система требует радиатор меньшего размера, который
может располагаться ниже по отношению к двигателю. Крепление
насоса непосредственно на блоке цилиндров является обычной
практикой; благодаря этому пропадает необходимость
использования внешнего шланга между насосом и двигателем.
Альтернативным решением является установка отдельного
насоса, что тоже имеет свои преимущества, поскольку
производительность насоса можно тогда изменять в
соответствии с климатическими условиями.
Если только не предприняты специальные
меры по регулированию потока жидкости из насоса, цилиндры,
находящиеся ближе к насосу, будут работать при значительно
более низкой температуре, чем те цилиндры, которые находятся
дальше от него. Это происходит потому, что когда охлаждающая
жидкость доходит до последних цилиндров, она уже сильно
нагрета от предыдущих. Помимо того, что задние цилиндры при
этом будут изнашиваться быстрее, ограничение потока теплоты
к охлаждающей жидкости увеличивает риск детонационного
сгорания, в особенности если эти цилиндры работают на более
обедненной топливовоздушной (горючей) смеси, чем остальные
цилиндры.
Одним из способов решения этой проблемы является помещение в
головку цилиндров трубы, которая проходит от переднего до
заднего конца двигателя (рис. 24.3).
Имеющиеся в трубе отверстия (2)
непосредственно направляют «холодную» охлаждающую жидкость
на внешние части седел выпускных клапанов и на некоторые
другие детали камеры сгорания, которые особенно сильно
нуждаются в охлаждении. Отверстия в прокладке головки
цилиндров обеспечивают конвекционные потоки для отвода тепла
от тех мест, которые нагреваются наиболее интенсивно.
назад
>> |
|
