Газораспределительный механизм,системы охлаждения и смазки двигателя

ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ

ПОРЯДОК ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА

• НАЗНАЧЕНИЕ

• УСТРОЙСТВО

• РАБОТА

• ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вспоминаем предыдущий учебный материал

Четырехтактный ДВС

такты:

1 ВПУСК

2 СЖАТИЕ

3 РАБОЧИЙ ХОД

4 ВЫПУСК

ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ (ГРМ)

НАЗНАЧЕНИЕ

Своевременное открытие и закрытие

впускных и выпускных клапанов

ДЛЯ ЧЕГО?

Наполнение цилиндров

горючей смесью (карбюраторные ДВС)

или воздухом (дизели),

выпуск отработавших газов

+

КАК УПРАВЛЯТЬ

КЛАПАНАМИ?

Изоляция камеры сгорания

от окружающей среды

во время тактов сжатия и рабочего хода

УСТРОЙСТВО ГРМ

УСТРОЙСТВО ГРМ

КЛАПАН

УСТРОЙСТВО ГРМ

НАПРАВЛЯЮЩАЯ

ВТУЛКА

УСТРОЙСТВО ГРМ

ПРУЖИНА КЛАПАНА

ОПОРНАЯ ШАЙБА,ТАРЕЛКА, СУХАРИ

КЛАПАННАЯ ГРУППА

В СБОРЕ

УСТРОЙСТВО ГРМ

РАСПРЕДВАЛ

УСТРОЙСТВО ГРМ

ТОЛКАТЕЛЬ, ШТАНГА

УСТРОЙСТВО ГРМ

КОРОМЫСЛО

РАБОТА ГРМ

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

НАЗНАЧЕНИЕ

Обеспечивает принудительный

отвод тепла от нагретых частей

двигателя.

ДЛЯ ЧЕГО?

Для поддержания оптимального

температурного режима

работы двигателя.

РЕЖИМ?

80 – 90 (110) °С

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО

НА БАЗОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ ПРИМЕНЯЮТ ЖИДКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ

ЗАКРЫТОГО ТИПА С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЖИДКОСТИ

РУБАШКА ОХЛАЖДЕНИЯ

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО

НА БАЗОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ ПРИМЕНЯЮТ ЖИДКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ

ЗАКРЫТОГО ТИПА С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЖИДКОСТИ

ВОДЯНОЙ НАСОС

Н

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО

НА БАЗОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ ПРИМЕНЯЮТ ЖИДКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ

ЗАКРЫТОГО ТИПА С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЖИДКОСТИ

РАДИАТОР

Н

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО

НА БАЗОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ ПРИМЕНЯЮТ ЖИДКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ

ЗАКРЫТОГО ТИПА С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЖИДКОСТИ

ВЕНТИЛЯТОР

Н

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО

НА БАЗОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ ПРИМЕНЯЮТ ЖИДКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ

ЗАКРЫТОГО ТИПА С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЖИДКОСТИ

ТЕРМОСТАТ

Т

Н

РАБОТА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

СИСТЕМА СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ

НАЗНАЧЕНИЕ

1. Обеспечивает подвод масла к

трущимся поверхностям ДВС

ДЛЯ ЧЕГО?

для уменьшения трения и

изнашивания деталей.

2. Удаляет продукты изнашивания

из мест контакта деталей

3. Отводит часть теплоты

от нагретых деталей

4. Защищает детали от коррозии

СИСТЕМА СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ

СПОСОБЫ ПОДВОДА МАСЛА К ТРУЩИМСЯ ПОВЕРХНОСТЯМ

• ПОД ДАВЛЕНИЕМ

• РАЗБРЫЗГИВАНИЕМ

• САМОТЕКОМ

• МАСЛЯНЫМ ТУМАНОМ

КОМБИНИРОВАННАЯ

СИСТЕМА

СМАЗКИ

УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ

ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ МАСЛЯНЫЙ НАСОС С РЕДУКЦИОННЫМ КЛАПАНОМ

УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ

ФИЛЬТР ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОЧИСТКИ МАСЛА

УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ

МАСЛЯНЫЙ РАДИАТОР

ГРМ: КЛАПАНА. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

ГРМ: ТЕПЛОВОЙ ЗАЗОР В КЛАПАНАХ

ГРМ: ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

— МОМЕНТЫ ОТКРЫТИЯ И ЗАКРЫТИЯ КЛАПАНОВ,

ВЫРАЖЕННЫЕ В УГЛАХ ПОВОРОТА КОЛЕНВАЛА

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ: ПРИВОД ВЕНТИЛЯТОРА

ЗУБЧАТАЯ

ПЕРЕДАЧА (ЯМЗ)

ОТ КОЛЕНВАЛА ЧЕРЕЗ

ГИДРОМУФТУ (КАМАЗ)

КЛИНОРЕМЕННАЯ

ОТ КОЛЕНВАЛА ЧЕРЕЗ

ПЕРЕДАЧА (ЗИЛ)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНУЮ

ИЛИ ВИСКО МУФТУ (КАМАЗ)

ЭЛЕКТРО-

ВЕНТИЛЯТОР

(ГАЗЕЛЬ)

СИСТЕМА СМАЗКИ: ВЕНТИЛЯЦИЯ КАРТЕРА

1. ОТКРЫТАЯ

2. ЗАКРЫТАЯ

СПАСИБО

ЗА ВНИМАНИЕ!

Тема 1.4. Системы охлаждения и смазки двигателя

Система
охлаждения предназначена для
принудительного отвода тепла от нагретых
деталей двигателя в пределах, обеспечивающих
его нормальную работу. Системы охлаждения
по роду теплоносителя, отводящего тепло
от деталей, бывают жидкостной и воздушной.
Жидкостные системы охлаждения бывают
открытыми и закрытыми.

Открытая
система охлаждения постоянно сообщается
с атмосферой через пароотводную трубку,
закрытая система непосредственно с
атмосферой не сообщается. В пробке
заливной горловины радиатора такой
системы имеются специальные клапаны,
которые открываются при определённом
давлении или разрежении.

На
большинстве современных автомобилей
система охлаждения жидкостная, закрытого
типа, с преимущественной циркуляцией,
заполняется водой или антифризом (Тосол
– 40) плотностью 1,078 – 1,085 кг/см³.

Жидкость,
циркулирующая в системе охлаждения,
воспринимает теплоту от стенок и головки
цилиндра и передаёт её через радиатор
в окружающую среду. Вода поступает от
менее нагретых частей – втулки цилиндров
− к более нагретым – головке цилиндров,
патрубкам выпускных клапанов и отверстиям
для свечей зажигания.

Система
охлаждения закрытого типа не имеет
непосредственного сообщения с атмосферой.
При такой системе температура кипения
повышается до 109 – 112 ⁰С
при этом вода реже закипает и меньше
испаряется, в результате расширяется
температурный диапазон работы двигателя.

К
деталям системы охлаждения относятся
радиатор, расширительный бачок, жалюзи
радиатора, насос системы охлаждения,
вентилятор и термостат.

В
нижней части наливного патрубка радиатора
впаяна пароотводящая пробка. Пробка
имеет паровой и воздушный клапаны.
Паровой клапан открывается при 0,045…0,055
МПа. Избыток жидкости или пар отводится
через пароотводящую трубку. Воздушный
клапан предохраняет радиатор от сжатия
давлением воздуха и открывается при
остывании жидкости, когда давление в
системе снижается на 0,001…0,01 МПа.

Расширительный
бачок
предназначен для поддержания постоянного
объёма циркулирующей жидкости.
Расширительный бачок соединён трубкой
с наливной горловиной радиатора и имеет
сообщение с атмосферой. При увеличении
объёма охлаждающей жидкости пар или
избыточная жидкость отводится в
расширительный бачок. При охлаждении
жидкости и уменьшении её объёма жидкость
из бачка отводится в радиатор.

Насос
системы охлаждения
создаёт циркуляцию жидкости в системе
охлаждения, препятствует образованию
паровоздушных пробок и обеспечивает
равномерное охлаждение двигателя. Вал
водяного насоса служит и валом вентилятора.

Термостат
автоматически поддерживает устойчивый
тепловой режим двигателя. Термочувствительный
элемент термостата жидкостного типа
помещён в отводящем патрубке и представляет
собой баллон заполненный легкоиспаряющейся
жидкостью. При температуре охлаждающей
жидкости ниже 68 ⁰С
клапан термостата закрыт и жидкость
через перепускной канал направляется
в водяной насос и через радиатор не
циркулирует. Когда температура становится
выше 68…72 ⁰С,
легкоиспаряющаяся жидкость в баллоне
начнёт испаряться, баллон удлиняется
и клапан открывается, обеспечивая
циркуляцию жидкости через радиатор.

Таким образом,
охлаждающая жидкость в зависимости от
температуры двигателя может циркулировать
по одному из двух путей:

1.
При прогретом двигателе, когда клапан
термостата открыт, через выпускной
патрубок по шлангу в верхний бачок
радиатора, а из радиатора, через подводящий
шланг в водяной насос и далее − в водяную
рубашку двигателя (это, так называемый,
большой круг).

2.
При непрогретом двигателе, когда клапан
термостата закрыт, минуя радиатор, через
перепускной шланг во всасываемую полость
водяного насоса, а затем − в водяную
рубашку (малый круг).

Смазка снижает
потери на трение и тем самым уменьшает
износ деталей. Она способствует
внутреннему охлаждению трущихся
поверхностей, смыванию нагара и
металлической пыли, уплотнению поршней
в цилиндрах, защите деталей от коррозии.

К
смазочным материалам относятся масло
и консистентные смазки. Масло должно
сохранять вязкость на всех режимах
работы двигателя, иметь низкую температуру
застывания, обладать хорошими моющими
свойствами, быть стойким к окислению и
не вызывать коррозию. Для повышения
качеств смазочных и антикоррозионных
свойств, понижения вязкости при пониженных
температурах к маслу добавляют различные
присадки.

Струя масла под аэродинамической нагрузкой)

Реалистичная визуализация потока масляной струи в электродвигателе

Валентин Боннифет

Валентин Боннифет

Инженер по исследованиям и разработкам CFD 🚴🏻♂️ Велотафёр 🌍 Родился в среде с 355 ppm CO2

Опубликовано 3 апреля 2020 г.

+ Подписаться

Ограничение глобального потепления стало главной задачей человечества на ближайшие годы. Среди значительных изменений в образе жизни и технологиях, которые необходимо осуществить, электромобилей (EV) в сочетании с производством электроэнергии без углекислого газа представляют собой обозримое будущее для личного транспорта. С начала этого десятилетия мир оказался на пороге новой эры частного транспорта с появлением электромобилей нового поколения. Хотя первым дорожным транспортным средством, разогнавшимся до 100 км/ч в 189 г.9 был электромобиль под названием «la jamais contente», тепловые автомобили преобладали в следующем столетии. Несколько лет назад электрические технологии все еще были ограничены прототипами концепт-каров, общественным транспортом и несколькими транспортными средствами с ограниченным радиусом действия. Действительно, это предыдущее поколение электромобилей страдало от относительно низкого диапазона автономности по сравнению с обычными тепловыми транспортными средствами. Тем не менее, недавние усовершенствования литиевых батарей изменили правила игры и продвигают электромобили как альтернативу тепловым транспортным средствам для повседневного использования.

Аккумулятор — не единственная область для улучшения: электродвигатель (электродвигатель) также требует особого внимания. Действительно, электродвигатели должны быть не только мощными, эффективными, легкими, бесшумными, надежными и доступными по цене, но и обеспечивать высокий крутящий момент в широком диапазоне скоростей для обеспечения комфортного вождения. Любой, кто считает, что электродвигатель так же прост, как вал ротора, окруженный медными проводами, намотанными на сердечники статора, недооценивает степень физических явлений, происходящих в такой системе. Его конструкция требует большой панели из численных инструментов, способных охватывать механический, электромагнитный, акустический, тепловой и внутренний аэродинамический анализ. В такой системе сильны физические взаимосвязи, такие как связь между механическим резонансом, электромагнитными волнами и распространением воздушной акустики, а также связь между рассеиванием тепла, эффектом Джоуля и аэродинамическим потоком, индуцированным ротором. Эти мультифизические взаимосвязи усложняют изучение электронных двигателей.

Несмотря на то, что КПД электродвигателей (около 90%) остается лучше, чем у тепловых двигателей (около 40%), значительная часть потерь, преобразованных в тепловую энергию, должна рассеиваться. Подход с прямым воздушным охлаждением недостаточно компактен для современных требований к электромобилям, и необходима технология на основе жидкости. Ротор, разогреваемый индуцированным током Фуко, недостаточно эффективно охлаждается устаревшими системами жидкостного охлаждения и его так называемой «водяной рубашкой» вокруг корпуса двигателя. Пересечь воздушный зазор, теплоизолирующий ротор от статора, куда проще, чем напрямую снабжать ротор охлаждающей жидкостью! Конечно, воду нельзя использовать в качестве теплоносителя, так как она проводит электричество. Тем не менее, масло было бы идеальным кандидатом, поскольку оно является непроводящим материалом, а также удовлетворяет потребности как в охлаждении, так и в смазке.

На рынке представлены две основные технологии впрыска масла . Центробежный впрыск масла через просверленный вал подходит для электродвигателей, встроенных в колесо. Форсунки, прикрепленные к боковым крышкам электродвигателей , часто предназначены для электродвигателей, прикрепленных к раме автомобиля. В то время как первая технология впрыска использует центробежный эффект для широкого распыления внутренних частей двигателя при любой скорости вращения, вторая позволяет более точно сфокусироваться на самых горячих частях. В настоящей статье основное внимание уделяется последней технологии: форсункам, прикрепленным к боковым крышкам электродвигателя.

Расчетная гидродинамика (CFD) анализ систем охлаждения/смазки электродвигателя может предоставить необходимую информацию, которая поможет инженерам повысить надежность двигателя при механических и тепловых нагрузках. Какой бы ни была выбрана стратегия CFD, необходимо сделать некоторые предположения о мультифизической связи. Такой процесс упрощения делает цифрового двойника более доступным для целей итеративного процесса проектирования . Из-за высокой скорости вращения (номинальный диапазон от 14 000 до 18 000 об/мин) и сложной геометрии катушки ротора на рисунке выше можно наблюдать хаотичную форму струи и распыление на капли после удара. Такое хаотичное поведение не позволяет инженерам по моделированию использовать геометрические симметрии для уменьшения проблем.

Чтобы выполнить исследование нагнетания нефти и смоделировать ее многофазное поведение, обычные многофазные решатели с конечным объемом (FV) должны использовать методы Volume Of Fluid (VOF) или Level-Set. Однако такой подход требует значительных вычислительных ресурсов, поскольку необходимы как методы измельчения сетки, так и методы смещения сетки вокруг свободной от нефти поверхности и вращающихся тел соответственно. Напротив, лагранжевы подходы могут внутренне улавливать сложную динамику свободных поверхностей. Более того, использование решателя на основе частиц избавило бы пользователя от сложной и привередливой операции построения объемной сетки. Расчеты в этой статье были выполнены с использованием решателя SPH-flow, основанного на методе лагранжевой гидродинамики гладких частиц (SPH). Видео ниже показывает зависящее от времени поле частиц во всей области жидкости. Обратите внимание, что величина скорости капель может достигать 150 м/с после удара ротора!

Многофазные решатели позволяют вычислять взаимное взаимодействие между масляными струями и каплями и воздушным потоком, создаваемым ротором. Из-за высокой скорости вращения электродвигателей скорость воздушного потока может превышать 100 м/с, и нельзя пренебрегать ее влиянием на капли масла размером в один миллиметр. Однако если влияние воздуха на масло очевидно, то наоборот нет. Следовательно, может быть выполнена однонаправленная слабая связь: сначала вычисляется автономный, безмасляный воздушный поток. Затем его результаты можно использовать в качестве внешних входных данных для расчета потока нефти. Пример такого воздушного потока представлен выше, где линии тока окрашены по величине скорости. Такая стратегия соединения стала возможной благодаря способности метода SPH работать с монофазными потоками со свободной поверхностью.

В следующей статье основное внимание будет уделено другой технологии охлаждения и смазки электродвигателя: впрыску масла через вал, , который использует центробежное ускорение для распыления катушек ротора и статора.

• Охлаждение масляным распылением
  

  20 нояб. 2020 г.

• Охлаждение и смазка электродвигателя (Часть 2: Центробежный впрыск масла)
  

  7 авг. 2020 г.

• Как CFD может помочь в повседневных промышленных процессах (Часть 2: Оптическая связь)
  

  7 мая 2020 г.

• Поверхностное натяжение и смачиваемость: применение в повседневной жизни (часть 2)
  

  20 февраля 2020 г.

  

• Как CFD может обслуживать повседневные промышленные процессы (Часть 1: Бурение)
  

  27 нояб. 2019 г.

Увидеть все

Другие также смотрели

Исследуйте темы

Система охлаждения и смазки — ANGRi Racing Academy : Karting Champions Training Champions ), что больше всего вам не приходит в голову, так это то, что сразу за вашим правым локтем каждую минуту происходит около 10 000 небольших контролируемых взрывов.

Топливо сгорает внутри   камеры сгорания  , и, следовательно, двигатель получил свое другое известное название «внутреннее сгорание» или «двигатель внутреннего сгорания» из этого процесса.

КПД двигателя

Термический КПД говорит нам, какая часть химической энергии, содержащейся в топливе, преобразуется в механическую энергию на коленчатом валу при измерении на динамометрическом стенде. Этот КПД ни в коем случае не является ошеломляющим и обычно составляет всего около 20% для двухтактного двигателя, но немного больше для четырехтактного. В случае двухтактного двигателя это низкое значение, составляющее около 20%, в значительной степени зависит от времени открытия порта и его способности продувки. На самом деле это означает, что где-то около 80% доступной энергии не используется с пользой, то есть для вращения коленчатого вала, а в основном превращается в тепло. Примерно половина этого тепла уносится выхлопными газами, такое же количество уходит на охлаждение двигателя, а небольшое количество расходуется на трение и вспомогательные устройства, такие как охлаждающий насос, или превращается в шум. Типичное распределение энергии показано на диаграмме ниже.

Не путать с тепловым КПД, у нас также есть еще один показатель производительности двигателя, а именно. механический КПД. Во времена паровой машины была разработана формула для расчета теоретической мощности, которую двигатель мог производить. Он был основан на давлении пара, длине хода коленчатого вала, площади поршня и количестве оборотов в минуту, поэтому он был назван формулой ПЛАН, представляющей собой объединение первых букв имен каждой из переменных. Его часто называют указанной мощностью, тогда как тормозная мощность измеряется, когда двигатель соединен с динамометрическим стендом. Механический КПД представляет собой отношение этих двух величин и варьируется между двигателями в зависимости от их конструкции, но обычно составляет порядка 80%, поэтому он намного выше, чем тепловой КПД.

Требования к системе охлаждения

Температура горючих газов внутри камеры сгорания и цилиндра превышает 1 500°C, что значительно выше точки плавления материала, из которого изготовлена ​​головка цилиндра или цилиндр. . Если это тепло не рассеивается, разрушение материала неизбежно.

Кроме того, мы знаем, что топливная смесь, подаваемая в двигатель, помимо сгорания в камере сгорания, в конечном итоге смазывает подшипники коленчатого вала, шатунный подшипник, поршневой палец, поршневые кольца, а также оставляет масляную пленку на стенки цилиндра. Поэтому, если теплота сгорания не рассеивается должным образом, эта масляная пленка быстро окисляется и откладывает нагар на поверхности цилиндра, что затем приводит к заклиниванию поршня.

Ссылаясь на предыдущую диаграмму, мы видим, что добрых 40% общей энергии топлива уходит прямо в выхлопную трубу, поэтому нам действительно нужна только система охлаждения, чтобы справиться с оставшимися 35% тепла. Есть два типа охлаждения, которые мы видим на двигателе картинга, а именно. воздушное охлаждение или водяное охлаждение.

Воздушное охлаждение

В этой системе тепло передается через стенки цилиндров и головку цилиндров к их внешним концам, где затем передается окружающему воздуху посредством излучения. Чтобы эффективно отводить это тепло, на внешней стороне цилиндра и головке цилиндра отлиты ребра. Добавление этих ребер значительно увеличивает доступную площадь, открытую для воздуха, тем самым улучшая передачу тепла в окружающую атмосферу. Скорость теплопередачи еще больше увеличивается при движении на скорости из-за скорости окружающего воздуха, движущегося вокруг ребер или между ними. Это крайне необходимо, так как двигатель вырабатывает очень мало мощности на холостом ходу, потому что в это время он потребляет очень мало топлива. Это резко возрастает на гоночных скоростях и при широком открытии дроссельной заслонки, когда двигатель потребляет большое количество топлива и в результате сильно нагревается, и, следовательно, когда это происходит, требуется высокая скорость теплопередачи.

Данная система охлаждения имеет ряд преимуществ. Во-первых, его намного проще спроектировать и изготовить. Он также легче своего аналога с водяным охлаждением из-за отсутствия водяных рубашек, радиатора и водяного насоса. Кроме того, он требует намного меньше ухода и внимания, и он не подвергается риску повреждения от мороза (растрескивание водяных рубашек или радиатора), утечек воды из шлангов и т. д.  При правильной конструкции двигатель с воздушным охлаждением также может выдерживать очень высокие нагрузки. температуры окружающей среды, такие как в пустыне, — не то чтобы это нас сильно беспокоило. Этот тип системы охлаждения используется на двигателях Comer C50, Kid-Rok и Mini-Rok.

Водяное охлаждение

Существует несколько различных типов систем водяного охлаждения, но на картах используется система принудительной циркуляции с центробежным водяным насосом. Термосифонная система основана на том факте, что по мере того, как горячая вода, поступающая в верхнюю часть радиатора, остывает, ее плотность изменяется, и она опускается к нижней части радиатора. При этом она заменяется более горячей водой из двигателя, поступающей сверху. Самая большая проблема заключается в том, что скорость циркуляции воды внутри системы в целом очень низкая — слишком низкая для наших целей. Система принудительной циркуляции работает примерно по тому же принципу, но к ней добавляется центробежный насос. Насос приводится в действие через механическую связь с двигателем (Rotax) или задней осью (Rok OKJ и DVS) и, следовательно, значительно ускоряет поток жидкости в системе — например, водяной насос на двигателе Rotax 125 куб. обеспечивает скорость потока около 22 литров в минуту при работе двигателя на 11 000 об/мин.

В этом случае горячая вода из рубашек охлаждения вокруг цилиндра и головки цилиндра подается центробежным насосом в верхнюю часть радиатора, где она теряет свое тепло через излучение в атмосферу, прежде чем вернуться обратно в двигатель для повторного использования. цикл. Водяной насос всегда находится в «холодной» части системы, то есть между нижней частью радиатора и обраткой к двигателю. Радиатор является активной частью системы теплообмена и состоит из верхнего резервуара, нижнего резервуара и набора трубок, соединяющих их. Трубки, содержащие воду, установлены вертикально и проходят через большое количество горизонтальных тонких медных или алюминиевых листов, называемых ребрами. Из-за большой площади поверхности, создаваемой ребрами, теплообмен с атмосферой значительно увеличивается, и это еще больше усиливается за счет движения карта вперед на скорости. Этот тип системы охлаждения используется во всех классах Rotax, а также в двигателях OKJ и DVS, используемых в серии Rok. Перед радиатором также установлена ​​регулируемая заслонка (Rotax) или шторка (Rok), положение которой можно изменить, чтобы позволить большему или меньшему количеству воздуха проходить через радиатор, и это полезно для быстрого доведения двигателя до рабочей температуры.

Смазка

Смазка внутри двигателя служит множеству целей. Никакие две поверхности не бывают на 100% гладкими, так как всегда будут неровности, вызванные методом изготовления, поэтому, когда они движутся в непосредственной близости друг от друга, возникает определенное трение. По мере увеличения частоты вращения двигателя увеличиваются силы инерции вращающихся частей двигателя и, следовательно, потери на трение. Это увеличение нелинейно, а пропорционально квадрату частоты вращения двигателя.

Величина этого трения определяется рядом факторов, включая силу, приложенную к сопрягаемым поверхностям, шероховатость их поверхности, тип смазки между поверхностями и т. д.  Если вы считаете, например, что шарикоподшипник на 100 % гладкий, затем подумайте еще раз, потому что это только вопрос того, какой измерительный инструмент и увеличение используются для определения этого. В качестве очень грубой аналогии мяч для гольфа, лежащий в конце вашего сада, при «измерении» с помощью глазного яблока Mk.1 с расстояния 20 м выглядит настолько гладким, насколько вы могли надеяться, но это совсем другая история, когда он находится прямо у вас под носом. Смазка используется для уменьшения трения и износа между двумя поверхностями, трущимися друг о друга. В дополнение к трению и износу трение приводит к выделению тепла, а также к потере мощности.

Режимы смазки

Существуют различные режимы смазки, известные как пограничный слой, полножидкостная и смешанная смазка, которые находятся где-то между первыми двумя типами и показаны на схеме ниже. Пограничный слой, как следует из названия, представляет собой тонкий слой масла между двумя поверхностями, но время от времени они все же соприкасаются. В полнопоточном режиме поверхности полностью разделены слоем масла – это может быть результатом достаточного давления масла, создаваемого насосом, или результатом образования «клина» масла из-за вращения. между двумя частями. Кроме того, вы, возможно, слышали или читали о воздушных подшипниках — это пример полнопоточной «смазки», когда воздух под высоким давлением используется для разделения плотно прилегающих деталей и часто используется в приложениях с чрезвычайно высокими скоростями, например. бормашина дантиста.

Смазка также способствует отводу тепла, выделяемого поршнем, цилиндром и подшипниками, создавая эффект охлаждения деталей. Кроме того, оно действует как герметик, когда масло попадает в зазоры между цилиндром, поршнем и поршневыми кольцами, тем самым в значительной степени предотвращая попадание в картер газов высокого давления, образующихся в процессе сгорания.

Типы масла

На картинговом двигателе нет масляного насоса или даже масляного фильтра. Фактически, система смазки представляет собой систему с полными потерями. Практически вся воздушно-топливная смесь, которая содержит масло и попадает в картер, направляется в камеру сгорания через передаточные отверстия, где сгорает и направляется в выхлоп. Только небольшой процент этой распыленной смеси, которая содержит от 20 до 50 мл масла на литр топлива, «остается» в картере двигателя для использования в качестве смазки, поэтому очень важно использовать масло хорошего качества.

Существует ряд типов смазочных материалов, которые можно получить из животных жиров, овощей или минералов. Масла, полученные из животных жиров, плохо выдерживают нагревание и в конечном итоге становятся восковыми или липкими, поэтому их не используют в двигателях. Масла из овощей включают касторовое масло, и они, как правило, немного липкие, а также оставляют больше копоти при сгорании по сравнению с их минеральными аналогами. Смазочные материалы на минеральной основе получают из сырой нефти, встречающейся в природе и встречающейся в таких местах, как Северное море, США, ОАЭ и т. д.

Кроме того, у нас есть синтетические смазочные материалы, изготовленные из химических соединений искусственного происхождения. Синтетические смазочные материалы могут производиться с использованием химически модифицированных нефтяных компонентов, а не цельной сырой нефти, но также могут быть синтезированы из другого сырья. Для картинга класс Bambino, а также все классы серий Rotax и Rok регламентированы на использование синтетических смазочных материалов в очень определенных соотношениях.

Обслуживание системы охлаждения

Двигатели с воздушным охлаждением практически не требуют обслуживания ребер, поскольку они редко засоряются. С другой стороны, система водяного охлаждения требует некоторого обслуживания. Наиболее очевидными из них являются те, которые следует проводить каждый день гонки и которые, по сути, представляют собой визуальную проверку следующего:

• Уровень воды в радиаторе и состояние крышки и уплотнительного кольца уровень, когда двигатель прогрет до температуры и при необходимости долить

• Правильная установка крышки радиатора

• Затяжка всех хомутов шлангов системы

• Утечки на входных и выходных шлангах к радиатору, сердцевине радиатора, соединениях водяного насоса и корпусе насоса .