Виды охлаждения двигателей мотоциклов

При сгорании топлива в двигателе мотоцикла выделяется тепло. Большая часть этого тепла рассеивается в окружающую среду. Если процесс отвода тепла неэффективен, мотор быстро выйдет из строя.

Система охлаждения препятствует перегреву и поддерживает оптимальную рабочую температуру двигателя, как правило, на уровне 75—90°. Именно этот диапазон обеспечивает максимально эффективную работу и длительный срок службы мотора. Охлаждение может быть воздушным или жидкостным.

Воздушное

Мотор мотоцикла охлаждается встречным воздухом. Поскольку отвод тепла происходит через поверхность двигателя, её увеличивают с помощью оребрения в наиболее теплонагруженных местах. Рёбра охлаждения располагают на головке цилиндра и цилиндре, а вот на картере, где температуры не такие высокие, они могут отсутствовать.

Если двигатель расположен таким образом, что на него не попадает встречный поток воздуха, для охлаждения используют дефлекторы, перенаправляющие набегающий поток холодного воздуха на двигатель.

Широко применяется практика использования масляных радиаторов, охлаждающих моторное масло, одной из функцией которого является охлаждение деталей двигателя.

Достоинства

• Простота и надежность;
• Не требует обслуживания;
• Воздушная система дешевле жидкостной, что позволяет снизить стоимость мотоцикла.

Недостатки

• Возможен перегрев двигателя при долгом простое мотоцикла в пробке и длительном движении с низкой скоростью в жаркую погоду.
• Двигатель с воздушной системой охлаждения менее эффективен.
• Масло и фильтры придётся менять чаще, чем в случае с водяным охлаждением.
• Двигатель с воздушной системой охлаждения обладает меньшим ресурсом.

Жидкостное

Принцип охлаждения двигателей мотоциклов по этой схеме такой же, как и у автомобилей. В качестве теплоносителя выступает охлаждающая жидкость — антифриз. Антифриз одновременно оказывает антикоррозионное и смазывающее действие. Воду в системе охлаждения используют только в случае возникновения неисправности и острой необходимости продолжить движение при отсутствии охлаждающей жидкости. При этом в воде не должно быть примесей, и ее необходимо заменить на рекомендованную охлаждающую жидкость в кратчайшие сроки.

Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через каналы в стенках цилиндров и головках цилиндров двигателя, забирает от них тепло и отдаёт его радиатору. Между пластин радиатора проходит набегающий поток холодного воздуха и охлаждает радиатор.

Один из важнейших элементов системы — термостат. Он делит систему охлаждения на два контура – малый и большой. Когда двигатель холодный, клапан термостата закрыт. Циркулирующая при этом охлаждающая жидкость движется по малому контуру. Это позволяет отсечь большой объем охлаждающей жидкости, обеспечивая более быстрый прогрев двигателя. При температуре приблизительно 90° клапан открывается, обеспечивая циркуляцию жидкости по большому контуру и более эффективное охлаждение двигателя.

На радиаторе, как правило, устанавливается вентилятор с электроприводом. Он включается при повышении температуры охлаждающей жидкости. Например, когда мотоцикл движется с низкой скоростью, когда набегающего потока воздуха недостаточно.

Достоинства

• Позволяет уменьшить тепловые зазоры и получить более высокую удельную мощность.
• Необходимо реже менять масло и фильтры, чем в случае с воздушным охлаждением.
• Обеспечивает более высокий ресурс двигателя.
• Более легкий запуск двигателя при низких температурах охлаждающей жидкости.

Недостатки

• Жидкостная система охлаждения состоит из большего количества деталей, поэтому вероятность её поломки выше.
• Жидкостное охлаждение утяжеляет мотоцикл по сравнению с воздушным.
• Жидкостная система дороже воздушной, что повышает стоимость мотоцикла.
• Жидкостную систему необходимо периодически обслуживать.

Какой вид охлаждения?

Жидкостное охлаждение обязательно для высокотехнологичных двигателей. Это безальтернативный тип охлаждения для спортивных мотоциклов. Для дальних поездок, когда обеспечивается хороший обдув двигателя, может подойти и воздушное охлаждение. В то же время температура двигателей с воздушным охлаждением менее стабильна, она сильно зависит от условий движения и режимов работы, а это увеличивает их износ.

Воздушное охлаждение двигателя, бензинового и дизельного

Воздушное охлаждение двигателя— устройство, подразумевающее поддержание нормального температурного режима силового агрегата за счет его обдува потоком воздуха, а не применением антифриза. Первые «воздушники» созданы на стартеXXвека, но получили популярность только после 2-й мировой.

Оглавление

1. Как происходит воздушное охлаждение
2. Технические характеристики грузовиков с двигателем воздушного охлаждения
   • Татра 815 евро
   • Магирус-Дойтц 232 Д 19
   • Газ 3309
   • Урал-375
3. Преимущества и недостатки
4. Слухи и стереотипы
5. Перспективы развития воздушного охлаждения
6. Заключение

Последние десятилетия из-за ряда недостатков почти все производители перешли на жидкостную систему. При этом в продаже еще можно найти грузовики, имеющие двигатель с воздушным охлаждением: Татра 815, Урал-375, Газ 3309 и другие. Ниже подробнее остановимся на этой теме.

Как происходит воздушное охлаждение

Читайте также: Татра Феникс, популярный в России чешский самосвал

В отличие от классического водяного воздушная система охлаждения двигателя подразумевает отвод тепла от мотора под действием естественного или принудительно сформированного потока. Последний образуется, благодаря вентиляторам, которые могут работать в автономном режиме или запускаться от маховика.
Как результат, воздух является основным элементом для охлаждения радиатора, ГБЦ и самих цилиндров. Конструктивно система стоит из следующих элементов:

• Вентилятор. Чаще всего запускается через шкив коленвала.
• Ребристая поверхность ГБЦ.
• Защитная сеть — установлена на вентиляторе во избежание попадания в устройство сторонних элементов.
• Корпус, дефлекторы и устройства для контроля.

Воздух идет на специальные ребра, после чего через узлы-дефлекторы направляется на разные элементы силового агрегата.

Важно

Ключевым элементом является вентилятор, имеющий мощные лопасти и ротор с восьмью лопатками. Такая конструктивная особенность способствует усилению воздушного потока и повышению качества охлаждения.

Главной особенностью системы является температура «воздушника», которая находится на уровне 130-140 градусов Цельсия. Для сравнения в стандартных системах этот параметр находится в пределах 90-100 градусов. 

Технические характеристики грузовиков с двигателем воздушного охлаждения

Читайте также: ЗИЛ-130 – звезда эпохи

Несмотря на небольшую распространенность воздушных систем, они еще применяются на многих видах транспорта, к примеру, грузовиках, сельскохозяйственной технике и другой технике. Ниже рассмотрим несколько моделей грузовиков, которые сохранили такое устройство силового агрегата.

Татра 815 евро

Самосвал Татра 815 — продукт одноименной чешской компании. Производится с 1983-го и предназначен для решения задач в сложных условиях. При этом отдельно выпускаются и дорожные версии грузового автомобиля. В основе самосвала лежит хребтовая рама, изготовленная из толстой трубы с трансмиссией внутри. Высокая жесткость конструкции позволяет машине перемещаться и проводить разгрузку даже на участках с большим уклоном.

На авто стоит дизельный двигатель с воздушным охлаждением, который в зависимости от модели может иметь объем в 12.7, 15.8 и 19 литров. Соответственно, меняется и мощность в диапазоне от 235 до 360 лошадиных сил.

Функция снижения температуры силового агрегата возлагается на вентилятор спереди кабины. Благодаря дефлектору особой формы, воздух распределяется на масляные радиаторы и цилиндры. К особенностям мотора стоит отнести наличие сухого картера, пару электрических стартеров и разборный коленвал, что упрощает возможность ремонта.

На машинах Татра 815 ставились разные кабины с учетом функционального назначения грузового автомобиля. Наиболее популярные варианты — 3-местная, сдвоенная 4-дверная на пять пассажиров и водителя, а также сдвоенная с четырьмя дверьми. За время выпуска появилось много модификаций грузовика, в том числе бортовые грузовые машины, самосвалы, тягачи, экскаваторы, транспорт для пожарных и т. д.

Магирус-Дойтц 232 Д 19

Автомобиль Magírus-Deutz 232 D 19— строительный грузовик, который выпускался в период с 1974 по 1976 года. Главным назначением техники является эксплуатация в сложных условиях. Их часто применяли в Тюменском регионе, в Сибири, на Дальнем Востоке. В отличие от советских конкурентов, немецкий транспорт имел улучшенные технические характеристики, большую комфортабельность и легкость управления.

Все грузовики комплектовались одинаковыми кабинами, дизайном и моторным отсеком. В зависимости от типа мотора менялась только длина капота. Сама кабина в передней части крепилась с помощью пары кронштейнов и резиновых подложек, а в задней части —на резиновой подушке, установленной под 90 градусов к лонжеронам. 

К особенностям стоит отнести:

• Две печки от Webasto, работающие в автономном режиме на дизельном моторе с отдельной емкостью на 2-2,5 л горючего. Этого объема хватало на 2-8 ч обогрева.
• Гидроусилитель рулевого управления, принимающий на себя почти 80% усилия, необходимого для поворота колес.
• Коробка передач с шестью ступенями и планетарным редуктором.
• Три тормозные системы: рабочая, стояночная и дополнительная.
• Зависимая подвеска на рессорах в виде полуэллипса.

Главной особенностью стал двигатель Дойц с воздушным охлаждением. Именно на его базе были созданы остальные моторы. Разработчики сумели снизить расход горючего, уменьшить нагрузку на цилиндры и другие элементы мотора.

Газ 3309

Крупнотоннажный грузовой автомобиль Газ 3309 выпускается с 1994 года и предназначен для поездок по обычным твердым дорогам. Производился до 1997 года, после чего изготовление было свернута из-за остановки производства дизелей с воздушным охлаждением. Машина имеет множество модификаций — 33090, 33091, 33092, 33094и другие.

На машине установлен 4 тактный двигатель с воздушным охлаждением модели 5441. Он работает на дизельном топливе, имеет четыре цилиндра и открытую систему вентиляции. Установлен рядный ТНВД с механическим регулятором, а также поршневой топливный насос. Мотор работает в паре с МКПП на пять ступеней с синхронизаторами на второй, третьей, четвертой и пятой скоростях.

Ходовая Газ 3309 построена на 4-х продольных рессорах, изготовленных в форме полуэллипса. Для смягчения хода установлены амортизаторы телескопического типа, работающие на гидравлическом принципе. Тормозная систем состоит из рабочей, запасной и стояночной. Основные механизмы — барабанные, колодочные.

Кабина изготовлена из прочного металла и рассчитана на два места. Для водителя и пассажира предусмотрены раздельные кресла. Имеется масляный отопитель, работающий в паре с двумя радиаторами, входящими в систему смазки. 

Урал-375

Представляет собой 3-осный грузовой автомобиль, выпускаемый Уральским автомобильным заводом с 1961 года. Первоначально предназначался для нужд армии и геологической разведке, но впоследствии появились модификации для других целей. Машина оснащается бензиновым двигателем воздушного охлаждения на 180 «лошадей» и объемом 7.0 л.

Силовой агрегат работает в паре с 5-ступенчатой КПП. Первые машины имели крышку, но с 1964-го все грузовики были оборудованы цельнометаллической кабиной. Всего было изготовлено свыше 110 тысяч таких машин разных модификаций. Такая связка хорошо зарекомендовала себя в эксплуатации, что стало одной из причин популярности транспорта.

Тормозная система состоит из пневмогидравлического привода. На каждом колесе предусмотрены колодки. Имеется ручной тормоз с дополнительными колодками барабанного типа. В качестве подвески установлены продольные рессоры в виде полуэллипса. Спереди они фиксировались к рамной части, а сзади оставались свободными. Дополнительно предусматривались амортизаторы двойного действия.

Технические характеристики	Значения
Колесная формула	6х6
Двигатель	дизель F8L413, воздушное охлаждение
Мощность, л. с.	180
Максимальная скорость, км/ч	75
Расход горючего, л/100 км	35
Габариты (ДхШхВ), м	7,36х2,674х2,98
Клиренс, см	40
Вес, т	7,1
Грузоподъемность, т	5

Преимущества и недостатки

Воздушное охлаждение двигателя имеет свои плюсы и минусы. Первые привлекают внимание конструкторов, а вторые, наоборот, заставляют их переключиться на применение стандартной системы с антифризом.
Преимущества:

• Повышенная надежность.
• Сравнительно небольшая масса.
• Простая конструкция, которая упрощает ремонт.
• Небольшой вес.
• Легкость пуска даже в холодную погоду.
• Доступная цена.
• Экономия на покупке охлаждающей жидкости и воды.
• Хорошие характеристики запуска.

Недостатки:

• Более высокая температура двигателя воздушного охлаждения.
• Повышенный шум, создаваемый постоянно функционирующим вентилятором.
• Большие габариты.
• Высокий нагрев некоторых участков силового агрегата.
• Чрезмерная чувствительность к горючему.
• Необходимость постоянного контроля состояния двигателя.

Слухи и стереотипы

За время выпуска моторов с воздушным охлаждением появилось много ошибочных представлений о такой системе. По этой причине многие не воспринимают такой способ поддержания температуры двигателя и считают его ненадежным. Рассмотрим основные мифы:

• Сильный нагрев. Рабочая температура мотора с воздушным охлаждением больше, но это даже плюс. Из-за небольшой разницы в температурном режиме снаружи и внутри металл меньше подвержен негативным воздействиям и имеет больший ресурс. Кроме того, такие двигатели быстрее набирает нужную температуру.
• Увеличенные габариты. Это также заблуждение, ведь при идентичных параметрах поршня и его хода «воздушник» будет иметь даже меньшие размеры. Минус в том, что много пространства занимают дефлекторы и вентиляторы, которые требуют дополнительное место в подкапотном пространстве.
• Низкая надежность. Такое утверждение также спорно, ведь в 20% случаев поломки мотора причиной является именно водяная система охлаждения, к примеру, повреждение термостат, насоса и т. д. В «воздушниках» меньше дополнительных элементов, кроме вентилятора, поэтому и вероятность поломки ниже. Здесь наиболее распространенной поломкой является повреждение ременной передачи.
• Высокий уровень шума. Это реальная проблема, ведь вентилятора всегда работает, и справиться с такой шумностью не представляется возможным. Единственное, что могут производители — четко подогнать детали для снижения уровня звука.
• Быстрый износ. Старые моторы с воздушным охлаждением действительно ломались быстрее. Причиной была неравномерность обдува, загрязнение смазки и т. д. В результате некоторые детали служили меньше, но в более современных двигателях эта проблема устранена.
• Малая мощность. Суть в том, что при повышении нагрузки растет и температура силового агрегата. Прогревается также и воздух, применяемый для приготовления горючего. Как результат, отдача мотора падает. Но при увеличении оборотов разница в мощности нивелируется.

Перспективы развития воздушного охлаждения

С учетом сказанного выше возникает много дискуссий по поводу перспектив «воздушников». На данном этапе производителей останавливают недостатки системы, о которых упоминалось выше. Но многие из них можно устранить путем улучшения шумоизоляции или внесения изменений в конструкцию.

Но есть и другие проблемы. Так, при создании таких моторов цилиндры нужно разносить на большее расстояние, из-за чего увеличиваются размеры коленчатого вала. Вот почему при создании таких силовых агрегатов используют схемы «звезды» или «W», позволяющие укоротить коленвал.

Кроме того, при воздушном охлаждении трудно сделать цилиндры большого диаметра из-за проблем с отводом тепла. В результате многие производители были вынуждены перейти на водяную систему, чтобы увеличить мощность силовых агрегатов. 

Нельзя забывать еще одно слабое место, влияющее на перспективы развития этого направления — требования к моторным маслам. Для подавляющего количества смазок температура не должна быть больше 100 градусов. В воздушных системах этот параметр достигает 140 градусов Цельсия, что негативно влияет на параметры масла.

Кроме того, существует ряд других причин, которые негативно влияют на перспективы этого направления:

• трудность проектирования;
• проблемы с созданием модификаций и усовершенствованием мотора;
• сложности с решением проблем отопления и шумоизоляции;
• проблемы сборки мотора.

Заключение

Рассмотренные выше проблемы пока препятствуют созданию и внедрению обновленных агрегатов с воздушным охлаждением. Но это не значит, что «воздушники» вообще не применяются. Такая система характерна для некоторых видов транспорта, в том числе грузовиков. Для глобального внедрения таких моторов нужен какой-то прорыв и показательный пример крупного производителя.

Грузовик с двигателем воздушного охлаждения Tatra 815

Поиск запроса «воздушное охлаждение двигателя» по информационным материалам и форуму

Кондиционер | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Три четверти всех домов в США оснащены кондиционерами. Кондиционеры используют около 6% всей электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах, при годовой стоимости домовладельцев около 29 миллиардов долларов. В результате ежегодно в воздух выбрасывается около 117 миллионов метрических тонн углекислого газа. Чтобы узнать больше о состоянии воздуха, изучите нашу инфографику Energy Saver 101 о домашнем охлаждении.

В кондиционерах используются те же принципы работы и основные компоненты, что и в вашем домашнем холодильнике. Холодильники используют энергию (обычно электричество) для передачи тепла из прохладной внутренней части холодильника в относительно теплую среду вашего дома; Точно так же кондиционер использует энергию для передачи тепла из внутренней части вашего дома в относительно теплую внешнюю среду.

Изображение

Кондиционер охлаждает ваш дом с помощью холодного внутреннего змеевика, называемого испарителем. Конденсатор, горячий наружный змеевик, выпускает собранное тепло наружу. Змеевики испарителя и конденсатора представляют собой змеевидные трубы, окруженные алюминиевыми ребрами. Эта трубка обычно изготавливается из меди.

Насос, называемый компрессором, перемещает жидкий теплоноситель (или хладагент) между испарителем и конденсатором. Насос нагнетает хладагент через контур трубок и ребер в змеевиках.

Жидкий хладагент испаряется в змеевике внутреннего испарителя, забирая тепло из воздуха в помещении и охлаждая ваш дом. Горячий газообразный хладагент перекачивается наружу в конденсатор, где он снова превращается в жидкость, отдавая свое тепло наружному воздуху, обтекающему металлические трубки и ребра конденсатора.

На протяжении второй половины 20-го века почти все кондиционеры использовали хлорфторуглероды (ХФУ) в качестве хладагента, но поскольку эти химические вещества наносят ущерб озоновому слою Земли, производство ХФУ в США было остановлено в 1995 году. Почти все системы кондиционирования воздуха теперь используют галогенированные хлорфторуглероды (ГХФУ) в качестве хладагента. Последний ГХФУ, ГХФУ-22 (также называемый R-22), начал выводиться из эксплуатации в 2010 г. и полностью прекращен в 2020 г. Однако ожидается, что ГХФУ-22 будет доступен в течение многих лет, поскольку он удаляется и повторно используется в старых системах. которые выведены из эксплуатации. Ожидается, что по мере прекращения производства этих хладагентов на рынке будут доминировать озонобезопасные гидрофторуглероды (ГФУ), а также альтернативные хладагенты, такие как аммиак.

• Узнать больше
• Ссылки

Переход на высокоэффективные кондиционеры и другие меры по поддержанию прохлады в доме могут снизить потребление энергии для кондиционирования воздуха на 20-50%. Для получения общей информации о кондиционерах и способах их обслуживания см.:

• Обслуживание кондиционера
• Распространенные проблемы с кондиционерами

Два наиболее распространенных типа кондиционеров — это комнатные кондиционеры и центральные кондиционеры. Компромисс между двумя типами систем обеспечивают бесканальные мини-сплит-кондиционеры. Конкретную информацию об этих кондиционерах см. ниже:

• Центральные кондиционеры
• Бесканальные мини-сплит-кондиционеры
• Комнатные кондиционеры

• Отопление и охлаждение ENERGY STAR

Вентиляторы для охлаждения | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Циркуляционные вентиляторы включают потолочные вентиляторы, настольные вентиляторы, напольные вентиляторы и вентиляторы, установленные на столбах или стенах. Эти вентиляторы создают эффект охлаждения ветром, который сделает ваше пребывание в доме более комфортным, даже если он также охлаждается за счет естественной вентиляции или кондиционирования воздуха.

Потолочные вентиляторы

Потолочные вентиляторы считаются наиболее эффективными из этих типов вентиляторов, поскольку они эффективно циркулируют воздух в помещении, создавая сквозняк по всему помещению. Потолочные вентиляторы могут помочь улучшить комфорт круглый год. Летом включите потолочный вентилятор против часовой стрелки. Зимой измените направление потолочного вентилятора, чтобы он работал по часовой стрелке, и установите низкую скорость, чтобы направить теплый воздух с потолка на жилые уровни помещения. И обязательно выключайте потолочные вентиляторы, когда выходите из комнаты.

Если вы используете кондиционер для охлаждения своего дома, потолочный вентилятор позволит вам повысить настройку термостата примерно на 4°F без снижения комфорта. В умеренном климате или в умеренно жаркую погоду потолочные вентиляторы могут позволить вам вообще не пользоваться кондиционером. Установите вентилятор в каждой комнате, которая нуждается в охлаждении в жаркую погоду.

Потолочные вентиляторы подходят только для помещений с потолками высотой не менее восьми футов. Вентиляторы работают лучше всего, когда лопасти находятся на высоте от 7 до 9 футов над полом и от 10 до 12 дюймов ниже потолка. Вентиляторы должны быть установлены так, чтобы их лопасти находились не ближе 8 дюймов от потолка и 18 дюймов от стен.

Большие потолочные вентиляторы могут перемещать больше воздуха, чем маленькие вентиляторы. Вентилятор диаметром 36 или 44 дюйма будет охлаждать помещения площадью до 225 квадратных футов, а вентиляторы диаметром 52 дюйма и более следует использовать в больших помещениях. Несколько вентиляторов лучше всего работают в помещениях длиннее 18 футов. Вентиляторы малого и среднего размера обеспечат эффективное охлаждение в зоне диаметром от 4 до 6 футов, в то время как более крупные вентиляторы эффективны на расстоянии до 10 футов.

Более крупная лопасть также будет обеспечивать сравнимое охлаждение при более низкой скорости, чем лопасть меньшего размера. Это может быть важно в тех местах, где сильный ветер будет тревожить незакрепленные бумаги или другие предметы. Вентилятор также должен соответствовать эстетике комнаты — большой вентилятор может показаться слишком мощным в маленькой комнате.

Более дорогой вентилятор, который работает тихо и плавно, вероятно, обеспечит более безотказную работу, чем более дешевые устройства. Проверьте уровень шума и, если возможно, послушайте, как работает ваш вентилятор, прежде чем покупать его.

При покупке потолочных вентиляторов обратите внимание на этикетку ENERGY STAR®. Потолочные вентиляторы, сертифицированные Energy Star, в среднем на 40 % более эффективны, чем обычные модели.

Оконные вентиляторы

Оконные вентиляторы потребляют мало энергии и могут обеспечить эффективное охлаждение во многих климатических условиях. Оконные вентиляторы лучше всего использовать в окнах, обращенных в сторону от преобладающего ветра и отвода горячего воздуха из вашего дома. Чтобы максимально охладить помещение, плотно закрывайте окна рядом с вентилятором и открывайте окна в комнатах, удаленных от вентилятора, желательно с наветренной стороны дома. Окна рядом с более прохладными затененными участками на открытом воздухе обеспечивают наилучший приток воздуха.

В многоэтажных домах вентилятор по возможности должен располагаться на верхнем уровне, а открытые окна — на нижнем уровне. Если это нецелесообразно, вы можете независимо проветривать каждый уровень вашего дома с помощью отдельных вентиляторов.

В зависимости от планировки вашего дома вы можете использовать несколько оконных вентиляторов, работающих вместе, чтобы нагнетать воздух в дом. Например, вентиляторы в нескольких спальнях наверху обеспечат охлаждение каждой спальни и будут работать вместе, чтобы втягивать воздух в остальную часть вашего дома.