Что такое термоудар двигателя — Лечение суставов
Полный размер
Короче после остановки двигателя антифриз начинал кипеть, сделал капремонт, антифриз вроде не кипит, но характерная особенность этих двигателей, поднятие температуры после остановки двигателя. На 405 движках стоит помпа с электромуфтой и вот я доезжаю до места выгрузки и глушу машину, получается перед самым включением вентилятора. Решение первое ать машине поработать, по газовать что бы отработал вентилятор, но мне этот вариант не подходит, клиенты не понимают зачем я газую и не выхожу сразу, не буду же я каждому об этом объяснять. В общем хочу поставить электровентилятор например от нексии и включать его от тумблера, заранее перед тем как заглушить мотор, ну либо через датчик, что бы он там сам включался, вопрос лишь в том а влезет он туда. Или как еще можно грамотно доработать систему охолождения.
Полный размер
Полный размер
Полный размер
Полный размер
Нравится 38 Поделиться: Подписаться на машину
Source: www.drive2.ru
Почитайте еще:
Термоудар — Метка
Номер патента: 179045
Опубликовано: 01.01.1966
Авторы: Соков, Тишечкин, Шихалев, Горбунов
МПК: G01L 27/00
Метки: газом, испытания, малоинерционных, датчиков, давления, сжиженным, термоудар
…суженной части которой выполнены каналы, сообщающие этуполость с полостью сосуда для испытуемыхдатчиков.На чертеже изображена схема устройства,Устройство содержит заливаемый сжиженгням газом сосуд 1 с выполненными в его боковых стенках гнездами для установки испытуемых датчиков 2 и термопары 3. Чтобыуменьшить интенсивность кипения газа у днасосуда, последнее сделано двойным и из полости откачан воздух. Для создания потока сжиженного газа в сосуде имеется лопастная крыльчатка 4, вращаем ая электродвигателем 5. Устройство работает следующим образом. Для создания термоудара включают двигатель и на вращающуюся крыльчатку выливают интенсивной струей сжиженный газ, например гелий, который захватывается лопастями и омывает датчики,…
Номер патента: 457007
Опубликовано: 15.01.1975
Авторы: Ермолаев, Копелевич, Языков, Белов
МПК: G01N 3/60
Метки: термоудар, испытания
…повысить термонапряжения,создаваемые в образце.На чертеже изображена предлагаемая установка, общий вид,5 Установка содержит плазменную горелку 1,рычаг 2, установленный на его конце узел 3крепления образца 4, охлаждающее устройство 5, два электромагнитных устройства 6 и 7с узлом 8 управления и регистрирующую ап 10 паратуру (на чертеже не показана).Установка работает следующим образом.Зажигается плазменная горелка 1. В охлаждающее устройство 5 подается вода. По сигналу с узла 8 управления включается электро 15 магнитное устройство 7, которое вводит узел3 крепления и образец 4 в зону нагрева плазменной горелки 1, Температурный перепад, образующийся между центром и кромкой образца, вызывает термонапряжения, приводящие20 к разрушению…
Номер патента: 700820
Опубликовано: 30.11.1979
Авторы: Леонтьев, Андреев, Бычков, Дудоров, Должиков
МПК: G01N 3/60
Метки: термоудар, испытания
…испытаниобусловленное плохой термоизоляцикамер тепла и холода. Цель изобретения — повышение качестна испытаний.Указанная цель достигается тем, что система герметизации выполнена в виде термоизоляционных пробок, закрепленных на противоположных торцах контейнера, толщина которых равна толщине термоизолирующей стенки.На чертеже изображено предлагаемое устройство для испытания изделий на термоудар, продольный разрез.Устройство содержит камеру 1 тепла и камеру 2 холода, термоизолирую щую стенку 3 с отверстием 4, контейнер 5 для размещения изделий, систему герметизации в виде термоизолирую щих пробок б и 7, направляющие валики 8 и механизм перемещения (на чертеже не показан) контейнера 5,Устройство работает следующим обазом.Испытуемые…
Номер патента: 723429
Опубликовано: 25.03.1980
Авторы: Боярчук, Таратута, Шиловский, Раковщик, Паншин
МПК: G01N 3/60
Метки: термоудар, испытаний, циклических
…1. В рабочих к лах размещены устройства 5 и 6, соотв ственно дпя охлаждения и нагрева возду , ха, а также аккумулирующие емкости 7, 8, соответственно холода и тепла, Акку мулирующие емкости 7, 8 выголнены в виде цилиндров, заполненных теплоемко насадкой, В качестве насадки могут бы использованы гофрированная лента, набранная в пакеты, проволочные сетки, ша О рь Насадка должна обеспечивать проход воздуха вдоль оси цилиндра.Вентиляторы 9, 10, размещеннье в рабочихканалах, обеспечивают подачу воз духа поочередно либо в рабочую камеру 5 1, либо через заслонки 11, 12 в циркуляционные каналы 13, 14, каждый из которых сообщается с одним из рабочих каналов.Заслонки 15-18 обеспечивают поочеред ное сообщение рабочей камеры с одним из рабочих…
Номер патента: 735963
Опубликовано: 25.05.1980
Авторы: Паншин, Лубяный, Шиловский, Боярчук
МПК: G01N 3/60
Метки: испытаний, циклических, термоудар
…при этом открьтвазот затвор 17, а все остальные затворы оставляют закрытыми, После выхода источника 5 холодного -воздуха на эадЪнный уровень температуры (Ф, ) к нему подключают камеру 1, открывая пару 9 затворов, при этом заФормула изобретения10 3 73596твор 17 закрывают, По истечении времена Т — а ( П -коаккестео камер)к источнику 5 холодного воздуха подключают камеру 2, открывая пару 10 затворов; камеру 1 переключают в режимподдержаиия заданной температуры( ),ограничив до необходимого уровня потокхолодного воздуха через нее за счетдросселирования в паре 9 затворовТсм. фиг.2).По истечении времени 2 Г к источнику 5 холодного воздуха подключаюткамеру 3, открывая пару 11 затворов;камеру 2 переводят в реаим поддержаниятемпературыЧЬ, а…
Номер патента: 868465
Опубликовано: 30.09.1981
Авторы: Бережной, Дубицкий
МПК: G01N 3/60
Метки: испытания, термоудар
…3. В стенке 5 или 6 одной иэкамер 1 или 2, а также в пробке 11или 12, размещенной со стороны этойкамеры (на чертеже камера 2 и пробка 12) выполнены сквозные отверстия913 и 14. В отверстие 13 пробки 12 ив отверстие 14 в стенке 8 камерывставлена труба 15, соединенная ссердечником 16 электродинамическоговиброударного механизма 17, которыйустановлен на платформе 18, связанной с приводом 19 возвратно-поступательного перемещения через винтовойвал 20, взаимодействующий через конические шестерни 21 и 22 с электродвигателем 23. Внутри трубы 15 Размещен шток 24, один конец которого связан с катушкой 25 виброударного механизма, а другой конец с захватом26 для крепления испытуемых изделий 10.Устройство работает следующим…
Номер патента: 1065733
Опубликовано: 07.01.1984
Авторы: Кузнецова, Бурмистров, Федоров
МПК: G01N 3/60
Метки: испытания, полых, термоудар
…регистрирующую аппаратуру, снабжено установленной на трубопроводе дляотвода среды герметичной емкостью,размещенным в ней холодильником ивакуумным насосом, сообщенным с емкостьюНа чертеже изображена схема устройства,Устройство содержит магистраль 1для горячей среды, на которой установлены нагреватель 2, циркуляционный насос 3 и регулирующая аппаратура, выполненная в виде вентилей4-6. Через вентиль 4 магистраль 1для горячей среды соединена с тру.бопроводом 7 для подвода среды вполость испытуемого изделия 8,а через вентиль 5 — с трубопроводом9 для отвода среды из полости иэделия 8. На магистрали 10 дляхолодной среды установлены хо»лодильник 11, циркуляционный насос12 и вентили 13-15. Через вентиль13 магистраль 10 соединена с трубо…
Номер патента: 1441261
Опубликовано: 30.11.1988
Авторы: Гогоци, Радин, Браиловский
МПК: G01N 3/60
Метки: испытания, термоудар, образцов
…свинец, так как при этом обеспечивается полное погружение образцав хладагенте. Применение в качествеохлаждающей среды расплавов солейили жидких металлов позволяет .уменьшить интенсивность теплоотдачи в процессе охлаждения до уровней, близкихк реальным условиям эксплуатации изделий из хрупких керамических материалов, что повьппает ценность и достоверность полученных результатов,кроме того, у указанных хладагентоввысокая температура кипения, что исключает возможность появления паровой рубашки. Это позволяет сравнивать результаты испытаний материаловс различными величинами критическогоперепада температур, так как несмотря на различные температуры охлаждаемых образцов, условия теплообменапо их поверхности практически неизменяются…
Номер патента: 1465745
Опубликовано: 15.03.1989
Авторы: Воронова, Казаков
МПК: G01N 3/60
Метки: испытания, термоудар
…во-.,круг параллельных друг другу полыхосей 14, сообщенных с системой 15подачи хладагента,Установка содержит также размещенную в камере 1 криопанель 16, а камера сообщена с системой откачки ввиде вентилей 17 и вакуумных насосов18. Полые оси пластин 10 выполнены35в виде шарниров 19, в которых имеют ся каналы 20, герметично соединенныемежду собой трубчатыми скобами 21,связанных с системой 15 подачи хлад агента, а спиральная трубка 9 рефлектора 8 сообщена с системой 22 подачигаза через натекатель 23 .Установка работает следующим образом.45Изделие 3 закрепляют на технологи»ческом столе 5, закрывают крышку 2 иоткачивают камеру 1. Включают нагреватель 4, продолжая откачку термока»меры. Нри этом термостойкие пластины10 опущеныЗатем…
Номер патента: 1490600
Опубликовано: 30.06.1989
Авторы: Грак, Никитин
МПК: G01N 3/60
Метки: испытания, термоудар, полых
…4 и 6 для подвода и 40 отвода среды, закрывают трехходовые разделительные клапаны 18 — 21, исключив г.одачу горячей и холодной в полость испытуемого изделия 5. При этом трехходовые клапаны 18 — 21 со общают магистрали 1 и 7 для горячей и холодной сред с трубопроводами 22 и 23, обеспечивая возможность циркуляции сред при включенных насосах 3 и 9 в направлении стрелки, обозначенной штриховой линией. Включают циркуляционные насосы 3 и 9, нагреватель 2 и холодильники 8 и 12, В процессе «горячего термоудара» осуществляется подача в холодное изделие 5 горячей среды с заданной температурой.После достижения средами, циркулирующими в магистралях 1 и 7, эаданных температур открывают клапаны 20 и 21 на подачу и отвод холодной среды от…
Номер патента: 1562765
Опубликовано: 07.05.1990
Автор: Сорокин
МПК: G01N 3/60
Метки: термоудар, циклических, испытаний
…от температуры камеры, Лопастные вентиляторы спомощью Фиксаторов перекрывают лопастью вход циркуляционного каналапри достижении температуры аккумулирующей емкости и камеры одинаковойтемпературы, чтобы мощность нагревателя или охладителя затрачиваласьтолько на изменение температуры камеры без учета аккумулируюйих емкостей.2 ил. дая подпружиненный ролик 20, который нажимает на косую шайбу 19, поворачивающуюся. в положение минимальной деформации пружины, При этом лопастиЮвентилятора 15 перпендикулярны стенкам циркуляционного канала 11. Происходит конвективный нагрев изделий до заданной температуры. В то же время заряжается аккумулирующая емкостьохладителя 5. После этого заслонки9 и 10 поворачиваются и соединяют камеру 2 с рабочим…
Почему машины не запасают свое же тепло для облегчения холодного пуска двигателя?
Тепло – про запас!
Пришли холода, а с ним автомобилистов вновь стали посещать типично-сезонные мысли о разнообразных конструкциях предпускового подогрева двигателя, дабы повысить собственный комфорт, увеличить ресурс двигателя и не жечь впустую горючее. Собственно, множество моделей таких систем от самых разных производителей легко разделить на две основные группы – это автономные подогреватели, основанные на сжигании топлива, и стационарные подогреватели, работающие от электросети 220 вольт. Бесконечно всплывающая на автофорумах год от года мечта многих энтузиастов, не очень подкованных технически, греть машину энергией своего же аккумулятора, едва ли когда-то будет реализована. Во всяком случае, в сегменте традиционных бензиновых и дизельных двигателей – точно. А вот согреть наутро двигатель его же теплом, запасенным с вечера, – это, как ни странно, вполне работоспособная идея!
В 80-90-е годы ХХ века автомобильным инженерам многих стран пришла в голову лежащая, в общем-то, на поверхности, мысль. Двигатель внутреннего сгорания, даже с самым высоким КПД, выделяет избыточно много бесполезного тепла, которое без толку рассеивается в атмосферу через радиатор. Почему бы в таком случае не запасать часть этой тепловой энергии в неком хранилище и не пускать ее на предварительный обогрев мотора перед следующим запуском в морозные периоды? Да и не в морозные, в общем-то, тоже – быстрее выходящий на рабочий температурный режим мотор тратит меньше топлива и более экологичен! В итоге некоторое количество конструкций автомобильных устройств, работающих по принципу накопления тепла, было разработано и даже выпускалось, как коммерческие изделия.
Как это устроено…
Концепция таких систем была приблизительно одинакова у разных разработчиков и за рубежом, и в СССР. Если сильно упростить, то ее схема выглядела так: под капотом (или в багажнике!) предлагалось установить баллон-теплоаккумулятор – емкость со стенками как у термоса. Через два дополнительных патрубка-тройника теплоаккумулятор входным и выходным шлангами врезался в штатную систему охлаждения двигателя через электрический клапан и небольшой электрический насос. Разумеется, объем антифриза в системе охлаждения увеличивался на объем баллона и соединительных шлангов.
Тепловой системой управлял собственный электронный контроллер с весьма простым алгоритмом. Ориентируясь на датчик температуры, контроллер дожидался прогрева двигателя до максимальной рабочей температуры 90-100 градусов, после чего открывал клапан, подключая, таким образом, контур теплоаккумулятора к штатной системе охлаждения двигателя, запускал электронасос и наполнял баллон горячим антифризом, выгоняя из него холодный. Напомним: если в радиатор горячего мотора внезапно ливануть несколько литров холодной воды или антифриза, может деформироваться головка блока. Впрочем, это ни для кого не секрет. Поэтому смена объема жидкости в теплоаккумуляторе происходила не скачком, а постепенно – в течение, скажем, минут десяти, через небольшое отверстие в частично открытом клапане. После наполнения баллона клапан закрывался, система накопления тепла отключалась и переходила в режим ожидания. Автомобиль же продолжал совершать поездки, использовался в обычном повседневном режиме, а вечером ставился на парковку.
Наутро перед запуском двигателя либо автоматически по таймеру, либо посредством дистанционного управления, либо вообще вручную непосредственно из салона открывался электроклапан в магистрали теплоаккумулятора, включалась электропомпа, и горячий антифриз из баллона прокачивался по рубашке двигателя, вытесняя обратно в баллон аналогичный объем холодной жидкости. Процесс был достаточно быстрым, занимая не более двух-трех минут, после чего мотор запускался, будучи уже в некоторой степени подогретым.
На первый взгляд, плюсы такой системы налицо. Простота конструкции – это, в первую очередь, дешевизна. Нулевые затраты топлива и практически нулевые – электричества. Риск остаться с разряженным аккумулятором отсутствовал. И, вдобавок, обеспечивалась полнейшая пожаробезопасность, поскольку в отличие от автономных и сетевых подогревателей в этой системе не было электрического ТЭНа или горящего бензина!
…и почему так и не стало популярным?
Однако возникает вопрос: почему же такие системы не стали распространенными как, скажем, дорогущие бензиновые и дизельные «автономки» и недорогие электроподогревы антифриза, работающие от сети 220 вольт? Уверен, что большинство автовладельцев, задай им такой вопрос, с недоумением ответят, что впервые слышат про системы предпускового подогрева с помощью теплоаккумулятора.
Существенной проблемой стало недопонимание потенциальными покупателями смысла таких систем из-за их уж шибко компромиссных свойств. Теплоемкость горячего антифриза ввиду ограниченного объема бака-термоса весьма невысока. Соответственно, чем ниже температура окружающей среды, тем менее эффективным оказывался теплоаккумулятор. В 10-15 градусов мороза на улице он мог прогреть двигатель приблизительно до нулевой температуры. В 20-25 градусов мороза мотор прогревался до, скажем, минус пятнадцати. Ну и далее по шкале температур. Масло в картере фактически не прогревается – то есть, износ двигателя от холодного пуска не уменьшается. Салон теплым не становится. И работает это все лишь при строго ежедневной езде. Достаточно пропустить день, оставшись дома и не заведя машину, и антифриз в теплоаккумуляторе остывал, делая его работу бессмысленной. В глазах потенциального покупателя выглядело все это как-то неубедительно, согласитесь.
Хотя реальные плюсы имелись и были они не маркетинговыми, а вполне объяснимыми технически. Жаль только, что плюсы эти были слишком растянуты во времени и по этой причине опять же малопривлекательны. Да, масло не прогревалось, и по этой причине пусковой ток стартера практически не снижался при использовании теплоаккумулятора. Но прогрев головки блока и улучшение испаряемости топлива все же давали гораздо более устойчивый и быстрый запуск и сокращение времени работы стартера. Все это изрядно продлевало жизнь и стартерному аккумулятору, и самому стартеру. Время прогрева двигателя перед началом движения в мороз тоже сокращалось приблизительно на четверть, что в конечном итоге при существенном пробеге давало приличную экономию топлива и денег. Вот только продвигать теплоаккумуляторы под таким соусом можно было лишь в годы интереса к ним со стороны разработчиков – те самые 80-90-е. Позже у рядовых автовладельцев возникло куда более утилитарное отношение к автомобилям с потерей интереса вложений денег и времени в продление их ресурса, ибо через три-пять лет машина просто меняется на новую. Да и ассортимент средств предпускового подогрева в продаже (приобретаемых уже в основном ради комфорта, а не увеличение ресурса мотора и аккумулятора) существенно расширился, включив в себя, в том числе, и доступные сигнализации с автозапуском.
Эволюция и тупик
Имелся ли у систем с теплоаккумуляторами какой-то потенциал для дальнейшего развития и, соответственно, рост интереса к ним со стороны автовладельцев или даже автозаводов? Имелся, и по этому пути шли, но в конечном итоге все уткнулось в типичный для технической сферы тупик противоречий между эффективностью и стоимостью. Простые и дешевые варианты имели весьма ограниченные достоинства, а варианты сложные сводили на нет ценовую доступность, сохраняя при этом большую часть недостатков простых.
Во-первых, в современном легковом автомобиле трудно найти место для размещения теплоаккумулятора приличного литража под капотом, а размещение его в багажнике резко усложняет и удорожает монтаж. Поэтому объем теплоаккумуляторов в предлагавшихся системах обычно не превышал 8 литров, а чаще балансировал где-то между 4 и 8. При этом теплоемкость пяти-шести литров горячего антифриза была весьма невысока. Развиваться в направлении увеличения емкости теплоаккумулятора оказалось нереально – необходимо было хотя бы добиться эффективного использования того, что уже имелось! Иными словами, достичь максимально длительного сохранения температуры антифриза в накопителе без потерь драгоценных градусов.
Внешняя теплоизоляция разными утепляющими материалами, применяемыми в строительстве, – это начало пути самодельщиков. Да-да, системы с теплоаккумуляторами для автомобиля некоторые граждане изучают и строят в качестве хобби даже в наши дни! Но вариант это совершенно бесперспективный, хотя и простой. Более сложные коммерческие системы использовали схему полноценного термоса с двойными стенками и вакуумом. Высший же пилотаж заключался в системах косвенного теплонакопления, с которыми экспериментировали некоторые скандинавские компании. В теплоаккумуляторе хранился не антифриз (что позволяло не увеличивать общий его объем в системе), а особые, сложные по составу гранулы, расположенные в хитрой пространственной решетке медных теплообменников, которые были вдобавок заключены в вакуумный термосный кожух. Начинка теплоаккумулятора накапливала тепло от прогоняемого через нее антифриза, а затем отдавала тепло ему же при прокачке холодной жидкости. У таких систем была отмечена радикально возросшая эффективность (более высокие температуры прогрева двигателя, хранение тепла не в течение ночи, а до двух-трех суток), но стоимость этих разработок не позволила сделать их сколько-нибудь массовыми и выигрывающими у «вебаст», «эбершпехеров» и прочих подобных устройств.
…и снова здравствуйте!
Как ни странно, интерес к теплоаккумуляторам в автомобиле до сих пор полностью не исчерпан! И по сей день с ними, повторимся, экспериментируют отдельные самодельщики, в чем можно убедиться, порывшись на наших и иностранных форумах технической направленности. А некоторые немногочисленные коммерческие компании даже производят такие системы и их компоненты для самостоятельного монтажа на машины. Хотя ажиотажного спроса на них, разумеется, нет. Однако термин «теплоаккумулятор» еще имеет шансы застолбить место в лексиконе автомехаников и автолюбителей – и поможет ему надвигающаяся эра электромобилей!
В электрической машине, как и в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, в процессе работы вырабатывается попутное тепло. Греется двигатель, батарея, мощные электронные модули коммутации. Это тепло не только бесполезно рассеивается в атмосферу, но еще и вредит, в теплое время года частично попадая в салон и заставляя тратить больше энергии на кондиционирование. Поэтому его перспективно накапливать и использовать для обогрева в холодный период. Разработкой эффективных аккумуляторов тепла и систем отбора тепла у нагревающихся узлов для его дальнейшей передачи в накопитель занимаются многие автомобильные и околоавтомобильные инжиниринговые компании, уже сегодня думающие о будущих этапах эволюции электротранспорта, когда продвинутые современные Теслы будут вспоминать как допотопные и примитивные машины. К примеру, Audi в этих исследованиях сотрудничает с немецким аэрокосмическим центром в Мюнхене и Институтом физики космических материалов в Кельне.
Каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие на поверхности камеры внутреннего сгорания двигателя
Изобретение относится к износостойкому каталитически-активному термобарьерному керамическому покрытию деталей камеры двигателя внутреннего сгорания, нанесенному методом микродугового оксидирования. Упомянутое покрытие является двухслойным с толщиной 15-150 мкм. Первый слой покрытия выполнен толщиной 5-100 мкм с содержанием алюминия не менее 90 мол.%. Второй пористый слой толщиной 10-100 мкм состоит из оксида алюминия и оксида церия с содержанием от 1 до 50 мол.%. Обеспечивается повышение надежности и эффективности в работе камеры двигателя внутреннего сгорания, увеличение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания, снижение уровня выбросов угарного газа, углекислого газа и углеводородов в окружающую среду.
Изобретение относится к износостойким каталитически-активным керамическим покрытиям, которые могут применяться в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).
Известен способ приготовления катализатора для очистки выхлопных газов с повышенной активностью и механической прочностью (SU №733717, В01J37/00, опубл. 15.05.1980 г.). В данном способе перед нанесением каталитически активного слоя титановую пластину анодируют в растворах соляной и серной кислот.
Недостатком является то, что данный способ позволяет получать оксидный пористый слой только на титане.
Известен способ получения защитного покрытия (RU №2089655, С23С 14/06, опубл. 10.09.1997 г.), включающий последовательное нанесение двух металлических и керамического слоев, при этом металлические слои наносят в вакууме и после нанесения металлического слоя проводят диффузионный вакуумный отжиг, керамический слой наносят толщиной 70-300 мкм, после чего керамический слой покрытия упрочняют высокотемпературной импульсной плазмой с последующим окислительным отжигом при температуре не менее 1050°С не менее 5 часов.
Однако такое покрытие ненадежно и недолговечно при работе, так как при получении покрытия данным способом в керамическом слое наблюдается наличие дефектов в виде каналов и полостей, через которые происходит доступ кислорода рабочей (газовой среды) к металлу и, как следствие, окисление металлического покрытия под керамикой, что приводит к отслоению керамики и ее преждевременному растрескиванию.
Известен способ получения защитного покрытия на деталях (RU №2305034, С23С 14/28, опубл. 27.08.2007 г.). На поверхность детали наносят по меньшей мере один металлический слой. Затем проводят алитирование или хромоалитирование. После этого наносят керамический слой на основе оксида циркония, содержащего оксид иттрия. Упрочнение керамического слоя осуществляют путем нанесения на него по меньшей мере трех керамических слоев на основе оксида циркония, содержащих 6-9% оксида иттрия и 3-30% оксида алюминия. Данный способ позволяет повысить надежность и долговечность защитного покрытия.
В отличие от заявляемого каталитически-активного покрытия, наносимого на поршень ДВС, в состав аналога не добавляется оксид церия, являющийся эффективным катализатором, ускоряющим процесс и полноту сгорания топлива, что необходимо при работе двигателя. Также в аналогичном изобретении слои покрытия наносятся способами, такими как вакуумно-плазменный, диффузионный, электронно-лучевой, катодного и лазерного напыления, в нашем изобретении покрытие формируется методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, данный метод характеризуется более высокой адгезионной стойкостью, стойкостью к термоударам и термоциклированию.
Ближайшим аналогом является способ получения оксидных каталитически активных слоев и каталитически активный материал, полученный данным способом (RU №2152255 С1, МПК В01J 37/34, 10.07.2000 г.). Способ получения оксидных каталитически активных слоев на подложке, выполненной из вентильного металла или его сплава, преимущественно из алюминия, путем окислительной обработки подложки в электролите. В качестве окислительной обработки используют процесс микродугового оксидирования в щелочном электролите с добавками ультрадисперсных порошков оксидов металлов и солей переходных металлов. Полученный данным способом материал обладает высокой развитой поверхностью за счет получаемой структуры оксидных слоев, а также значительной термостойкостью и износостойкостью.
Задачей, стоящей перед авторами, является повышение надежности и эффективности в работе камеры двигателя внутреннего сгорания двигателя, увеличение коэффициента полезного действия (КПД) ДВС, снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду.
Поставленная задача решается благодаря каталитически-активному керамическому термобарьерному покрытию, формируемому методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, на поршне и сфере головки цилиндра камеры сгорания ДВС.
Сущность изобретения состоит в формировании каталитически-активного керамического термобарьерного двухслойного покрытия, состоящего в основном из оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования на поршне и сфере головки цилиндра камеры сгорания ДВС.
Оксидные слои, получаемые методом микродугового оксидирования, характеризуются высокой адгезией, стойкостью к термоударам и термоциклированию.
Оксид церия, а также его бинарные и тройные оксиды (в том числе с алюминием) являются эффективными катализаторами конверсии углеводородов и угарного газа (СО) при достаточно низких температурах (порядка 500°С, что соответствует условиям камеры двигателя внутреннего сгорания), ускоряющими процесс и полноту горения топлива.
Техническое решение изобретения.
На поршне и сфере головки цилиндра камеры сгорания ДВС методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования формируется двухслойное каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие толщиной 15-150 мкм. Первый (внутренний) слой покрытия, толщиной 5-100 мкм, состоит в основном из алюминия (не менее 90 мол.%) и контактирует непосредственно с металлом, из которого изготовлен поршень и головка сферы камеры ДВС. Первый слой имеет высокую твердость и износостойкость. Второй (внешний) пористый слой, толщиной 10-100 мкм, состоит из оксида алюминия, оксида кремния и оксида церия в мольной доле от 1 до 50%. Второй слой имеет высокую адгезионную прочность, стойкость к термоударам и термоциклированию, также обладает термобарьерным и каталитическим эффектом. Дополнительно покрытие может содержать оксиды меди и магния.
Техническим эффектом от использования каталитически-активного керамического термобарьерного покрытия в работе камеры двигателя внутреннего сгорания двигателя является:
— повышение температуры в камере сгорания;
— увеличение полноты сгорания топлива;
— снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду;
— уменьшение тепловой нагрузки на систему охлаждения и другие детали двигателя;
— как следствие, увеличение КПД ДВС.
Таким образом, задача, стоящая перед авторами по повышению надежности и эффективности в работе камеры двигателя внутреннего сгорания двигателя, увеличению коэффициента полезного действия (КПД) ДВС, снижению уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду, выполнена.
Износостойкое каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие деталей камеры двигателя внутреннего сгорания, нанесенное методом микродугового оксидирования, отличающееся тем, что покрытие является двухслойным толщиной 15-150 мкм, при этом первый слой покрытия выполнен толщиной 5-100 мкм с содержанием алюминия не менее 90 мол.%, а второй пористый слой толщиной 10-100 мкм состоит из оксида алюминия и оксида церия с содержанием от 1 до 50 мол.%.
Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — Википедия
Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наибольшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.
В период сгорания рабочей смеси температура в цилиндре достигает 2000 °C и более. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния двигателя в пределах 80-90°C. Сильный нагрев может вызвать нарушения нормальных рабочих зазоров и, как следствие, усиленный износ, заклинивание и поломку деталей, а также снижение мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, соприкасающиеся с горячими газами, отводя от них тепло в атмосферу непосредственно, либо при помощи промежуточного тела (воды, низкозамерзающей жидкости). При чрезмерно сильном охлаждении рабочая смесь, попадая на холодные стенки цилиндра конденсируется и стекает в картер двигателя, где разжижает моторное масло. Как следствие этого мощность двигателя уменьшается, а износ увеличивается. При понижении температуры масло густеет. Это является причиной того, что масло хуже подается в цилиндры и увеличивается расход топлива, уменьшается мощность. Поэтому система охлаждения должна ограничивать температурные пределы, обеспечивая наилучшие условия работы двигателя.
Система охлаждения, кроме основной функции охлаждения двигателя, выполняет ряд других функций, к которым относятся:
- нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
- охлаждения масла в системе смазки;
- охлаждения отработанных газов в системе рециркуляции отработавших газов;
- охлаждения воздуха в системе турбонаддува ;
- охлаждения рабочей жидкости в автоматической коробке передач.
Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.
Воздушное охлаждение[править | править код]
6-цилиндровый двигатель с естественным охлаждением на мотоцикле (Honda CBX1000, 105лс)
Авиамодельный двигатель O.S. (1,7см3). Pratt and Whitney R-4360 — 28-цилиндровый авиационный двигатель с естественным воздушным охлаждением (3500лс).Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным. Естественное воздушное охлаждение является самым простым видом охлаждения. Тепло от двигателя с такой системой охлаждения передаётся в окружающую среду через развитое оребрение на внешней поверхности цилиндров. Недостаток системы заключается в том, что она из-за низкой теплоёмкости воздуха не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки. Неравномерность обдува требует дополнительных мер для исключения локальных перегревов — более развитого оребрения в аэродинамической тени, обращения более нагретых выпускных каналов вперёд по потоку, а холодных впускных — назад и т.п. Естественное воздушное охлаждение распространено на двигателях лёгкой высокоподвижной техники: мотоциклы, мопеды, авиа- и автомодели. С систематическим ростом форсировки моторов мотоциклов на наиболее совершенных моделях воздушное охлаждение уступает место жидкостному. По причине малой массы естественное воздушное охлаждение широко применялось и на поршневых авиационных двигателях, где близкие к цилиндрическим и имевшие малую окружную скорость комли лопастей винта практически не работали как вентилятор, но скорость набегающего на самолёт потока была сама по себе очень высока.
Универсальный «стационарный» двигатель воздушного охлаждения, установленный на газонокосилке.Стационарные или плотно закапотированные двигатели оснащают системой принудительного воздушного охлаждения. В них с помощью вентилятора создаётся поток воздуха, который обдувает рёбра охлаждения. Вентилятор и оребрённые поверхности, как правило, закрыты направляющим кожухом. Достоинства такого двигателя аналогичны двигателям с естественным охлаждением: простота конструкции, малый вес, отсутствие охлаждающей жидкости. Однако такие двигатели отличаются повышенным шумом при работе, большими габаритами. Кроме того, при проектировании таких двигателей возникают проблемы с охлаждением отдельных элементов конструкции двигателя из-за неравномерного обдува. На легковых автомобилях, производимых в Европе, воздушное охлаждение широко применялось в 1950-х — 1970-х годах. В основном это небольшие машины типа Volkswagen Kafer, Fiat 500, Citroën 2CV; особняком стоит представительская Tatra 613. В СССР самым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Выпускались грузовые автомобили с дизелями воздушного охлаждения (например грузовики под маркой «Татра» с момента начала выпуска и до начала 2010 годов оснащались исключительно такими двигателями). Двигатели с воздушным охлаждением имеют многие трактора (иногда — тяжёлые, например Т-330; чаще — малые, от обычных пропашных до мини-тракторов мелких частных хозяйств), для которых характерны установившиеся режимы работы двигателя и специфические требования к простоте обслуживания. В настоящее время (2015-е) принудительное воздушное охлаждение применяется на большинстве скутеров, моторизованном инструменте (бензопилы, газонокосилки и пр.), двигателях малогабаритных генераторных установок, на мотоблоках и прочих самоходных и стационарных малых сельскохозяйственных и коммунальных машинах. Для последних очень распространены унифицированные ряды простых одно-двухцилиндровых двигателей воздушного охлаждения, одинаковые у различных производителей (Briggs & Strattonruen, Honda, Subaru, китайские), в виде компактного законченного блока с креплением на горизонтальную плоскость.
Жидкостное охлаждение[править | править код]
Жидкостное охлаждение морских судов открытого типаСистемы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.
Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых (проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.
К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода. В некоторых стационарных двигателях начала XX века мог отсутствовать радиатор, вместо этого имелся расширительный бак большого объёма — отчасти тепло рассеивалось за счёт испарения воды, отчасти — через стенки бака, а отчасти за счёт большого объёма воды, который не успевал достаточно прогреться за время работы двигателя.
Замкнутая система (Гибридный тип)[править | править код]
Тип сочетает вышеуказанные системы: тепло от цилиндров отводится жидкостью, после чего она, на удалении от теплонагруженной части двигателя, охлаждается в радиаторах воздухом. Внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев и обычно выполняются из отдельных частей:
- внутренняя — рабочая втулка или гильза цилиндра;
- наружная — рубашка (у двигателей воздушного охлаждения рубашка имеет рёбра для эффективного отвода тепла).
Пространство между ними называется зарубашечным, в двигателе с водяным охлаждением тут циркулирует охлаждающая жидкость.
Система охлаждения состоит из рубашки охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, одного или нескольких радиаторов, вентилятора принудительного охлаждения радиатора, жидкостного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Этот тип используется на всех современных автомобилях. Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая от неё тепло, а затем охлаждается сама в радиаторе. В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона входит именно в малый круг). Регулировка количества жидкости между кругами циркуляции жидкости осуществляется термостатом. Малый круг охлаждения предназначен для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. При этом охлаждающая жидкость фактически не охлаждается, так как не проходит через радиатор. Как только она нагреется до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать также и через радиатор, где непосредственно и охлаждается набегающим потоком воздуха (а в случае длительной стоянки — принудительно вентилятором). При этом, чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем сильнее открывается термостат, и тем сильнее жидкость охлаждается в радиаторе. Это и есть принцип поддержания оптимальной температуры двигателя 85-90 °C.
Очень опасным явлением является перегрев двигателя (кипение двигателя)[источник не указан 732 дня]. При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Для предупреждения перегрева двигателя логично применять жидкости с высокой температурой кипения, однако проще всего оказалось держать всю систему под некоторым избыточным давлением (около 1,1 атм), при котором повышается температура кипения охлаждающей жидкости (около 110 °C и 120 °C для воды и антифриза соответственно). Кроме того, при превышении температуры охлаждающей жидкости более 105 °C, включается принудительный обдув радиатора вентилятором.
Основные части жидкостной системы охлаждения[править | править код]
В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей наземного и воздушного транспорта, а также стационарных установок охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.
Основные части жидкостной системы охлаждения:
- Рубашка охлаждения (1) представляет собой полость, огибающую части двигателя, требующие охлаждения. Циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость отбирает у них тепло и переносит его к радиатору.
- Насос охлаждающей жидкости, или помпа (5) — обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру охлаждения. В некоторых двигателях, например мини-тракторов, может применяться термосифонная система охлаждения — то есть система с естественной циркуляцией охлаждающей жидкости, в которой этот насос отсутствует. Может приводиться в движение либо через ременную передачу от вала двигателя, либо от отдельного электродвигателя.
- Термостат (2) — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей.
- Радиатор (3) имеет развитую поверхность, обдуваемую снаружи набегающим потоком воздуха. Радиатор изготавливается из материалов, хорошо проводящих тепло, чаще всего из алюминия (радиатор для охлаждения масла чаще всего делают из меди).
- Вентилятор (4) создаёт дополнительный поток воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. Может приводиться ременной передачей от вала двигателя, но в современных автомобилях, за исключением крупных грузовиков, он работает от электродвигателя.
- Расширительный бак содержит запас охлаждающей жидкости. С атмосферой расширительный бак сообщается через клапан, поддерживающий избыточное давление охлаждающей жидкости при работе, что позволяет двигателю работать при большей температуре, не допуская кипения охлаждающей жидкости, которое может привести к повреждению двигателя. Автомобили начала-середины XX века часто не имели расширительных бачков. В них запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. Это было вполне допустимо, так как в основном в системе охлаждения использовалась вода, и её расширение при нагреве было небольшим. С распространением антифризов на основе этиленгликоля использование расширительного бака стало обязательным. Полупрозрачный бак, расположенный в доступном месте в верхней точке системы, облегчает также контроль уровня жидкости.
В поршневой авиации также применяются двигатели, в которых цилиндры охлаждаются непосредственно набегающим воздухом, а головки цилиндров — с использованием жидкостной системы охлаждения. Такое решение позволяет снизить массу двигателя и одновременно более эффективно охлаждать головки цилиндров, которые являются наиболее теплонагруженными частями двигателя.
Охлаждение масла[править | править код]
В дополнение к основной системе охлаждения в двигателях большой мощности (на грузовиках и тепловозах), а также на двигателях с воздушным охлаждением применяется охлаждение масла. Охлаждение масла необходимо также потому, что оно поступает к па́рам трения — самым чувствительным к перегреву местам двигателя. Масло может охлаждаться охлаждающей жидкостью, либо окружающим воздухом от отдельного радиатора.
Испарительная система охлаждения[править | править код]
Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века.[1] Кроме того в Китае по состоянию на 2014 год продолжают выпускаться дизели мощностью от 8 до 24 л.с. с испарительным охлаждением, предназначенные для мотоблоков и минитракторов.
