Приложение Д (справочное). Краткая характеристика систем обогрева дизелей с подогревателями

Приложение Д

(справочное)

Краткая характеристика систем обогрева дизелей с подогревателями

Система обогрева дизеля с подогревателем должна обеспечивать обогрев деталей, их сопряжений и сред дизеля, указанных в п.7.3.2.2, а также возможность одновременной работы подогревателя и дизеля.

Конструктивно системы обогрева дизелей жидкостного охлаждения состоят из жидкостного подогревателя в комплекте; "ложного" поддона, смонтированного под поддоном дизеля; соединительных трубопроводов и элекронасоса для циркуляции жидкого теплоносителя в системе, топливопроводов, пульта и аппаратуры управления.

Жидкостный подогреватель конструктивно состоит из двух основных частей: теплообменника и горелки. Теплообменник представляет собой сварную конструкцию, выполненную в виде "рубашки", внутри которой циркулирует жидкий теплоноситель. Горелка служит для создания факела и состоит из следующих основных узлов: вентилятора, топливного насоса, форсунки, электронагревателя топлива, электромагнита, индикатора пламени и запальных электродов. Возможны и другие варианты конструктивного исполнения подогревателя.

Конструкция вспомогательных элементов систем различна и определяется возможностью размещения подогревателя в машинном отделении и конструкцией строительной машины. По принципу транспортировки теплоты от подогревателя к дизелю системы могут быть термосифонными и с принудительной циркуляцией теплоносителя, по роду применяемого топлива - с подогревателями, работающими на бензине и дизельном топливе, по типу управления - с программируемыми и непрограммируемыми подогревателями. Все системы должны работать с применением как низкозамерзающих жидкостей, так и воды.

Основными параметрами системы обогрева дизеля с подогревателем являются теплопроизводительность последнего, а также расход топлива и потребляемая мощность.

Ориентировочно необходимую теплопроизводительность жидкостного подогревателя системы обогрева дизеля жидкостного охлаждения Q_ж следует определять по формуле

                         Q = K    Дельта    /тау , кВт,

                          ж   подш      подш    р

где К       - экспериментальное значение условной  теплоемкости  коренных

     подш     подшипников коленчатого вала дизеля, кДж/К;

Дельта Т    - необходимая  величина   нагрева   подшипников   коленчатого

        подш  вала, К;

    тау     - время работы подогревателя до пуска дизеля, с.

       р

После определения теплопроизоводительности подогревателя по параметрам коренных подшипников проверяют температуру головки блока цилиндров по формуле

                         Т = (Q тау /К   )  + Т , К

                          г    Ж   р  гол      0

где Т   - температура головки блока  цилиндров, которая  должна  быть  не

     г   ниже 313 К;

    Т   - начальная температура дизеля, К;

     0

    К   - условная теплоемкость головки цилиндров, кДж/К.

     гол

Опытные величины К_подш и К_гол представлены в таблице Д.1.

Таблица Д.1. Экспериментальные значения условных теплоемкостей подшипников коленчатого вала и головок цилиндров дизелей

Дизель	К_подш, кДж/К	К_гол, кДж/К
Д-50	1884/ -	314/ -
А-41	2638/ -	494/ -
А-01М	3036/ -	544/ -
СМД-14	2236/ -	410/ -
Д-12А	- /5359	- /997
Примечание - В числителе приведены данные при термосифонной циркуляции теплоносителя, в знаменателе - при принудительной циркуляции.

При отсутствии опытных данных К_подш и К_гол для дизеля, не указанного в таблице Д.1, их следует принимать исходя из возможного подобия дизелей.

Эффективность и надежность системы обогрева дизеля с жидкостным подогревателем зависят от сечения отверстий в его блоке для подвода горячей и отвода холодной жидкости, правильности установки подогревателя, наличия положительного уклона трубопроводов, возможности полного слива воды для исключения образования ледяных пробок.

Котел подогревателя во всех случаях следует устанавливать в непосредственной близости от дизеля, ниже блока. Соединительные трубопроводы для циркуляции жидкого теплоносителя должны быть минимальной длины и возможно большего диаметра без перегибов.

Труба отвода отработавших газов подогревателя под поддон дизеля должна быть короткой и без перегибов.

Эффективность обогрева подшипников коленчатого вала зависит от интенсивности и равномерности обогрева нижней части блока цилиндров. Как при термосифонной, так и при принудительной циркуляции жидкости горячую жидкость следует подводить в нижнюю часть рубашки блока дизеля со стороны маховика и отводить также из нижней части рубашки блока, но с противоположной его стороны. При V-образном расположении цилиндров горячую жидкость следует подводить в нижнюю часть рубашки одного из блоков, а отводить из нижней части рубашки другого блока.

Для обеспечения одновременной работы дизеля и подогревателя подключение последнего необходимо выполнять таким образом, чтобы направления циркуляции жидкости в системе обогрева дизеля и системе охлаждения дизеля совпадали.

Основным конструктивным элементом систем обогрева дизелей воздушного охлаждения является серийный воздушный или газовоздушный подогреватель в комплекте. Его конструкция в основном совпадает с конструкцией жидкостного подогревателя; принципиальным отличием является то, что подогреваемой средой является воздух.

Такие системы могут быть внешнего и внутреннего обогрева. При внешнем обогреве горячий воздух или газовоздушную смесь подают с наружной стороны к цилиндрам, головкам и поддону дизеля; при внутреннем обогреве горячий воздух подают во внутрикартерное пространство, частично воздух можно подавать через впускной трубопровод в цилиндры, а отработавшие газы - к поддону дизеля.

При внутренней системе обогрева дизеля используют воздушные подогреватели, а при внешней - воздушные и газовоздушные.

Теплопроизводительность газовоздушного подогревателя системы обогрева дизеля воздушного охлаждения О_п следует определять по формуле

                              Q = Q + Q , кВт,

                               п   д   м

где Q  - Теплопроизводительность,  необходимая  для   разогрева   металла

     д   дизеля, кВт;

    Q  - Теплопроизводительность,  необходимая  для  разогрева  моторного

     м   масла в поддоне дизеля, кВт.

Величины Q_д и Q_м рассчитываются по формулам:

                    Q  = С    m (T     - T     ) /тау , кBт;

                     д    цил  д  цил.к   цил.н      р

                    Q  = C  m (T   - T  )/тау , кВт,

                     м    м  д  м.к. м.н.    р

где С     - условная  удельная   теплоемкость  дизеля,   вычисляемая   по

     цил    параметрам цилиндров, кДж/ (кг х К);

    С     - условная удельная теплоемкость моторного масла, кДж/(кг х К);

     м

    m     - масса двигателя, кг;

     д

    Т     - начальная температура цилиндров до разогрева, К;

     цил.н

    Т     - конечная температура цилиндров после разогрева, К;

     цил.к

    Т     - начальная температура моторного масла до разогрева, К;

     м.н

    Т     - конечная температура моторного масла после разогрева, К;

     м.к

    тау   - время работы нагревателя до пуска дизеля, с.

       р

Для отечественных дизелей воздушного охлаждения (8ДВТ-330, Д-37Е и др.) по экспериментальным данным С_цил, = 0,320 кДж /(кг х К), С_м = 0,219 кДж /(кг х К). При расчете следует ориентироваться на нагрев цилиндров до 373 К, а моторного масла в поддоне - до 353 К.