Система охлаждения двигателя — это одна из необходимых вещей, которая присутствует в двигателе IC для снижения температуры компонентов внутри двигателя. Она также помогает уменьшить износ компонентов и обеспечить бесперебойную работу и долгий срок службы компонентов. В зависимости от процесса охлаждения: двигатель делится на двигатель с воздушным охлаждением и двигатель с водяным охлаждением. Эта статья в основном объясняет различные аспекты двигателя с воздушным охлаждением.
Что такое двигатель с воздушным охлаждением?
Двигатель с воздушным охлаждением — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором воздух проходит через двигатель для его охлаждения. Двигатели с воздушным охлаждением полагаются на циркуляцию воздуха непосредственно над теплоотводящими ребрами или горячими участками двигателя для их охлаждения, чтобы поддерживать рабочую температуру двигателя.
Во всех двигателях внутреннего сгорания большая часть выделяемого тепла (около 44%) уходит через выхлоп, а не через металлические ребра двигателя с воздушным охлаждением (12%). Около 8% тепловой энергии передается маслу, которое, хотя и предназначено в первую очередь для смазки, также играет роль в рассеивании тепла через радиатор.
В большинстве современных автомобилей используются двигатели с водяным охлаждением, оснащенные радиаторами, водяными насосами и шлангами, по которым циркулирует смесь воды и охлаждающей жидкости. Тепло от двигателя передается охлаждающей жидкости, затем охлаждающая жидкость охлаждается в радиаторе и снова возвращается обратно.
Двигателям с воздушным охлаждением ничего этого не нужно. Они полагаются на старый добрый воздух для охлаждения. Технически все двигатели имеют воздушное охлаждение, поскольку даже двигатели с водяным охлаждением используют воздух для охлаждения жидкости в радиаторе. Но давайте не будем разделять понятия.
Двигатели с воздушным охлаждением обычно используются в тех областях, где не подходит жидкостное охлаждение; так, современные двигатели с воздушным охлаждением используются в мотоциклах, самолетах авиации общего назначения, газонокосилках, генераторах, подвесных моторах, насосных установках, пильных стендах и вспомогательных силовых установках.
Работа двигателя с воздушным охлаждением
В двигателе с воздушным охлаждением используется система воздушного охлаждения. Основной принцип работы двигателя воздушного охлаждения заключается в пропускании воздушного потока через детали, от которых должно отводиться тепло, которое зависит от площади поверхности металла в контакте со скоростью потока воздуха, разницы температур между горячей поверхностью и воздухом.
В двигателе воздушного охлаждения для отвода тепла вместо радиатора, заполненного жидкостью, используются охлаждающие ребра, отлитые в головке цилиндра. Отказ от радиатора позволяет использовать двигатель с воздушным охлаждением в тех случаях, когда ограниченное пространство не позволяет установить радиатор.
По мере нагревания двигателя охлаждающие ребра позволяют ветру и воздуху отводить тепло от двигателя, подобно тому, как человек дует на слишком горячую пищу.
Конструкция двигателя с воздушным охлаждением
Двигатели с воздушным охлаждением имеют ребра, выходящие из двигателя, чтобы отводить тепло. Затем на ребра нагнетается холодный воздух — обычно с помощью автомобильного вентилятора. В самолетах и мотоциклах скорость автомобиля сама по себе перемещает достаточно холодного воздуха над ребрами, чтобы двигатель оставался холодным.
Некоторые двигатели с воздушным охлаждением могут также иметь каналы вокруг двигателя, чтобы воздух поступал к самым горячим участкам. Некоторые авиационные двигатели могут даже иметь дефлекторы, которые направляют воздух под высоким давлением в ребра охлаждения.
Еще одной конструктивной особенностью, поддерживающей низкую температуру двигателя с воздушным охлаждением, являются горизонтально расположенные цилиндры — они обращены друг к другу и находятся дальше друг от друга, чем в типичном двигателе с водяным охлаждением. Это позволяет воздуху свободно проходить над ребрами. В некоторых двигателях с воздушным охлаждением также используются масляные радиаторы для поддержания низкой температуры масла.
Двигатели с воздушным охлаждением, работающие на высоких оборотах, относятся к двухтактным двигателям. Этот тип двигателя использует смесь газа и масла в топливном баке, а масло помогает охлаждать двигатель.
Этот тип конфигурации также позволяет избежать большого количества масла в картере двигателя. Масло сохраняет тепло двигателя и усугубляет трудности охлаждения 4-тактного двигателя. Именно поэтому многие 4-тактные двигатели требуют установки внешнего масляного радиатора для поддержания надлежащей температуры.
Преимущества двигателя с воздушным охлаждением
- У двигателей с воздушным охлаждением нет проблем с утечкой охлаждающей жидкости.
- Они прогреваются гораздо быстрее, чем двигатели с жидкостным охлаждением.
- У этих типов двигателей нет риска замерзания охлаждающей жидкости.
- Они легче, чем двигатели с жидкостным охлаждением.
- Они имеют простую конструкцию.
- Они не требуют
- Для установки такого двигателя требуется меньше места.
Недостатки двигателя с воздушным охлаждением
- Двигатели с воздушным охлаждением более склонны к перегреву.
- Большие вентиляторы, используемые для охлаждения двигателя, могут отнимать много мощности
- Они дороже в производстве.
- Этот двигатель производит больше шума, чем двигатель с масляным охлаждением.
- Коэффициент теплопередачи воздуха меньше, следовательно, он менее эффективен в работе.
- Они требуют высокого технического обслуживания.
Области применения двигателя с воздушным охлаждением
- Система воздушного охлаждения обычно используется в небольших двигателях, скажем, до 15-20 кВт, и в двигателях самолетов.
- Двигатель с воздушным охлаждением используется в скутерах.
- Используют в самолетах и мотоциклах.
- Они используются в транспортных средствах для отдыха, автомобилях и тракторах.
Двигатель с масляным охлаждением и двигатель с воздушным охлаждением
Раздел часто задаваемых вопросов
Почему у двигателей с воздушным охлаждением есть ребра?
Двигатели с воздушным охлаждением содержат ребра, которые выходят за пределы двигателя. Основная функция этих ребер — отвод горячего воздуха из двигателя в окружающую среду. Затем вентилятор нагнетает свежий охлажденный воздух через ребра в двигатель. Таким образом, ребра играют большую роль в поддержании температуры двигателя.
Надежны ли двигатели с воздушным охлаждением?
Двигатели с воздушным охлаждением эффективно работают в фургонах, мотоциклах и некоторых самолетах. Но когда вы используете его для автомобиля, обычно возникает множество проблем, и он приносит больше вреда, чем пользы.
Каковы преимущества двигателей с воздушным охлаждением?
Двигателю с воздушным охлаждением не нужен антифриз. Он имеет простую конструкцию и требует небольшой площади для установки. Эти типы двигателей лучше всего подходят для мотоциклов, скутеров и некоторых самолетов. Они имеют меньший вес, чем двигатели с жидкостным охлаждением.
Каковы примеры двигателей с воздушным охлаждением?
Система воздушного охлаждения используется на таких двигателях, как боевые танки, самолеты, мотоциклы и мотороллеры.
