vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2022-16-2-37-42vimjour-467Research ArticleМОБИЛЬНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВАMOBILE ENERGY UNITSМетодика расчета масляных радиаторов автотракторной техникиMethodology For Calculating Automotive Oil RadiatorПарлюкЕ. П.ParlyukE. P.

Екатерина Петровна Парлюк - кандидат экономических наук, доцент.

Москва

Ekaterina P. Parlyuk - Ph.D.(Eng.), associate professor.

Moscow

kparlyuk@rgau-msha.ruКуриленкоА. В.KurilenkoA. V.

Алексей Викторович Куриленко - магистрант, заведующий учебной лабораторией.

Москва

Aleksey V. Kurilenko - master’s student, head of the educational laboratory.

Moscow

a.kurilenko@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation20222906202216237-­42Copyright © Парлюк Е.П., Куриленко А.В., 20222022Парлюк Е.П., Куриленко А.В.Parlyuk E.P., Kurilenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/467

Показали актуальность проблемы определения количества теплоты, отдаваемой двигателем внутреннего сгорания в жидкостную систему охлаждения при создании типоразмерных рядов унифицированных теплообменников тракторных и комбайновых двигателей (силовых агрегатов). Отметили, что правильно спроектированная система охлаждения в дальнейшем гарантирует поддержание оптимального теплового режима работы двигателя. Предложили медодику расчета теплоносных характеристик системы охлаждения для заблаговременного исключения возможных проблем, связанных с повышенным износом деталей, преждевременной потерей маслом смазывающих свойств, перегревом двигателя (отдельных агрегатов) и трущихся деталей, снижением мощности двигателя и ухудшением качества топливо-воздушной смеси, поступающей в цилиндры.

Цель исследования Разработать методику расчета количества теплоты, которое должно быть рассеяно масляными радиаторами жидкостной системы охлаждения (системы смазки) при различных нагрузочных и скоростных режимах работы двигателя.

Материалы и методы Предложили определить количество теплоты, которое должно быть рассеяно жидкостно-масляным теплообменником системы охлаждения смазочного масла двигателя.

Результаты и обсуждение В методике расчета масляных радиаторов представили расчет тепла, полученного маслом в процессе работы автотракторных двигателей мощностью 37-110 киловатт. Определили теплорассеивающую способность масляной поверхности. Выявили параметр, учитывающий тепловой поток масляных радиаторов. Представили графики зависимости масляной поверхности и теплового потока от мощности двигателя.

Выводы Разработали методику расчета показателей температурно-динамических характеристик охлаждающей системы автотракторных двигателей, которая позволяет проводить исследования по теплотехническим показателям радиаторов на различных режимах работы машин и теплоносителях систем, конструкционных материалах (металл, полимер) теплообменников с учетом факторов и режимов работы с погрешностью 1,5-8,0 процентов.

The paper highlights the relevance of the problem of determining the amount of heat supplied by an internal combustion engine to a liquid cooling system when creating typical series of unified heat exchangers for tractor and combine engines (power units). A properly designed cooling system further guarantees the maintenance of the optimal thermal mode for the engine operation. A methodology for calculating the coolant characteristics of the cooling system was proposed in order to prevent possible problems related to increased parts wear, early loss of oil lubricating properties, the engine (individual units) and rubbing parts overheating, a decrease in engine power and a deterioration in the quality of the fuel-air mixture entering the cylinders.

Research purpose To develop a methodology for calculating the amount of heat to be dissipated by the oil radiators of a liquid cooling system (lubrication system) being exposed to various load and engine speed modes.

Materials and methods It was proposed to determine the amount of heat to be dissipated by the liquid-oil heat exchanger of the engine lube oil cooling system.

Results and discussion The calculation method for oil radiators presents the calculation of the heat obtained by oil during the operation of 37-110 kilowatts automotive engines. The heat-dissipating ability of the oil surface is determined. A parameter taking into account the oil radiator heat flow is identified. The graphs of the oil surface and heat flux dependence on the engine power are presented.

Conclusions The method for calculating the temperature and dynamic characteristics of the automotive engine cooling system has been developed. It makes it possible to carry out research on the radiator thermal and technical characteristics in various operating modes of machines and coolants of systems, various heat exchanger structural materials (metal, polymer), with an error of 1.5-8.0 percent.

масляный радиаторавтотракторный двигательжидкостно-масляный теплообменник двигателясис­тема охлаждения смазочного масла двигателяoil radiatorautotractor engineautomotive engineliquid-oil engine heat exchangerengine lube oil cooling systemReferencesShimizu S., Sato M., Koyanagi J., et al. Numerical simulation of compressive failure of carbon-fiber-reinforced plastic laminates with various hole shapes. Advanced Compo­site Materials. 2021. Vol. 30. N1. 58-75.Shimizu S., Sato M., Koyanagi J., et al. Numerical simulation of compressive failure of carbon-fiber-reinforced plastic laminates with various hole shapes. Advanced Composite Materials. 2021. Vol. 30. N1. 58-75 (In English).Speetjens M., Metcalfe G., Rudman M. Lagrangian Transport and Chaotic Advection in Three-Dimensional Laminar Flows. Applied Mechanics Reviews. 2021. Vol. 73. N3. 030801.Speetjens M., Metcalfe G., Rudman M. Lagrangian Transport and Chaotic Advection in Three-Dimensional Laminar Flows. Applied Mechanics Reviews. 2021. Vol. 73. N3. 030801 (In English).Grenyer A., Erkoyuncu J. A., Zhao Y., Schwabe O. Multistep prediction of dynamic uncertainty under limited data. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2022. Vol. 37. 37-54.Grenyer A., Erkoyuncu J.A., Zhao Y., Schwabe O. Multistep prediction of dynamic uncertainty under limited data. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2022. Vol. 37. 37-54 (In English).Yang X., Zhao J., Wang X., et al. Construction of metal organic framework-derived hollow-structured mesoporous carbon based lithium hydroxide composites for low-grade thermal energy storage. Composites Part B: Engineering. 2022. Vol. 232. 109604.Yang X., Zhao J., Wang X., et al. Construction of metal organic framework-derived hollow-structured mesoporous carbon based lithium hydroxide composites for low-grade thermal energy storage. Composites Part B: Engineering. 2022. Vol. 232. 109604 (In English).Гузалов А.С., Дидманидзе О.Н. Экспериментальные исследования дополнительного наддува на двигателе Д-260.2 с электроприводом // Международный технико-экономический журнал. 2021. N2. С. 66-73.Guzalov A.S., Didmanidze O.N. Eksperimental'nye issledovaniya dopolnitel'nogo nadduva na dvigatele D-260.2 s elektroprivodom [Experimental studies of additional supercharging on engine d-260.2 with electric drive]. Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal. 2021. N2. 66-73 (In Russian).Асадов Д.Г., Пуляев Н.Н., Гузалов А.С. Основы повышения мощностных показателей в ДВС на тя­гово-транспортных средствах. М.: Автограф. 2020. 70 с.Asadov D.G., Pulyaev N.N., Guzalov A.S. Osnovy povysheniya moshchnostnykh pokazateley v DVS na tyagovo-transportnykh sredstvakh [Fundamentals of increasing power indicators in internal combustion engines on traction vehicles]. Moscow: Avtograf. 2020. 70 (In Russian).Vinogradov O.V., Moskvichev D.A., Didmanidze O.N., Parlyuk E.P. Methods of analyzing the structure of the modular car park and the intensity of its operation. Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences. 2019. Vol. 6. N3. 5289 5292.Vinogradov O.V., Moskvichev D.A., Didmanidze O.N., Parlyuk E.P. Methods of analyzing the structure of the modular car park and the intensity of its operation. Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences. 2019. Vol. 6. N3. 5289 5292 (In English).Bolshakov N.A. Didmanidze O.N., Parlyuk E.P. Modernization of the cooling system in tractors with gas engines. E3S Web of Conferences. 2020. 04048.Bolshakov N.A. Didmanidze O.N., Parlyuk E.P. Modernization of the cooling system in tractors with gas engines. E3S Web of Conferences. 2020. 04048 (In English).Дидманидзе О.Н., Хакимов Р.Т., Парлюк Е.П., Большаков Н.А. Результаты испытаний полимерного радиатора системы охлаждения трактора МТЗ-80 // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N1. С. 55-60.Didmanidze O.N., Khakimov R.T., Parlyuk E.P., Bol'shakov N.A. Rezul'taty ispytaniy polimernogo radiatora sistemy okhlazhdeniya traktora MTZ-80 [Test results of a polymer radiator of mtz-80 tractor cooling system]. Sel'skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2020. Vol. 14. N1. 55-60 (In Russian).Парлюк Е.П. Совершенствование охлаждающих сис­тем автотракторных двигателей и методов контроля их состояния // Техника и оборудование для села. 2021. N5(287). С. 41-44.Parlyuk E.P. Sovershenstvovanie okhlazhdayushchikh sistem avtotraktornykh dvigateley i metodov kontrolya ikh sostoyaniya [Improving the cooling systems of automotive engines and methods for monitoring their condition]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2021. N5(287). 41-44 (In Russian).Parlyuk E.P., Pulyaev N.N., Kurilenko A.V. Mathematical efficiency model of the block-module cooling system of automotive vehicles and tractors. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. 52061.Parlyuk E.P., Pulyaev N.N., Kurilenko A.V. Mathematical efficiency model of the block-module cooling system of automotive vehicles and tractors. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. 52061 (In English).Дидманидзе О.Н., Афанасьев А.С., Хакимов Р.Т. Исследования показателей тепловыделения газовых двигателей // Записки Горного института. 2018. Т. 229. С. 50-55.Didmanidze O.N., Afanas'ev A.S., Khakimov R.T. Issledovaniya pokazateley teplovydeleniya gazovykh dvigateley [Studies of heat emission indicators of gas engines]. Zapiski Gornogo instituta. 2018. Vol. 229. 50-55 (In Russian).Qi W., Liu M., Wu J., et al. Promoting the thermal transport via understanding the intrinsic relation between thermal conductivity and interfacial contact probability in the polymeric composites with hybrid fillers. Composites Part B: Engineering. 2022. Vol. 232. 109613.Qi W., Liu M., Wu J., et al. Promoting the thermal transport via understanding the intrinsic relation between thermal conductivity and interfacial contact probability in the polymeric composites with hybrid fillers. Composites Part B: Engineering. 2022. Vol. 232. 109613 (In English).Pavon C., Aldas M., Ferri J. M., et al. Identification of biodegradable polymers as contaminants in the thermoplastics recycling process Dyna. 2021. Vol. 96. N4. 415-421.Pavon C., Aldas M., Ferri J. M., et al. Identification of biodegradable polymers as contaminants in the thermoplastics recycling process Dyna. 2021. Vol. 96. N4. 415-421 (In English).Barratt S.T., Boyd S.P. Least squares auto-tuning. Engineering Optimization. 2021. Vol. 53. N5. 789-810.Barratt S.T., Boyd S.P. Least squares auto-tuning. Engineering Optimization. 2021. Vol. 53. N5. 789-810 (In English).Luo X., Wang H., Li E. A surrogate assisted thermal optimization framework for design of pin-fin heat sink for the platform inertial navigation system. Engineering Optimization. 2021. Vol. 53. N1. 145-164.Luo X., Wang H., Li E. A surrogate assisted thermal optimization framework for design of pin-fin heat sink for the platform inertial navigation system. Engineering Optimization. 2021. Vol. 53. N1. 145-164 (In English).Yuan Z., Chen H., Cui H., et al. Effect of cooling rate on microstructure of B2-NiSC intermetallics. Engineering Review. 2019. Vol. 39. N3. 236-242.Yuan Z., Chen H., Cui H., et al. Effect of cooling rate on microstructure of B2-NiSC intermetallics. Engineering Review. 2019. Vol. 39. N3. 236-242 (In English).Masmoudi M., Hans E. W., Haït A. Tactical project planning under uncertainty: Fuzzy approach. European Journal of Industrial Engineering. 2016. Vol. 10. N3. 301-322.Masmoudi M., Hans E. W., Haït A. Tactical project planning under uncertainty: Fuzzy approach. European Journal of Industrial Engineering. 2016. Vol. 10. N3. 301-322 (In English).Fortunato R.N., Robertson A.M., Sang C., et al. Effect of Macro-calcification on the Failure Mechanics of Intracranial Aneurysmal Wall Tissue. Experimental Mechanics. 2021. Vol. 61. N1. 5-18.Fortunato R.N., Robertson A.M., Sang C., et al. Effect of Macro-calcification on the Failure Mechanics of Intracranial Aneurysmal Wall Tissue. Experimental Mechanics. 2021. Vol. 61. N1. 5-18 (In English).Zuo J.L., Zhang K., Wu S., et al. Numerical Modeling of Movements of Taylor Bubbles in Stagnant Liquid Hydrogen Fluids. Experimental Techniques. 2021.Zuo J.L., Zhang K., Wu S., et al. Numerical Modeling of Movements of Taylor Bubbles in Stagnant Liquid Hydrogen Fluids. Experimental Techniques. 2021 (In English).Boland S., Majidi S. Thermal Improvement in Double-Layered Microchannel Heat Sink with Incorporating Wavy Porous Fins. Heat Transfer Engineering. 2021.Boland S., Majidi S. Thermal Improvement in Double-Layered Microchannel Heat Sink with Incorporating Wavy Porous Fins. Heat Transfer Engineering. 2021 (In English).Jaszczur M., Hassan Q., Majewska E., et al. An Experimental and Numerical Investigation of Photovoltaic Module Temperature Under Varying Environmental Conditions. Heat Transfer Engineering. 2021. Vol. 42. N3-4. 354-367.Jaszczur M., Hassan Q., Majewska E., et al. An Experimental and Numerical Investigation of Photovoltaic Module Temperature Under Varying Environmental Conditions. Heat Transfer Engineering. 2021. Vol. 42. N3-4. 354-367 (In English).Измайлов А.Ю., Кряжков В.М., Антышев Н.М., Елизаров В.П., Лобачевский Я.П., Сорокин Н.Т., Гуры­лев Г.С., Савельев Г.С., Сизов О.А., Шевцов В.Г. Концепция модернизации сельскохозяйственных тракторов и тракторного парка России на период до 2020 года. М.: ВИМ. 2012. 56 с.Izmaylov A.Yu., Kryazhkov V.M., Antyshev N.M. Elizarov V.P., Lobachevskiy Ya.P., Sorokin N.T., Gury­lev G.S., Savel’ev G.S., Sizov O.A., Shevtsov V.G. Kon­tseptsiya modernizatsii sel’skokhozyaystvennykh traktorov i traktornogo parka Rossii na period do 2020 goda [The concept of modernization of agricultural tractors and tractor fleet of Russia for the period up to 2020]. Moscow: VIM. 2012. 56 (In Russian).Годжаев З.Д., Шевцов В.Г., Лавров А.В., Ценч Ю.С., Зубина В.А. Стратегия машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России до 2030 года (Прогноз) // Технический сервис машин. 2019. N4(137). C. 220-229.Godzhaev Z.D., Shevtsov V.G., Lavrov A.V., Tsench Yu.S., Zubina V.A. Strategiya mashinno-tekhnologicheskoy modernizatsii sel'skogo khozyaystva Rossii do 2030 goda (Prognoz) [Strategy of machine-technological modernization of agriculture in Russia until 2030 (Forecast)]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2019. N4(137). 220-229 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.