Методика расчета масляных радиаторов автотракторной техники

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.

1. 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.

2. Speetjens M., Metcalfe G., Rudman M. Lagrangian Transport and Chaotic Advection in Three-Dimensional Laminar Flows. Applied Mechanics Reviews. 2021. Vol. 73. N3. 030801.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Асадов Д.Г., Пуляев Н.Н., Гузалов А.С. Основы повышения мощностных показателей в ДВС на тя­гово-транспортных средствах. М.: Автограф. 2020. 70 с.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Парлюк Е.П. Совершенствование охлаждающих сис­тем автотракторных двигателей и методов контроля их состояния // Техника и оборудование для села. 2021. N5(287). С. 41-44.

11. 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.

12. Дидманидзе О.Н., Афанасьев А.С., Хакимов Р.Т. Исследования показателей тепловыделения газовых двигателей // Записки Горного института. 2018. Т. 229. С. 50-55.

13. 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.

14. 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.

15. Barratt S.T., Boyd S.P. Least squares auto-tuning. Engineering Optimization. 2021. Vol. 53. N5. 789-810.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. Zuo J.L., Zhang K., Wu S., et al. Numerical Modeling of Movements of Taylor Bubbles in Stagnant Liquid Hydrogen Fluids. Experimental Techniques. 2021.

21. Boland S., Majidi S. Thermal Improvement in Double-Layered Microchannel Heat Sink with Incorporating Wavy Porous Fins. Heat Transfer Engineering. 2021.

22. 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.

23. 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.

24. 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.