CC BY
16
УДК 621
IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE COOLING SYSTEM OF THE ENGINE
Max GeIL
engineer of technical systems Christian-Albrechts-University of Kiel Germany, Kiel
Abstract: the article talks about cooling the engines.
Keywords: engine, cooling, cooling system.
Cooling system of internal combustion engine — a set of devices that provide a supply of cooling medium to the heated parts of the engine and discharge them into the atmosphere of excess warmth, which should provide the most favorable degree of cooling and the possibility of maintaining within the required limits at various modes and operating conditions. The technical condition of the cooling system to a large extent the efficiency and reliability of the engine.
The need for engine cooling is connected with the fact that in case of overheating of its parts, reduced power, increased fuel consumption, more heavily worn items. Heat rejection to the cooling system needs to be strictly defined, since hypothermia also impairs the performance of the engine.
There are three types of cooling systems of internal combustion engines: air, liquid, and
hybrid.
Air system in turn are divided into natural (the heat from the engine is transmitted to the environment through enhanced fin on the outer surface of the cylinder) and forced (cooling fins are blown by the airflow generated by the fan).
The most popular classification of fluid systems by use of the coolant in the system: closed, in which the liquid coolant circulates through a sealed circuit, the heat from the heat source (heater) and cooling down in the cooling circuit (cooler); open-loop, in which the coolant is supplied from the outside, is heated from a heat source and directed into the environment; open, in which the heater is placed in a certain volume of fluid, and he entered into the cooler if any is design.
Hybrid type combines air and liquid cooling systems: heat is removed the liquid, after which it, on removal from heat-loaded parts of the engine, is cooled in the radiator by air.
With water cooling, the more intense is the withdrawal of heat, which reduces thermal tension parts, improves filling of the cylinder, decreasing in overall thermal expansion of parts (for example, the result is the ability to install pistons with a smaller gap, which reduces oil consumption). However, the air system on a number of indicators superior to water. As a rule, air-cooled engines less size and weight (since there is no radiator, pipes, double wall shirts); easier maintenance; a possibility of freezing; engine more wear-resistant, as it warms up quickly after launch, and more sensitive to changes in ambient temperature; in addition, the startability of the engine when good heating the air sucked into the cylinders better. The air-cooled engines, which are characterized by steady-state engine operating conditions and specific requirements for ease of maintenance.
In aqueous systems, cooling water circulation may be thermosyphon and forced. The thermosiphon cooling system in its pure form, despite the simplicity of the device, in modern engines is not applicable due to a number of shortcomings caused by low speed of water movement. Many engines adopted engines cooling system with forced circulation of water. It is more complicated thermosiphon, but much more reliable.
126
Earlier largely improved the cooling system (by reducing the temperature increase in the heat transfer) engines by reducing the thickness of the parts, but this method has almost exhausted its possibilities (a further reduction often increases the risk of damage to parts of the body). Another direction is the increased speed of the cooling fan, too, at this stage devoid of prospects (only if you are installing an additional drive that will lead to an increase in fuel consumption). So now the main direction of development is the intensification of heat transfer of the coolant.
Bibliography:
1. Automotive engines: theory and maintenance. 4th edition, James D., Halderman, chase D. Mitchell, Jr.
УДК 621
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
Макеева Юлия Николаевна
старший преподаватель кафедры агроинженерии ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Ачинский филиал Россия, г. Ачинск
Аннотация: Проведен анализ основных тенденций развития сельскохозяйственных энергонасыщенных колесных тракторов общего назначения. Показано, что их развитие направлено на повышение универсальности и расширение функциональных качеств за счет регулирования эксплуатационной массы. Наиболее распространенными на российском рынке являются модельные ряды тракторов колесной формулы 4к4а улучшенной классической компоновки с передним мостом автомобильного типа и увеличенным диаметром управляемых колес, который воспринимает до 45-50% веса трактора. Количество указанных тракторов за последнее десятилетие достигла 93% при повышении верхней границы мощности до 280-300 кВт (380-400л.с.).
Ключевые слова: классическая компоновка, модельный ряд, мощность, тенденции развития, трактор, энергонасыщенность
TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF HIGH HORSEPOWER WHEELED TRACTORS OF GENERAL PURPOSE
MakeevaYuliaNikolaevna
senior lecturer of chair of "Agroinzheneriya" Achinsk branch of the Krasnoyarsk State Agrarian University Russia, the city of Achinsk
Abstract: The analysis of the main trends of development of agricultural high horsepower wheeled tractors of General purpose. It is shown that their development is aimed at
127
enhancing the universality and expansion of functional properties by controlling the operating mass. The most common on the Russian market are rows of model tractors formulas 4к4а improved classic layout with the front axle of the automotive type and large diameter driven wheels, which takes up to 45-50% of the weight of the tractor. The number of these tractors in the last decade reached 93% when increasing the upper limit of power up to 280-300 kW (380-400l.with.).
Keywords: classic layout, model number, capacity, development trends, the tractor, the energy saturation
Мировой опыт развития мобильной энергетики показывает, что одни параметры тракторов высокой мощности динамично развиваются, другие практически не изменяются в течение длительного периода времени [1].
Практически все тракторостроительные фирмы (Claas, Case IH, Fendt, John Deere, New Holland) зарубежных стран последние годы уделяли значительное внимание совершенствованию своей продукции. Наибольшую долю при этом составляют самые многочисленные тракторы: универсальные колесные полноприводные классической компоновки 4к4а средней (с 60 до 280л.с.), а также высокой (свыше 280л.с.) мощности, составляющие более 95% в объеме последних моделей тракторов способных выполнять наряду с пропашными, также работы общего назначения соответствующей их тяговым возможностям энергоемкости [2] (табл.).
Таблица - Основные показатели энергонасыщенных колесных тракторов общего назначения [2,4,5]_
Модель трактора Мощность, л.с. Запас крутящего момента, % Распределение веса, % Максимальная скорость, км/ч Транспортировочная масса, кг Максимально допустимая масса, кг
Claas Axion 900
920 315 40 35-45 55-65 40 или 50 (по заказу) 12840 18000
930 345 12840 18000
940 375 13060 18000
950 405 13060 18000
New Holland T8
T8.300 257 40 35-45 55-65 40 10675 17500
T8.330 284 10890 18000
T8.360 311 10890 18000
T8.390 340 10890 18000
VERSATILE серии ROW-CROP
250 250 37 35-40 60-65 40 9331 14300
280 280 42 9331 14300
305 305 34 9331 14300
В последнее время эти фирмы вышли на новый уровень в классе мощности тракторов 4к4а стандартной комплектации (350-390л.с.) [3], в котором прежде имели преимущественное применение тракторы шарнирно-сочлененной компоновки 4к4б.
Совершенствование этой компоновочной схемы привело к повышению значимости переднего ведущего моста за счет повышения доли массы трактора, приходящееся на него
(с 25-30% ранее до 35-45% в настоящее время), применение шин передних колес увеличенного типоразмера для улучшения сцепления с почвой. Тракторы этой компоновочной схемы обеспечивают хорошую маневренность машинно-тракторного агрегата при наименьших угловых и линейных колебаниях остова, имеют необходимый агротехнический и дорожный просвет и защитные зоны, требуемые при обработке пропашных культур. В целом по назначению они представляют собой пахотно-пропашные и могут эффективно агрегатироваться как с орудиями общего назначения (плугами, лущильниками, культиваторами для сплошной обработки почвы и др.), так и с орудиями и машинами для междурядной обработки пропашных культур (культиваторами, прореживателями посевов и др.), работать с сеялками, разбрасывателями удобрений, прицепами, разнообразными комбинированными машинами, в том числе навешиваемыми спереди и т.д.
В сравнении, скажем, с колесными полноприводными тракторами нетрадиционной компоновки 4к4б близкой к ним мощности колесные тракторы схемы 4к4а менее материалоемкие, наиболее универсальные и пользуются благодаря этим качествам высоким спросом, к тому же их маневренность в среднем мало отличается от маневренности тракторов 4к4б [4].
Если говорить о развитии колесных модификаций другой компоновочной схемы -нетрадиционной с шарнирно-сочлененной рамой и передними и задними ведущими колесами одинакового размера (4к4б), интегральных тракторов и тракторов, имеющих гусеничную ходовую систему, то они выпускаются в основном только высокой мощности, а их количество на рынке не превышает соответственно 2,5; 0,5 и 2% от общего количества новых тракторов. Тем не менее их совершенствованию производители уделяют тоже большое внимание, диапазон их применения намного уже, потому как используются они только при работах общего назначения [5].
В России по лицензиям ведущих иностранных фирм производят энергонасыщенные колесные тракторы 4к4а ООО «Клаас» (AXION 900), Краснодарский край; ОАО «Ростсельмаш» (Versatile) г. Ростов-на-Дону; ООО «СиЭнЭйч» и ООО «Саме Дойтц-Фар».
В отношении наблюдающейся тенденции роста мощности и габаритов сельскохозяйственных тракторов имеются разные мнения у зарубежных и отечественных специалистов [1,6]. Одни полагают, что если мощная техника приносит более высокие доходы, то она будет приобретаться хозяйствами. Тем не менее количество таких приобретений незначительное, и в большинстве своем мощные тракторы будут изготовляться на заказ или очень маленькими партиями.
Другие считают, что ограничивающим фактором может стать надежность энергонасыщенных тракторов. Поломки (неисправности) такой сложной крупногабаритной техники могут быть дорогостоящими для ремонта и обслуживания, а для производства работ с высокими затратами потребитель потребует и большей надежности мощных машин. Выход такой техники из строя в сезон полевых работ чреват невыполнением технологических операций в оптимальные сроки и, следовательно, может привести к недобору урожая или вовсе к его потере.
Мнения многих специалистов в отношении использования мощных тракторов сводятся к одной проблеме - экономической, определяемой возрастанием их стоимости и затрат на обслуживание и ремонт.
Российский рынок сельскохозяйственных тракторов в последние годы широко представлен продукцией ведущих иностранных и отечественных производителей с построенными по номинальной и эксплуатационной мощности двигателя модельными рядами. Наиболее распространены модельные ряды тракторов колесной формулы 4к4а улучшенной классической компоновки с передним мостом автомобильного типа и существенно увеличенным диаметром управляемых колес, которые воспринимают 40129
45% веса трактора. Основу трансмиссии составляют, как правило, ступенчатые диапазонные механические коробки передач. Количество этих тракторов на российском рынке за последнее десятилетие достигла 93 %, при повышении верхней границы мощности до 280-300 кВт (380-400 л.с) [7].
Исследование структуры рынка сельскохозяйственных тракторов в Российской Федерации показывает лидирующие позиции Минского тракторного завода. Основное предложение МТЗ сконцентрировано в сегменте рынка тракторов тягового класса 1,4 -2,0.
Производители тракторов дальнего зарубежья сконцентрированы на сегменте более энергонасыщенных тракторов тягового класса 4,0 и выше. Среди них прежде всего выделяются компании John Deere, AGCO, CNH, Buhler Versatile.
Обновление тракторного парка российскими аграриями происходит прежде всего благодаря приобретению более энергонасыщенной технике, которая дает возможность создать условия для выполнения необходимого объема сельскохозяйственных работ при минимальных материальных и трудовых ресурсов.
Список литературы:
1. Селиванов, Н.И. Тенденции развития и использования мощных тракторов [Текст] / Н.И. Селиванов, В.Н. Запрудский, Ю.Н. Макеева // Проблемы развития АПК Саяно-Алтая: материалы международной научно-практической конференции / Составитель Николаева З.Н. - Абакан: ООО «Фирма «Март», 2015. - С.153 - 157.
2. Нефедов, А.М. Парад новинок зарубежных сельхозтракторов средней и высокой мощности. / А.М. Нефедов. // Основные средства № 5. - 2013. [электронный ресурс] - Режим доступа. -http://www.os1.ru
3. Парфенов, А.П. Тенденции развития конструкций сельскохозяйственных тракторов. /А.П. Парфенов // Тракторы и сельхозмашины . - 2015. - №5. С.42-47.
4. Нефедов, А.М. Зарубежные колесные тракторы классической компоновки высокой мощности. / А.М. Нефедов. // Основные средства № 9. - 2009. [электронный ресурс] - Режим доступа. - http://www.os1.ru
5. Нефедов, А.М. Парад новинок зарубежных сельхозтракторов средней и высокой мощности. / А.М. Нефедов. // Основные средства № 5. - 2013. [электронный ресурс] - Режим доступа. -http://www.os1.ru
6. Селиванов, Н.И. Технологические свойства мощных тракторов / Н.И. Селиванов; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2015. - 202с.
7. Селиванов, Н.И. Рациональное балластирование энергонасыщенных колесных тракторов разной комплектации /Н.И. Селиванов// / Вестник КрасГАУ. -Красноярск, 2016. - №8.- С.123-129.
