23
16 INSTALACIJA ZA PODMAZIVANJE 16.1 Svrha Instalacija za podmazivanje ima slijedeće osnovne zadatke: 1. Da obezbijedi hidrodinamičko podmazivanje tarućih površina pokretnih motorskih dijelova. 2. Da odvede jedan dio toplote. 3. Da potpomaže zaptivanje radnog prostora motora. 4. Da zaštićuje motorske dijelove od korozije. Dovođenjem ulja do kliznih površina ležaja i stvaranjem uslova za formiranje hidrodinamičkog sloja ulja kod svih režima i uslova rada motora, sprečava se zaribavanje dijelova, smanjuju se energetski gubici usljed trenja i obezbjeđuje se pravilna mikro geometrija dijelova u toku dužeg vremenskog perioda. Pravilnim podmazivanjem se znatno produžava vijek rada motora i njegova sigurnost u radu. Protokom ulja kroz ležajeve, kvašenjem kliznih površina odvodi se većim dijelom ona toplota koja se stvara trenjem, ali se uljem mogu hladiti i dijelovi motora, koji se prekomjerno zagrijavaju, a ne postoji neka druga mogućnost njihovog efikasnog hlađenja. Tako se, npr. prskanjem ulja na donje površine klipa, može efikasno odvoditi toplota sa čela klipa i područja kompresionih klipnih prstenova. Postojanjem uljnog filma na košuljici cilindra, isto tako se poboljšava zaptivanje radnog prostora i smanjuje se proticanje gasova u kućicu motora. U instalaciju za podmazivanje na motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem spadaju svi agregati, instrumenti, cjevovodi, signalizacija i drugi pribori koji obezbjeđuju kontinuirano, stalno i sigurno dovođenje dovoljne količine ulja i maziva ka svim onim dijelovima koji su izloženi mehaničkom trenju. U zavisnosti od tipa motora i njegove nominalne snage, uslova rada motora i radne mašine na koju je motor ugrađen, odnosno drugih specijalnih zahtjeva, koriste se razne vrste instalacija za podmazivanje. 16.2 Podjela 218

Cestovna vozila_16.doc

Embed Size (px)

Citation preview

Na kraju treba da se napomene da su svjeice zbog elektro-erozije izloene troenju

PAGE 231

16 INSTALACIJA ZA PODMAZIVANJE

16.1 Svrha

Instalacija za podmazivanje ima slijedee osnovne zadatke:

1. Da obezbijedi hidrodinamiko podmazivanje taruih povrina pokretnih motorskih dijelova.

2. Da odvede jedan dio toplote.

3. Da potpomae zaptivanje radnog prostora motora.

4. Da zatiuje motorske dijelove od korozije.

Dovoenjem ulja do kliznih povrina leaja i stvaranjem uslova za formiranje hidrodinamikog sloja ulja kod svih reima i uslova rada motora, spreava se zaribavanje dijelova, smanjuju se energetski gubici usljed trenja i obezbjeuje se pravilna mikro geometrija dijelova u toku dueg vremenskog perioda. Pravilnim podmazivanjem se znatno produava vijek rada motora i njegova sigurnost u radu.

Protokom ulja kroz leajeve, kvaenjem kliznih povrina odvodi se veim dijelom ona toplota koja se stvara trenjem, ali se uljem mogu hladiti i dijelovi motora, koji se prekomjerno zagrijavaju, a ne postoji neka druga mogunost njihovog efikasnog hlaenja. Tako se, npr. prskanjem ulja na donje povrine klipa, moe efikasno odvoditi toplota sa ela klipa i podruja kompresionih klipnih prstenova.

Postojanjem uljnog filma na kouljici cilindra, isto tako se poboljava zaptivanje radnog prostora i smanjuje se proticanje gasova u kuicu motora.

U instalaciju za podmazivanje na motorima sa unutranjim sagorijevanjem spadaju svi agregati, instrumenti, cjevovodi, signalizacija i drugi pribori koji obezbjeuju kontinuirano, stalno i sigurno dovoenje dovoljne koliine ulja i maziva ka svim onim dijelovima koji su izloeni mehanikom trenju. U zavisnosti od tipa motora i njegove nominalne snage, uslova rada motora i radne maine na koju je motor ugraen, odnosno drugih specijalnih zahtjeva, koriste se razne vrste instalacija za podmazivanje.

16.2 Podjela

Na sl. 269 date su principijelne eme instalacija za podmazivanje.

Podjela instalacija za podmazivanje bazira se na nainu kako se ulje dovodi do glavnih leajeva radilice. U principu postoje sljedee osnovne vrste instalacija.

a) sa prinudnom cirkulacijom ulja (sl. 269 a)),

b) sa dovoenjem ulja do leajeva i ostalih radnih povrina prskanjem ulja (sl. 269 b)),

c) sa kombinovanjem naina podmazivanja navedenog pod a) i b) i

d) podmazivanje dodavanjem ulja gorivu (dvotaktni motori sa ispiranjem preko motorske kuice).

U instalacijama sa prinudnom cirkulacijom ulja pod pritiskom, ostavruje se kontinualan protok ulja do mjesta gdje je potrebno da se vri podmazivanje ili odvoenje toplote. Ovaj vid podmazivanja se primjenjuje na veini motora koji se ugrauju na lokomociona vozila, jer garantuje sigurno podmazivanje kod svih reima rada motora. Obzirom na specifine uslove rada motora ili radnih maina na koje je motor ugraen, instalacije sa prinudnom cirkulacijom mogu da se podijele na:

instalacije sa suhim koritom i

instalacije sa mokrim koritom.

Pri podmazivanju prskanjem, letei leaj klipanje ili rame radilice pri okretanju zahvata ulje i baca ga na kouljici cilindra, osovinicu klipa i dno klipa kao i na ostale dijelove koji moraju da se podmazuju (sl. 269 b)).

Podmazivanje prskanjem moe da se koristi samo na motorima male litarske snage i radne zapremine, kada jednsotavnost konstrukcije i eksploatacije dozvoljava primjenu ovakvog naina podmazivanja.

Na nekim tipovima dvotaktnih motora sa punjenjem preko motorske kuice, moe da se koristi nadklipno podmazivanje. Gorivu se u tom sluaju dodaje ulje u omjeru 1 3% vol., koje zajedno sa svjeim punjenjem dolazi prvo u vidu fino rasprenih kapljica, u motorsku kuicu a zatim u radni prostor motora. Ulje se hvata na povrine i obezbjeuje podmazivanje. Nedostatak ovog naina podmazivanja je da u radni prostor dospijeva relativno znatna koliina ulja, koja tamo djelimino ili potpuno sagorijevanja. Iz ovoga slijedi da je potronja ulja dosta velika a produkti sagorijevanja stvaraju karakteristian neprijatan miris (aldehidi) i zagauju okolinu.

16.3 Osnovne eme instalacija

Na sl. 270 data je ema instalacije za podmazivanje sa mokrim koritom. Sl. 270 ema instalacije za podmazivanje sa mokrim koritom

Kod savremenih brzohodih motora najvie se primjenjuje podmazivanje sa cirkulacijom ulja (podmazivanje sa prinudnom cirkulacijom). Dovod ulja do leaja i njegov protok kroz leaj se odrava automatski, ime se daje mogunost racionalnog i intenzivnog podmazivanja. Osim toga ovakva instalacija je pouzdana u radu i omoguena je sigurna kontrola funkcionalnosti podmazivanja za vrijeme rada motora. U tom cilju postoji vizuelna ili zvuna signalizacija da se motor, ije podmazivanje nije obezbijeeno blagovremeno iskljui iz rada.

Razvod ulja prema raznim mjestima na motoru poinje od glavne magistrale. Posebno se dovodi ulje do glavnih leajeva radilice, odakle se preko kanala u rukavcima i ramenima radilice dovodi prvo do leteih leajeva, a zatim kroz kanal klipnjae, i do male pesnice, osovinice klipa, klipnih prstenova i kouljice cilindra.

U zavisnosti od toga gdje se nalazi spremnik za ulje, razlikuju se instalacije za podmazivanje sa suhim i sa mokrim koritom. Na slici 270 i 271 ematski je prikazana instalacija sa mokrim koritom.

Sl. 271 ema osnovnih agregata i toka ulja pri podmazivanju sa mokrim koritom

Kao spremnik ulja slui donji dio korita u koga se ulje slijeva sa leajeva ili sa motorske kuice. Otuda se ulje isisava preko usisne korpe (grubi preista) (1) i cijevi (2) pumpa za ulje (3). Ulje se zatim potiskuje kroz preista za fino ienje (5), hladnjak (7) i dolazi u glavnu magistralu (9). Otuda se ulje razvodi po mjestima za podmazivanje na motoru i otie u korito.

Pritisak u glavnoj magistrali regulie propustni ventil (10), koji pri poveanju pritiska proputa viak ulja u korito. Za kontrolu pritiska u instalaciji, postavljen je manometar (8).

Na motorima velikih snaga, ulje za podmazivanje se dovodi do leajeva prije putanja motora u rad. Ovo je razlog da se u instalaciju sem ve pomenutih osnovnih elemenata ugrauje (sl. 271) pomona magistrala (11), runa pumpa (12) i slavina (13). Prelivni ventili (4) i (6) slue za proputanje ulja kada se ono jo nije zagrijalo ili kada se otpori hladnjaka ili preistaa poveaju iznad odreene granice. Ovo je sigurnosna mjera, da motor ne bi ostao bez dovoljne koliine ulja.

Sl. 272 ema instalacije za podmazivanje sa suhim koritom

Na zrakoplovnim klipnim motorima, brodskim motorima, kao i na motorima za specijalne graevinske maine, tenkove i slino, koristi se instalacija za podmazivanje sa suhim karterom. ema ove instalacije je prikazana na slici 272. Uslijed naginjanja ili kosog poloaja radne maine na koju se motor ugrauje, postoji mogunost da instalacija neko vrijeme, ostane bez ulja pa bi u instalaciju uao zrak, to bi dovelo do prekida podmazivanja. Kod jako optereenih motora do prekida podmazivanja moe da doe uslijed pjenuanja ulja, pa se i na tim motorima vrlo esto primjenjuje instalacija sa suhim karterom.

Prema emi na slici 272 ulje se iz korita pomou pumpe za ulje (14) crpi i potiskuje kroz hladnjak (7) u spremnik (16). Da bi se obezbijedilo podmazivanje motora i pri nagnutom poloaju, ulje se u tom sluaju dovodi iz spremnika (16), a osim toga postoje dva skupljaa ulja, rasporeena u prednjem i zadnjem dijelu korita. Potisna pumpa (17) potiskuje ulje kroz preista (18) u glavnu magistralu.

Primjenom instalacije za podmazivanje sa suhim koritom, smanjuje se visina motora i potronja ulja, poto se ono ne prska u suvinim koliinama po zidovima cilindra.

16.4 Konstruktivni elementi instalacijeInstalaciju za podmazivanje sastavlja niz samostalnih agregata, cjevovodi, slavine i ventili. Konstrukcija pumpi za ulje, hladnjaka, preistaa, cjevovoda se zasniva na optim principima mehanike fluida, mainskih elemenata, ali i na posebnim zahtjevima s obzirom na motor, tehnologiju izrade, kompaktnost, teinu i cijenu. Ovdje se daju samo neke naelne napomene, pojedinano o nekim najvanijim elementima instalacije.

Pumpe za ulje

U savremenim motorima se kao potisne i usisne pumpe za ulje koriste zupaste pumpe sa ravnim, kosim i navojnim zubima. One su se pokazale kao vrlo sigurne u radu, mogu da obezbijede traeni pritisak, a po konstrukciji su relativno proste, kompaktne i jeftine za izradu. Nekoliko pari zupanika moe da se montira u jedno zajedniko kuite, ime se dobiju dvo, tro i viestruke pumpe. Pored klasinih zupastih pumpi dosta se koriste i zupaste pumpe sa unutranjim ozubljenjem. Izgled zupastih pumpi sa vanjskim i unutranjim ozubljenjem dat je na slici 273 i slici 274.

1 tijelo pumpe, 2 - voeni zupanik,

1 tijelo pumpe, 2 vanjski rotor,

3 - vodei zupanik

3 unutarnji rotor

Sl. 273 Zupasta pumpa sa vanjskim zubima Sl. 274 Zupasta pumpa sa unutarnjim ozubljenjem

U sklop pumpe ulazi prelivni ventil, koji odrava traeni pritisak u instalaciji, ime se osigurava dovoljna koliina ulja u instalaciji u sluaju poveanja zazora izmeu pokretnih dijelova, usljed njihovog troenja. Izgled prelivnog ventila dat je na slici 275.

Sl. 275 Prelivni (redukcioni) ventil

Pumpe sa punim (zavojnim) zupcima primjenjuju se kod velikih motora srednje i male brzohodnosti, gdje je naroito vano da se ne javlja kolebanje pritiska u dugakim cjevovodima. Ove pumpe imaju vrlo esto samostalan pogon (elektromotorom) i sastoje se od nekoliko punih zupanika.

Pumpa za ulje moe da se smjesti na motoru spolja ili u unutranjosti motorske kuice. Kod instalacija za podmazivanje sa suhim karterom podesnije je da se pumpa smjesti spolja, jer se lake moe da

ostvari dovod ulja do pumpe i odvod ulja u spremnik.

Zupaste pumpe dobijaju pogon od bregastog vratila ili radilice preko zupanika sa eonim ravnim ili kosim zubima, punog prenosa, pogona sa galovim lancem, a kod V motora vrlo esto se pogon ostvaruje sa koninim zupanicima. Prenosnik sa koninim zupanicima sa spiralnim zubima, karakteristian je za automobilske motore, jer od jednog te istog zupanika dobijaju pogon ureaj za palenje i pumpa za ulje, to se vidi iz presjeka motora prikazanog na slici 276. Pogonski zupanik je montiran na bregasto vratilo (3) i pogonsko vratilo (4) razvodi moment na pumpu za ulje preko pogonskog zupanika (1), a na razvodnik preko zupanika (2). Ostali konstruktivni detalji mogu da se uoe iz prikazanog presjeka.

Sl. 276 Karakteristian primjer pogona pumpe za ulje na automobilskim motorima

Tipian smjetaj pumpa za ulje na dizel motorima za traktore, prikazan je na slici 277. Pumpa se privruje na poklopac glavnog leaja radilice (1), dobija pogon preko cilindrinih eonih zupanika (2) i torzionog vratila (3).

Na motorima velikih snaga srednje i male brzohodnosti, pumpe za ulje se postavljaju zajedno sa pumpama za rashladnu vodu obino sa strane kuice motora, a dobijaju pogon direktno od radilice. Ovakav raspored omoguava lak i brz prilaz pumpi. Ulje se skuplja u posebnom spremniku i odvodi se

Sl. 277 Pogon pumpe za ulje na dizel motorima za traktore

pumpi sa povrine, kako bi se sprijeilo njegovo prljanje. Na usisne korpe stavljaju se preistai za grubo preiavanje sa brojem rupica 35 do 110 na cm2.

Preistai

Detalji o konstrukciji preistaa dati su u poglavlju 13.

S obzirom na ugradnju preistaa u instalaciju za podmazivanje, moe da se izvri sljedea podjela:

preistai u direktnom protoku i

preistai u sporednom protoku ulja.

1 grubi preista, 2 pumpa za ulje, 3 fini preista,

4 manometar, 5 motor, 6 sigurnosni ventil

Sl. 278 Ugradnja preistaa u direktni protok

Kada se preista za fino preiavanje direktno ugradi u glavnu magistralu, cjelokupna koliina ulja prolazi kroz preista. Na ulazu u pumpu mreasti preista zadrava samo krupne neistoe. Zbog velikih protonih koliina ulja (oko 200 do 600 lit/h), preista bi u cilju smanjenja prekomjernih strujnih otpora trebalo da bude velikih dimenzija. Na vozilima, gdje se tei za ugradnjom vrlo kompaktnih preistaa, obino se pravi kompromis, da se na raun finoe preiavanja smanjuje veliina preistaa. Na slici 278. prikazan je raspored osnovnih agregata pri direktnoj ugradnji preistaa. Kao to je ve bilo napomenuto, prelivni (sigurnosni) ventil obezbjeuje, da se pri nenormalnom poveanju otpora preistaa, zbog npr. neblagovremene zamjene uloka preistaa ili nekih drugih razloga, ne bi previe smanjila protona koliina ulja kroz leajeve.

1 grubi preista, 2 pumpa za ulje, 3 priguni ventil, 4 fini preista,

5 manometar, 6 glavna magistrala, 7 - motor

Sl. 279 Ugradnja preistaa u sporedni protok

Kod preistaa ugraenih u sporednom toku, sl. 279. za preiavanje se odvaja svega 8 20% od ukupne koliine ulja. Pumpa potiskuje nepreieno ulje u instalaciju za podmazivanje, a prigunica na ravi odvaja koliinu ulja, koje prolazi kroz preista. Poto je protok ulja kroz preista manji, kvalitet preiavanja moe da bude bolji.

Hladnjaci

Prinudno i dopunsko hlaenje ulja moe da se ostvari u hladnjacima ulja. Zbog toga se na savremenim forsiranim motorima snaga iznad 150 kW najee ugrauju hladnjaci. Hlaenje ulja moe da se vri tenou (vodom) ili zrakom. Ako na motoru postoji instalacija za hlaenje tenou onda se i hladnjak za ulje ukljuuje u tu instalaciju. U sluaju da se motor hladi zrakom, onda se njima hladi i ulje. Uljni hladnjak se u tom sluaju najee naziva radijator. Na nekim specijalnim motorima primijenjeno je hlaenje ulja sa gorivom i u tom sluaju hladnjak vri funkciju predgrijaa goriva.

Hladnjaci za brzohodne motore, pogotovo ako se oni ugrauju na transportna sredstva (vozila), moraju biti kompaktni, sa velikom rashladnom povrinom i velikom efikasnou hlaenja, pa prema tome i male teine.

Pri projektovanju kompaktnih preistaa moraju se uzeti u obzir aspekti prolaza toplote, hidrodinamike strujanja i energetski bilans strujnih gubitaka za savlaivanje trenja pri strujanju fluida kroz izmjenjiva toplote.

Pozicija hladnjaka ulja vidi se na slici 271 i slici 272 (poz.7), a izgled je pokazan na slici 280 (sistem

Sl. 280 Hladnjak za ulje

hlaenja ulja vodom). Obzirom da se ulje sakuplja u karteru, koji sa ostalim elementima formira motorsku kuicu, u nastavku e se dati osnovne napomene za motorsku kuicu.

16.5 Ventilacija motorske kuice

Iz prostora nadklipnog dijela prodiru u motorsku kuicu produkti sagorijevanja, pare goriva i negativno

1 preista za zrak,

2 specijalni preista zraka,

3 rasplinja (karburator),

4 motorska kuica

Sl. 281 ematski prikaz ventilacije motorske kuice

utiu na ulje u karteru. Produkti u prvom redu prouzrokuju hemijsko razlaganje ulja, a pare goriva se u kuici motora kondenzuju i razreuju ulje. Time se znatno pogoraju podmazujue osobine ulja i rok upotrebe ulja se drastino skrauje. Zbog toga je neophodno, da se iz motorske kuice blagovremeno i kontinualno udaljavaju produkti sagorijevanja i pare goriva. Ovo se postie ventilacijom motorske kuice.

Na slici 281 ematski je prikazana ventilacija motorske kuice. Sa jedne strane se iz atmosfere preko specijalnog preistaa (2) usisava svje zrak, a sa druge strane kuica motora je spojena sa preistaem za zrak. Isisani produkti se prema ovoj emi ponovo vraaju u motor. Na izlazu iz kuice se obino postavlja poseban izdvaja kapljica i para ulja.

Prema najnovijim propisima zabranjuje se, da se produkti iz motorske kuice izbacuju u atmosferu, jer oni sadre toksine komponente. Naravno da se prikljuenjem sistema za ventilaciju motorske kuice na usisnu instalaciju, poveavaju otpori na usisu, to utie na koeficijent punjenja.

16.6 Specifinost podmazivanja motora sa zranim hlaenjem

Na motorima sa zranim hlaenjem su temperature glave cilindra uvijek vie od motora hlaenih tenou. Zbog toga je i dio toplote koji se odvodi na ulje za podmazivanje neto vei, a temperature ulja su vie. Ako se kao pokazatelj uzme temperatura ulja u koritu (prosjena izlazna temperatura ulja) onda se i kod upotrebe HD vrste ulja, temperature od oko 110 C mogu smatrati kao maksimalno dopustive. Da li e se u tom sluaju morati da vri hlaenje ulja zavisi od ukupnog toplotnog stanja motora. Prelazom na prehranjivanje motora se skoro uvijek mora da uvede hlaenje ulja bez obzira da li se radi o motorima hlaenim tenou ili zrakom.

Specifini cirkulacioni protok ulja za zrakom hlaene motore iznosi u prosjeku 27 35 (dm3/kWh) za motore sa prinudnim palenjem smjese i 35 50 (dm3/kWh) za motore sa samopalenjem smjese.

17 INSTALACIJA ZA HLAENJE

17.1 Osnovni zadaciU motorima sa unutranjim sagorijevanjem se samo dio, u toku sagorijevanja osloboene toplote, pretvara u mehaniku energiju. Znatan dio toplote se odvodi od motora:

a) izduvnim gasovima, prilikom pranjenja cilindra,

b) prenosom toplote konvekcijom:

- najveim dijelom na okolni zrak direktno ili indirektno putem rashladnog

medijuma,

- manjim dijelom preko ulja za podmazivanje,

c) zraenjem toplote u okolinu.

Instalacija za hlaenje je sistem meusobno funkcionalno povezanih agregata, cjevovoda, instrumenata, regulacionih i signalnih elemenata, koji treba da obezbijede odgovarajui stabilni toplotni reim motora u svim uslovima rada (optereenje, broj obrtaja, stanje okolne atmosfere), konvektivnim prenosom toplote na okolni zrak.

Nepravilan rad instalacije za hlaenje, tj. nedovoljno ili prekomjerno odvoenje toplote, utie na parametre termodinamikog ciklusa, na stvaranje i zapalenje smjese goriva i zraka, na brzinu sagorijevanja, na stepen punjenja, mehaniki stepen iskoritenja, pa i na emisiju toksinih substanci.

Navedeni faktori u prvom redu utiu na ekonominost i snagu motora, na opte i lokalno toplotno optereenje motorskih dijelova, na njihovo troenje i vijek trajanja. Niz ovih faktora moe da dovede do trajnog oteenja pojedinih vitalnih dijelova motora i potpunog prekida rada.

Na osnovu naprijed navedenog mogu da se ukratko formuliu sljedei osnovni zadaci instalacije za hlaenje:

1. Da se motorski dijelovi ravnomjerno i intenzivno hlade, u cilju izbjegavanja formiranja lokalnih termikih optereenja i odravanja pravilnih zazora izmeu pokretnih dijelova.

2. Da se temperatura motorskih dijelova odrava u granicama, koje ne ugroavaju mehanike osobine materijala.

3. Da se hlaenjem obezbjeuje takva temperatura ulja za podmazivanje, koja je pogodna obzirom na viskozitet i ostale fiziko-hemijske osobine ulja.

Cilj daljnjeg izlaganja je, da se ukae na neke specifinosti u konstrukciji i proraunu instalacija za hlaenje motora sa unutranjim sagorijevanjem, koje nastaju kao posljedica zahtjeva za velikom efikasnou hlaenja, kompaktnou instalacija, relativno niskom cijenom i slino. Izuzev nekih naelnih napomena nee se ulaziti u detalje teorije prenosa toplote, termo i hidrodinamikog prorauna izmjenjivaa toplote i drugih elemenata instalacije.

17.2 Podjela instalacijaObzirom na rashladno sredstvo na koje se direktno prenosi toplota sa vruih dijelova motora, instalacije za hlaenje se dijele:

a) Instalacije za hlaenje tenou, koje imaju danas najiru primjenu kod brzohodnih motora za lokomocione svrhe, za lokomotivske motore srednje brzohodnosti, kao i za sporohodne brodske i stabilne motore. Kao tenost za hlaenje se najee upotrebljava voda, glikol i druge tenosti (sa raznim fabrikim nazivima), koje treba da imaju to viu temperaturu kljuanja i to niu temperaturu smrzavanja.

b) Instalacije sa zranim hlaenjem, se vrlo esto koriste na zrakoplovnim motorima, ali i na motorima za automobile, kamione, motor-bicikle, a isto tako i na stabilnim motorima malih snaga.

Prema nainu upotrebe sredstva za hlaenje, instalacije mogu biti:

Protone, ako se rashladno sredstvo poslije upotrebe odbacuje. Ove instalacije se primjenjuju u sluaju, kada sredstvo za hlaenje stoji na raspoloenju u neogranienoj koliini (kao npr. morska voda za brodske motore, zrak kod zranog hlaenja, rijena ili jezerska voda za stabilne motore u termoenergetskim postrojenjima i slino).

Instalacije sa cirkulacijom, kada stanovita koliina sredstva za hlaenje cirkulie u krunom sistemu. Poslije zagrijavanja u motoru sredstvo za hlaenje se hladi u hladnjaku (sekundarni sistem: voda zrak, voda voda) i ponovno se vraa u motor. Po nainu ostvarenja cirkulacije, instalacija moe da radi na principu prirodne konvekcije ili sa prinudnom cirkulacijom pomou pumpe za tenost.

Sistemi sa prinudnom cirkulacijom sredstava za hlaenje mogu nadalje biti otvoreni i zatvoreni. Kod prvih u sistemu vlada pri svim uslovima rada motora atmosfersko stanje, kod zatvorenog sistema sredstvo za hlaenje se nalazi pod nadpritiskom, ime se obezbjeuje i via taka kljuanja, sigurnost od kavitacije, intenzivniji prenos toplote.

Kod sistema sa cirkulacijom sredstva za hlaenje najee se koriste voda, glikol, antifriz (visoka taka kljuanja, niska taka smrzavanja).

Najprostiji nain hlaenja sa tenou je prirodnom konvekcijom termosifonsko hlaenje dato na

sl. 282. Za vrijeme rada motora voda se zagrijava i kao toplija struji prema gore, ispunjava gornji rezervoar (2) hladnjaka (4). Uslijed kretanja vozila voda se u hladnjaku hladi pada na dole ispunjavajui prostor koji za sobom ostavlja topla voda koja struji na gore. Najvea brzina strujanja vode koja se

1 motor, 2 gornji rezervoar, 3 donji rezervoar, 4 hladnjak, 5 pravac kretanja

Sl. 282 ema termosifonskog hlaenja

postie ovim sistemom hlaenja je oko (15 cm/s). Uslijed ovako male brzine strujanja nije mogue odvesti vee koliine toplote te se ovaj sistem primjenjuje kod motora malih snaga koji su termiki malo optereeni. Ipak princip dovoenja hladne tenosti ka donjem dijelu povrina koje se hlade i odvoenje zagrijane tenosti iz gornjeg dijela primjenjen je gotovo kod svih sistema za hlaenje tenou.

Na brzohodnim motorima, pogotovo za lokomocione svrhe primjenjuju se instalacije za hlaenje tenou cirkulacionog tipa, jer se zahtijeva vrlo efikasno hlaenje i velika kompaktnost instalacije. Na slici 283 je ematski prikazan tok fluida i naelni razmjetaj elemenata instalacije.

1 motor, 2 pumpa za tenost, 3 izmjenjiva toplote, 4 termostatski ventil,

5 ventilator, 6 cjevovod, 7 zaslon, 8 regulator, 9 osjetni element

regulatora, 10 parozrani ventil (otvoreni sistem)

Sl. 283 ema instalacije za hlaenje sa cirkulacijom tenosti

I sporedni tok rashladnog fluida

II glavni tok rashladnog fluida

- protok rashladne tenosti, - protok zraka,

Tt,iz, Tt,ul temperatura tenosti na izlazu i ulazu u motor

Po, To, P1, T1 stanje zraka prije i iza hladnjaka

Tenost za hlaenje prinudno cirkulie po sistemu djelovanjem pumpe, koja se ugrauje iza izmjenjivaa toplote (hladna tenost). Sistem za hlenje sa prinudnom cirkulacijom, dobio je tako iroku primjenu, jer ne postoji mogunost zastoja u radu zbog stvaranja pare, potrebna je manja koliina tenosti i znatno manje dimenzije i teina svih ureaja.

Osnovni nedostatak vode, kao tenosti za hlaenje, je visoka temperatura smrzavanja i niska temperatura kljuanja. Proble temperature smrzavanja je vrlo uspjeno rijeen upotrebom antifriza (mjeavine vode i etilen-glikola ili slino), koji se smrzava na temperaturama ispod -40 C. Niska temperatura kljuanja ograniava sa druge strane temperaturni reim hlaenja. Osim toga, pri niskoj temperaturi kljuanja, poveava se gubitak vode uslijed djeliminog isparavanja. Da bi se smanjio ovaj gubitak vode, savremeni sistemi za hlaenje izoliraju se od okolne atmosfere pomou specijalnih paro-zranih ventila, koji podravaju u sistemu neki nadpritisak. Od stvaranja previsokih pritisaka, sistem se osigurava osiguravajuim ventilom. Zrani ventili, naprotiv, uvaju, da se u sistemu ne bi stvorio podpritisak, kada motor ostane poslije prekida rada vru i poinje kondenzacija tenosti za hlaenje. Parni i zrani ventili se obino spajaju konstruktivno u jednu cjelinu.

U sistem instalacije savremenih motora spadaju jo drugi elementi prikazani na slici 283. Termostatski ventil, u periodu zagrijavanja motora proputa tenost u pravcu oznaenom na slici sa I, tek kada se tenost zagrije na odreenu temperaturu ona prolazi kroz izmjenjiva toplote (hladnjak). Ovim se skrauje period zagrijavanja motora. Na slici 283 je isto ematski prikazan sistem regulacije. U ovom sluaju se regulie protok zraka kroz izmjenjiva toplote i na taj nain odrava u odreenim granicama temperatura na izlazu iz motora, koja se uslovno uzima kao indikator toplotnog stanja motora.

Na savremenim motorima se danas vrlo esto primjenjuju zatvoreni sistemi hlaenja, tj. cirkulacioni krug za tenost, nema spoja sa spoljnom atmosferom i fluid je pod natpritiskom 2 do 3 bara. Zatvoreni sistemi omoguavaju da se izmjena toplote vri kod viih temperaturnih razlika, jer je temperatura kljuanja tenosti za hlaenje via. Time je intenzificiran prenos toplote i dodatno je mogue, da se smanje dimenzije izmjenjivaa toplote.

Sistem za hlaenje motora tenou najee se koristi i za zagrijavanje prostora u vozilu. Na slici 284 data je detaljnija ema sistema za hlaenje motora vodom i grijanje unutranjeg prostora vozila.

Sl. 284 ema grijanja i hlaenja motora hlaenih vodom

Kod zranog hlaenja toplota se odvodi sa spoljnih zidova glave i kouljice cilindra direktno na struju zraka. U cilju boljeg prenosa toplote, spoljne povrine hlaenih dijelova motora vjetaki se poveavaju orebrenjem. Ipak moe da se smatra da je odvoenje toplote kod hlaenja zraka u prosjeku za 10 18% manje, nego kod hlaenja tenou, te su zbog toga ovi dijelovi motora termiki vie optereeni. Da bi se postiglo intenzivno i dovoljno odvoenje toplote, struja zraka ne smije da se odvaja od povrine rebara i treba da ima dovoljnu brzinu proticanja kroz prostor izmeu rebara. U cilju pravilnog usmjeravanja zraka po kanalima rebara i njegovog to potpunijeg iskoritenja, sa to manjim gubicima na isticanje, cilindri se spolja oblau limenim skretaima (4) (sl. 285).

1 uvodnik zraka, 2 ventilator (aksijalni ili radijalni), 3 i 4 limeni skretai,

5 cilindar, 6 regulator protoka zraka, 7 osjetni element, po, To, p1,

T1 stanje zraka ispred i iza motora, Tcg temperatura cilindarske glave

(osjetni element za regulator)

Sl. 285 ematski prikaz rasporeda elemenata instalacije kod hlaenja zrakom

Na slici 285 prikazani su jo drugi elementi koji spadaju u instalaciju savremenih brzohodnih motora. Ventilator moe da se smjesti ispred ili iza motora. Raspored ventilatora na motoru namijenjen za ugradnju u vozilo u velikoj mjeri zavisi od smjetajnih mogunosti ventilatora, dovoda zraka do kouljica i glava cilindara i odvoda toplog zraka, ako se on, npr. koristi za zagrijavanje unutranjosti automobila i slino. Obino se trai kompromir izmeu svrsishodnosti ugradnje ventilatora na motor i podesnog smjetaja na vozilu.

Postavljanjem ventilatora ispred motora (sl. 286) on djeluje kao potisni ventilator, pri ugradnji iza motora kao usisni. Drugo rjeenje daje zbog usisnog dejstva bolje prilijeganje zrane struje konturi presjeka kanala izmeu rebara. Ako se ventilator smjesti iza motora, on sie topli zrak, pa je zbog toga za iste parametre potrebna vea snaga, jer je gustina zraka manja.

Sl. 286 Instalacija za hlaenje sa ventilatorom smjetenim ispred motora

Ventilator moe da bude aksijalni ili radijalni, to prvenstveno zavisi od potrebnog napora i konstrukcije motora. Aksijalni ventilatori imaju tu prednost, da je njihova ugradnja znatno jednostavnija.Redni i V motori sa etiri i vie cilindara imaju obino aksijalni ventilator, bokserski motori preteno radijalni ventilator, dok se na jedno i dvocilindrinim motorima mogu nai oba tipa ventilatora.

17.3 Elementi sistema za hlaenjePumpa za vodu (sl. 287) najee je centrifugalnog tipa. Voda kroz cijev (1) ulazi u sredinu obrtnog kola pumpe (2) koji se okree velikom brzinom i voda uslijed centrifugalne sile bjei ka obodu gdje se u jednom kanalu u obliku pua (3) skuplja i odatle pod pritiskom kroz izlaznu cijev (4) odlazi u motor.

Sl. 287 Pumpa za vodu

Tijelo pumpe je izraeno od livenog gvoa ili lakog metala a kolo pumpe je obino izraeno od elika. Oko vratila (5) mora biti postavljena zaptivka (6) da se ne bi gubila voda. Obino se na vodenim pumpama iza zaptivke postavljaju, tzv. kontrolni otvori kroz koje poinje da curi tenost ukoliko je zaptivka propustila.

Hladnjak za vodu (sl. 288) slui da se voda za hlaenje, koja iz motora dolazi zagrijana, ohladi prije ponovnog vraanja u motor. Toplotu koju je odvela od motora voda, prolazei kroz hladnjak, predaje zraku koji struji oko cjevica hladnjaka. Kod svakog hladnjaka se tei za tim da se toplota odvodi sa to je mogue vee povrine to se oko cjevica za vodu postavljaju tanki limovi (4) koji povrinu sa koje se odvodi toplota zrakom mnogostruko poveavaju.

1 gornja komora vode, 2 donja komora vode, 3 cjevice za vodu, 4 rashladna rebra,

5 ulaz tople vode, 6 izlaz rashlaene vode, 7 poklopac za ulijevanje vode

Sl. 288 Hladnjak za vodu

Otvor za punjenje hladnjaka (7) zatvoren je poklopcem koji u sebi najee sadri ventil nadpritiska i ventil podpritiska. Ventil nadpritiska se otvara tek kada se u sistemu za hlaenje stvori nadpritisak od 0,2 0,3 bar. Kod ovog nadpritiska temperatura vode moe porasti na 104 108 C, a da jo uvijek ne prokljua. Na taj nain se poboljava rashladna sposobnost sistema, to je naroito znaajno kod visokih optereenja motora. Uz to se ne javljaju ni gubici vode uslijed isparavanja. Pri kondenzovanju vodene pare nastaje u hladnjaku podpritisak. Tada se otvara ventil podpritiska, sprijeavajui tako da hladnjak bude izloen pritisku spolja.

Termostat (sl. 289) slui da se voda, odnosno motor to prije zagrije na radnu temperaturu i da tu temperaturu odri tokom eksploatacije. Poloaj termostata u instalaciji za hlaenje prikazan je na

sl. 284. Termostat je postavljen u potisnoj cijevi. Djelovanje termostata bazira se na promjeni duine mijeha koji je ispunjen lakoisparljivom tenou. Kad temperatura vode poraste tenost u mijehu poinje da isparava i njegova se duina poveava. Na slici 289 data su dva sluaja otvorenog i

Sl. 289 Rad termostata u sistemu za hlaenje vodom

zatvorenog termostata. Ventil termostata u zavisnosti od temperature vode u bloku motora proputa vodu prema hladnjaku ili je proputa prema vodenoj pumpi pa ponovo u blok motora. U zavisnosti od regulacije termostata uspostavlja se cirkulacija pumpa termostat blok motora pumpa (kratki tok) ili pumpa motor hladnjak pumpa (Dugi tok). Pri temperaturi vode nioj od unaprijed definisane, ventil termostata je zatvoren (sl. 289) i voda kroz prelivni kanal cirkulie po kratkom toku unutar motora ne prolazei kroz hladnjak. Kada je termostat u ovom poloaju motor brzo dostie radnu temperaturu. Kad je temperatura vode porasla lakoisparljiva tenost u mijehu isparava, mijeh poveava svoju duinu i ventil termostata se otvara uspostavljajui djelimino cirkulaciju vode i kroz hladnjak. Kada je ventil potpuno otvoren najvei dio vode ide iz motora ka hladnjaku (dugi tok) dok ostali dio vode cirkulie po kratkom toku.

Ventilator (sl. 290) . Poznato je da sistem za hlaenje mora zadovoljiti uslov da intenzitet hlaenja ne smije zavisiti od brzine vonje kako bi pod svim eksploatacionim uslovima bilo osigurano optimalno temperaturno stanje motora. Pri punoj snazi koju motor vozila razvija na usponu, brzina vonje je mala ali je toplotno optereenje motora visoko, pa je neophodno da sistem za hlaenje odvede veliku koliinu toplote od rashladne vode. Ovu koliinu toplote mogue je odvesti samo veoma intenzivnim strujanjem zraka oko cjevica hladnjaka. Prema tome intenzitet strujanja zraka koji odvodi toplotu sa hladnjaka mora zavisiti od optereenja motora a ne od brzine vonje. Primjena ventilatora sa automatskom regulacijom koliine zraka zavisno od temperature motora omoguava da se zadovolji pomenuti uslov. Najee je u primjeni regulacija broja obrtaja ventilatora pomou elektromagnetne spojnice ije se ukljuivanje vri pod uticajem toplotnog prekidaa koji je na pogodnom mjestu postavljen u rashladni medij. Osim elektromagnetne spojnice koristi se hidrostatsko i hidrodinamiko regulisanje broja obrtaja ventilatora pomou hidropumpe i hidromotora (hidrostatiko) i pomou hidrodinamike spojnice. Koliina ulja koja ide u sistem pogona ventilatora regulie se termostatskim ventilom za razvod ulja koji proputa veu ili manju koliinu ulja za pogon u zavisnosti o temperaturi rashladne vode.

Na slici 290 prikazan je pogon ventilatora sa elektromagnetnom spojkom.

Sl. 290 Pogon ventilatora pomou elektromagnetne spojnice

17.4 Uporeenje vodenog i zranog sistema hlaenjaAko se vri poreenje instalacija za hlaenje motora sa tenou i zrakom mogue je istai prednosti sistema vodenog hlaenja i to:

1. Lake je startovanje motora pri niskim temperaturama okolnog zraka, zbog mogunosti lakeg i breg predhodnog zagrijavanja tenosti i manjih zazora izmeu klipa i cilindra.

2. Ravnomjernije i intenzivnije hlaenje motora, zbog ega su temperature cilindara i glave manje.

3. Mogunost spajanja vie cilindara u jednu cjelinu (cilindarski blok).

4. Jednostavnija kompozicija motora.

5. Manji um motora u radu.

6. Kod viecilindrinih motora kod kojih je primijenjeno vodeno hlaenje u odnosu na isti broj cilindara zrakom hlaenih postie se smanjenje duine motora za oko 25% zbog manjeg rastojanja izmeu ose cilindra.

7. Snaga koja se troi na hlaenje kod vodenog hlaenja je Ph1 = (2 - 9)% Pe, a kod hlaenja zraka Ph1 = (3,5 13)% Pe.

8. Kod motora sa prinudnim palenjem manja sklonost ka detonaciji.

1 korito, 2 usisna korpa,

3 usisna cijev za ulje, 4 pumpa,

5 cijev, 6 preista, 7 glavna magistrala, 8,10 dovodna i odvodna cijev,9 preista,

11 leaji klackalica,

12 leaji bregastog vratila,

13 glavni leaj radilice,

14 zupasti pogon pumpe,

15 kanal u ramenu radilice za dovod ulja

u letei leaj,

16 manometar,

17 klipnjaa, 18 klip motora, 19 ventili, 20 klackalica, 21 prelivni ventil

1 usisna korpa, 2 cijev,

3 pumpa za ulje (usisno-potisna),

4,6 prelivni ventil,

5 fini preista, 7 hladnjak,

8 manometar, 9 glavna magistrala

i ogranci,

10 regulator pritiska u instalaciji,

11 cijev, 12 runa pumpa,

13 - slavina

7 hladnjak,

10 fini preista i prelivni ventil,

14 usisna pumpa za ulje,

16 spremnik ulja,

17 potisna uljna pumpa,

18 fini preista

1, 2 pogonski zupanik pumpe za ulje i

razvodnika palenja,

3 bregasto vratilo, 4 pogonsko vratilo,

5 pumpa za ulje, 6 razvodnik palenja,

7 usisna korpa, 8 - korito

1 glavni leaj radilice,

2 zupasti prenosnik,

3 pogonsko vratilo,

4 pumpa za ulje,

5 usisna korpa,

6 - korito

1 poklopac,

2 cijevi za prolaz ulja,

3 otvor za ulaz vode,

4 izlazni otvor ulja,

5 tijelo,

6 ulazni otvor za ulje,

7 izlazni otvor za vodu

1 ulazna cijev za vodu,

2 kolo pumpe,

3 tijelo pumpe,

4 izlazna cijev za vodu,

5 vratilo pumpe,

6 plastina zaptivka,

7 navrtka za regulaciju zaptivke

sa prinudnom cirkulacijom ulja,

b) sa prskanjem ulja

Sl. 269 Principijelne eme instalacija za

podmazivanje

_1000795320.unknown

_1000795345.unknown