Диагностирование автомобильных радиаторов тепловой нагрузкой в эксплуатации

• Автор: Мануйлов, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Рабочий процесс радиатора и проблемы поддержания его работоспособности в эксплуатации.

1.2 Основные рабочие характеристики радиатора

1.3 Анализ влияния эксплуатационных факторов на работоспособность радиаторов в эксплуатации

1.3.1 Влияние эксплуатационных загрязнений на теплоотдачу

1.3.2 Изменение гидравлического сопротивления в рабочем процессе

1.3.3 Влияние климатических условий на работоспособность радиатора

1.4 Техническое обслуживание радиаторов автомобилей

1.4.1 Работы по обслуживанию радиаторов

1.4.2 Диагностирование радиаторов в эксплуатации.

1.5 Обзор методов и средств диагностирования тепловой
эффекгивности радиаторов
1.5.1 Известные специализированные диагностические
комплексы по испытанию автомобильных теплообменников
1.5.2 Обзор методов определения параметров тепловой
эффективности радиаторов
1.5.3 Методы контроля степени загрязненности теплоюредающих поверхностей.
1.5.4 Обзор методов очистки рабочих поверхностей радиаторов
1.6 Задачи исследования
2 Теоретические основы диагностирования радиаторов тепловой
нагрузкой.
2.1 Обоснование граничных значений критерия работоспособности радиатора в эксплуа тации.
2.2 Обоснование метода количественной оценки рабочих
характеристик радиаторов в эксплуатации.
2.2.1 Теоретические основы количественного определения
теплоотдачи в условиях вынужденного движения теплоносителей
2.2.2 Аналитическое описание процесса теплообмена радиатора
2.2.3 Теоретическое обоснование метода диагностирования
радиатора моделируемой тепловой нагрузкой
2.2.4 Условия минимизации энергозатрат при
экспериментальном определении теплоотдачи радиатора
2.3 Теоретические основы синтеза диагностического комплекса.
2.3.1 Обоснование общей структуры и элементов аппаратной базы измерительновычислительного комплекса ИВК.
2.3.2 Генератор моделируемой тепловой нагрузки.
2.3.3 Аппаратные средства ИВК
2.3.3.1 Обоснование выбора измерительных преобразователей ИП активной мощности
2.3.3.2 Обоснование выбора ИП температуры
2.3.3.3 Устройство связи с объектом
2.3.3.4 Обоснование окончательных решений по составу аппаратных средств ИВК
2.3.4 Обоснование основных решений по програмхмному обеспечению
2.4 Разработка математической модели рабочего процесса радиатора в
условиях эксплуатационных загрязнений
2.4.1 Ранжирование факторов
2.4.2 Значимые факторы, их размерность и уровни их варьирования
2.4.3 Уравнение регрессии и матрица планирования полнофакторного эксперимента.
3 Методика экспериментального исследования
3.1. Цель и задачи исследований
3.2 Программа исследований
3.3 Мелодика количественного определения рабочих характеристик
радиаторов.
3.3.1 Описание разработанного диагностического стенда.
3.3.2 Методика оценки влияния крупноструктурных эксплуатационных загрязнений на рабочие характеристики радиатора
3.3.3 Исследование засорений гидравлического тракта радиаторов
3.3.4 Исследование состояния внутренней теплопередающей поверхности охлаждающей трубки радиатора.
3.4 Методика моделирования загрязнений
3.4.1 Моделирование крупноструктурных загрязнений.
3.4.2 Моделирование мелкоструктурных загрязнений
3.4.3 Моделирование загрязнений гидравлического тракта
3.5 Методика оценки погрешностей измерения теплового потока
3.5.1 Тарировка приборов и оборудования
3.5.2 Методика оценки точности и достоверности результатов измерения теплового потока
4 Результаты экспериментальных исследований рабочих характеристик радиаторов в эксплуатации.
4.1 Диагностирование радиаторов на разработанном стенде
4.1.1 Оценка влияния условий проведения экспериментов на получаемые результаты
4.2 Результаты оценки влияния на рабочие характеристики радиаторов эксплуатационных крупноструктурных загрязнений
4.3 Результаты исследования засорений гидравлического тракта радиаторов
4.4 Исследование состояния внутренней теплопередающей поверхности.
4.5 Результаты исследований влияния мелкоструктурных загрязнений на теплоотдачу радиаторов
4.6 Результаты моделирования эксплуатационных загрязнений
радиаторов.
4.7 Основные выводы по результатам экспериментальных
исследований.
5 Экономический аспект внедрения комплекса аппаратнопрограммных средств диагностирования радиаторов в сферу производства
и сервиса
Выводы и результаты работы.
Список использованных источников


С другой стороны, исследованиями установлено 0, что двигателей легковых автомобилей в течение времени работают в условиях переохлаждения. Это приводит к неэффективному расходу топлива и свидетельствует об избыточной рассеивающей способности системы охлаждения, заложенной на этапе проектирования. Все эти способы проявляются в связи с наличием температурного перепада. Характерной особенностью рабочего процесса радиатора является частое изменение в достаточно широких пределах количества отводимого тепла и расхода через него теплоносителей, а также температуры, влажности и атмосферного давления воздуха, поступающего в радиатор. Температура и статическое давление охлаждающей жидкости, циркулирующей через радиатор, также изменяются в некоторых пределах , , , , . Радиаторы имеют высокую компактность поверхности охлаждения, малые диаметры каналов для прохода теплоносителей, малую толщину конструкционных материалов, сложную форму элементов, соединение которых между собой, как правило, производится пайкой или сборкой . Основным конструкционным материалом в радиаторах являются дефицитные и дорогостоящие медь и сплавы на с основе, а также оловянносвинцовистые припои . При рассмотрении характеристик тепловой эффективности выделяют две группы параметров , , , . Характеристики или выходные параметры рабочего процесса радиатора как отдельно взятого теплообменного аппарата, т. Сюда обычно относя теплоотдачу, коэффициент теплопередачи теплоотдачи, аэродинамическое и гидравлическое сопротивления. Эти параметры определяются, как правило, экспериментально и используются в заводских условиях при проектировании, доводке и контроле качества радиаторов. Характеристики или выходные параметры радиатора как элемента системы охлаждения данного автомобиля. Именно эта вторая группа параметров радиатора проявляется при эксплуатации автомобиля и поэтому будет рассмотрена ниже. Единственным показателем, который учитывает в общей форме влияние большого числа разнообразных конструктивных и эксплуатационных факторов и может быть замерен в процессе движения автомобиля, является температура охлаждающей жидкости на входе в радиатор или весьма близкая ей температура на выходе из двигателя . Стабилизация этой температуры на определенном уровне означает, что количество тепла, отводимого охлаждающей жидкостью от двигателя, равно количес тву тепла, отдаваемого радиатором в окружающую среду, т. Специфичность рабочего процесса радиатора, установленного на автомобиле, состоит в том, что он не способен самостоятельно поддерживать оптимальную температуру 1ю при переменных внешних условиях и нагрузках автомобиля , , . Поэтому размеры и конструктивные параметры радиатора обычно выбирают исходя из необходимости обеспечения работоспособности данного автомобиля без перегрева при наперед заданных предельных значениях совокупности эксплуатационных факторов, а предохранение двигателя от переохлаждения достигается дополнительными средствами регулирования, которые чаще всего с поверхностью охлаждения радиатора конструктивно не связаны , 0, 2, 8. При этом, отказ системы охлаждения двигателя, связанный с недостаточной тепловой эффективностью радиатора, наступает при возникновении предельного состояния в рабочем процессе охлаждения двигателя, выражающемся в его перегреве или в кипении охлаждающей жидкости , , 8. Эти предельные состояния наступают обычно при длительном движении автомобиля в тяжелых дорожных условиях снег, песок, в юрах и т. Начальный температурный напор Лммч часто называется постоянной радиатора, т. ДЛ1 остается без изменений при неизменных по нагрузке условиях движения, т. Действительно, совместный учет всех факторов, влияющих на это условие, показывает, что влияние температуры на величину Дмч в обычных климатических условиях оказывается незначительное и, по данным , изменение температурного напора ДИйч составляет С на каждые С изменения температуры окружающего воздуха, т. Вводя значение Днвч в равенство 1. При движении автомобиля скорость воздуха и изменяется в зависимости от скорости автомобиля и включенной передачи рис. Рисунок 1.