Variklio aušinimo technologijos klasifikavimas ir taikymo praktika

1, pagrindinis principas: šilumos perdavimo logika variklio aušinimui

Variklio aušinimo esmė yra perduoti variklio viduje susidariusią šilumą į išorinę aplinką per uždaro ciklo „šilumos generavimo šilumos perdavimo šilumos išsklaidymo“ procesą, išlaikant įvairių variklio komponentų veikimą leistinoje temperatūros diapazone. Šerdies šilumos perdavimo kelias atitinka antrąjį termodinamikos dėsnį ir daugiausia pasiekiamas trimis būdais:

(1) Šilumos laidumas

Šiluma tiesiogiai perduodama per kietas terpes, tokias kaip variklio apvijos, geležinės šerdys ir korpusai. Pavyzdžiui, šiluma, kurią apvijose sukuria variniai laidai, pirmiausia nukreipiama į izoliacijos sluoksnį, o po to per geležinę šerdį perduodama į korpusą, o tai yra pagrindinis šilumos sklaidos būdas variklio viduje. Laidumo efektyvumas priklauso nuo medžiagos, tokios kaip varis (šilumos laidumas 401W/(m · K)), aliuminis (237W/(m · K)) ir kitų metalinių medžiagų, kurių šilumos laidumas yra daug geresnis nei izoliacinės medžiagos, šilumos laidumo (paprastai mažesnis nei 0,5 W/(m · K)).

(2) Šiluminė konvekcija

Šiluma perduodama skysčių (dujų arba skysčių) srautu ir skirstoma į natūralią konvekciją ir priverstinę konvekciją. Natūrali konvekcija priklauso nuo tankio pokyčių, atsirandančių dėl paties skysčio temperatūrų skirtumo, kad susidarytų srautas, tinkamas mažiems mažos{1}}galios varikliams; Priverstinė konvekcija varo skystį, kad pagreitintų srautą per įrenginius, tokius kaip ventiliatoriai ir siurbliai, labai pagerindama šilumos perdavimo efektyvumą. Tai yra pagrindinis vidutinės ir didelės galios variklių aušinimo būdas.

(3) Šiluminė spinduliuotė

Šiluma nuo variklio paviršiaus išspinduliuojama į supančią aplinką elektromagnetinių bangų pavidalu. Spinduliuotės šilumos perdavimo efektyvumas yra proporcingas variklio paviršiaus temperatūros ketvirtajai galiai ir yra įtakojamas paviršiaus spinduliavimo koeficiento. Variklio aušinimo metu radiacinis šilumos perdavimas paprastai naudojamas kaip pagalbinis metodas, veikiantis kartu su laidumu ir konvekcija.

Trijų šilumos mainų metodų sinergetinis poveikis sudaro pagrindinę variklio aušinimo sistemos logiką, o skirtingų aušinimo technologijų skirtumai iš esmės yra optimizuotas šilumos mainų kelių ir skysčio pavaros metodų derinys.

4, Pramonės taikymo praktika ir plėtros tendencijos

(1) Tipiniai taikymo scenarijai

Pramonės srityje dideli asinchroniniai varikliai ir sinchroniniai varikliai dažnai naudoja vandens aušinimo arba mišraus aušinimo technologijas, pvz., valcavimo staklių variklius plieno gamyklose ir indukcinio traukos ventiliatorių variklius elektrinėse, kad būtų užtikrintas nuolatinis veikimas naudojant efektyvų aušinimą;

Transportas: naujų energetinių transporto priemonių varomieji varikliai daugiausia aušinami alyva, o kai kuriuose{0}}pažangiausiuose modeliuose naudojamas hibridinis „alyvos aušinimas + aušinimas vandeniu“ sprendimas, kad atitiktų didelio galios tankio ir kompaktiškos erdvės reikalavimus;

Buitiniai prietaisai ir smulkūs prietaisai: buitinių oro kondicionierių kompresorinis variklis ir vandens siurblio variklis dažnai naudoja savaiminio ventiliatoriaus šalto oro aušinimo technologiją, kurios konstrukcija yra paprasta ir kontroliuojama kaina;

Ypatinga aplinka: varikliams, esantiems aukštoje temperatūroje, didelėje drėgmėje arba korozinėje aplinkoje, pvz., kasyklose ir atviroje jūroje esančiose platformose, reikia sandarių vandens aušinimo arba antikorozinių oro aušinimo sprendimų, kad būtų išvengta vidutinio nuotėkio ir komponentų korozijos.

(2) Plėtros tendencijos

1. Efektyvumas: optimizuokite kanalo dizainą pasitelkdami skaitmeninius modeliavimus (pvz., CFD skaičiavimo skysčio dinamiką), kad pagerintumėte šilumos perdavimo efektyvumą ir sumažintumėte aušinimo sistemos energijos sąnaudas;

2. Miniatiūrizavimas: kurkite didelio-galios tankio aušinimo sprendimus, pvz., mikrokanalinio vandens aušinimo technologiją ir aukšto-slėgio degalų įpurškimo aušinimo technologiją, kad atitiktų variklio miniatiūrizavimo plėtros poreikius;

3. Intelektas: Integruoti temperatūros jutikliai ir srauto valdymo vožtuvai, siekiant dinamiškai reguliuoti aušinimo terpės srautą, ir optimizuoti aušinimo efektą realiu laiku, atsižvelgiant į variklio apkrovos pokyčius;

4. Aplinkos apsauga: propaguoti aplinkai nekenksmingas žemo klampumo ir didelio stabilumo aušinimo alyvas, sumažinti aušinimo vandens naudojimą ir sumažinti poveikį aplinkai.