Как в жару охладить двигатель

Как быстро охладить двигатель машины

Дата публикации: 23 декабря 2018.
Категория: Автотехника.

Когда на улице стоит 30-градусная жара перегревается не только человеческий организм, но и важные узлы автотранспортного средства. Если добавить к этому засушливую погоду и продолжительное нахождение в пробках, то не удивительно, что двигатель машины начинает «кипеть».

В этой ситуации автовладельцы прибегают ко всевозможным ноу-хау. Но, лучше всего не действовать бездумно и постараться выявить точную причину перегрева и скорее исправить ситуацию.

Почему происходит перегрев

Есть масса факторов, которые влияют на то, что мотор сильно раскаляется. Например, проблема может быть связана с тем, что:

В СО недостает жидкости. Вода и тосол легко вытекают из системы охлаждения. В этом узле есть множество всевозможных трубочек, патрубков и прочего. Через них жидкость может спокойно сочиться. Чтобы выявить эту неисправность, достаточно обратить внимание на наличие белых подтеков на поверхности силового агрегата. Если они есть, то причина очевидна.
Воздушное охлаждение работает недостаточно эффективно. Возможно ослаб натяжной ремень вентилятора или происходят сбои в работе температурного датчика. Также к подобному приводит то, что ребра радиатора слишком загрязнены. Все это негативно сказывается на нормализации температуры.

Возникли проблемы в работе термостата. Если в СО образовалось слишком много отложений, то эластичный элемент термостата теряет свою подвижность и попросту не реагирует на уровень температуры тосола, направляющегося из силового агрегата. А если в охладительной системе присутствует жесткая вода, дополненная солями, то термостат будет «зависать» постоянно.
Система впрыска (а возможно и зажигания) была неправильно отрегулирована. Если топливная смесь начинает сгорать позже, чем нужно, то она может продолжать гореть тогда, когда выпускные клапаны открываются. В итоге температура отработанных газов повышается на 40-50%.
Силовой агрегата бензинового типа слишком долгое время работал в режиме детонации.
Автовладелец отдает предпочтение моторным маслам с большим количеством присадок. Дело в том, что большинство добавок наращивают металлокерамический слой на цилиндрах.

Прогорел впускной клапан. Если в нем есть трещина, то через нее будут выходить отработанные газы с высокой температурой.

Нужно следить, чтобы в полостях системы охлаждения и камере сгорания не накапливалось много отложений. Это также может влиять на температуру мотора.

Определить причину неисправности можно и по уровню перегрева мотора. Например, при слабом перегреве (температура повышается на незначительный отрезок времени от 5 до 10 минут) чаще всего проблема кроется в неправильной работе термостата и незначительной деформации поршней. Выхлопные газы при этом будут черного цвета.

При достижении средней степени перегрева, повышенная температура в двигателе держится до 20 минут. Это может быть связано как с состоянием термостата, так и с возможными деформациями головки блока цилиндров. Из-за этого сгорает прокладка, а гнезда клапанов меняют свою форму.

Если мотор нагревается более 20 минут, то в этом случае речь идет о довольно сильной нагрузке на силовой агрегат. Автовладелец может слышать постукивания, а в какой-то момент мотор и вовсе заклинит. При этом нагрузка повлияет и на большую часть комплектующих силового агрегата, который могут частично или полностью разрушиться.

Самое верное решение в такой ситуации – это обратиться в автосервис и выполнить диагностику всех систем. Но, иногда такой возможности нет и нужно хоть как-то реанимировать авто и доехать на нем до пункта назначения.

Что делать при перегреве

В первую очередь стоит сказать о том, что делать категорически запрещено. Ни при каких обстоятельствах не стоит резко глушить мотор и сразу охлаждать его жидкостью. При таком резком скачке температуры можно легко спровоцировать деформацию или искривление некоторых комплектующих силового агрегата. Если двигатель нагревался не дольше 20 минут, то нужно дать ему поработать на холостом ходу 5 минут, а потом заглушить и подождать, пока он не остынет. При более сильном нагреве необходимо незамедлительно выключить зажигание.

Также есть проверенные способы, которые помогают решить проблему перегрева. Для этого:

Съезжаем с трассы.
Отключаем кондиционер, опускаем стекла, открываем двери и багажник.

Включаем печку. Она вытянет все тепло из моторного отсека. Водителю и пассажирам лучше в этот момент не находиться в авто.

Если автомобиль не сильно нагрелся можно дополнительно открыть капот, чтобы улучшить циркуляцию воздуха. Но, если из-под него валят клубы белого пара, то лучше немного подождать.
Оставляем в таком состоянии машину на довольно долгое время (час или даже больше).
Открываем крышку отсека с охлаждающей жидкостью и проверяем, достаточно ли ее. Скорее всего антифриза не хватает.

Важно! Если радиатор горячий, то ни в коем случае нельзя открывать его крышку. Жидкость, находящаяся в нем под большим давлением, может привести к серьезным ожогам.

Доливаем жидкость или воду до нужного количества. Как правило, автовладельцы смешивают антифриз и воду в пропорции 1:1.
Проверяем нет ли течи в радиаторе.
Продолжаем движение.

Если мотор сильно перегрет, а в салоне до этого не работал кондиционер, то не стоит его резко включать и ставить на низкую температуру. Такой перепад может привести к тому, что потрескаются стекла. Специалисты в принципе не советуют использовать системы кондиционирования в жаркое время года. Как ни странно, именно они чаще всего становятся причиной «перенапряжения» мотора.

Полезно! Если датчик охлаждающей жидкости показывает более 100 градусов, то можно ненадолго включить кондиционер, чтобы охладить систему.

Есть еще один способ, который советуют «бывалые» автовладельцы. В этом случае нужно быстро набрать скорость (желательно на ровном участке трассы) и резко затормозить двигателем. Для этого нужно только отпустить газ и подождать пока сама машина не сбавит скоростной режим. Считается, что таким методом можно быстро охладить систему и продолжить движение. Но, далеко не всегда есть возможность разогнать авто. Например, в пробке такой метод будет совершенно бесполезным.

Но, лучше всего не решать проблему, а приложить все усилия, чтобы ее избежать.

Как не допустить перегрева мотора летом

Есть несколько простых рекомендаций, которые помогут избежать перегрева:

Лучше, если в авто будут установлены специальные шторки, защищающие от солнца. Они помогут понизить температуру салона на 5-8 градусов, без каких-либо охладительных приборов.
Приобрести отражающий экран. Правда устанавливать его нужно не внутри, а снаружи авто. Если разместить изделие в самой машине, то отражаемое тепло по большей части будет оставаться в салоне.

Необходимо постоянно контролировать объем и температуру охлаждающей жидкости.
Воздушные фильтры часто засоряются, особенно в летнее время (о том, что он не в порядке подскажет уменьшение мощности мотора и увеличенный расход бензина). Поэтому нужно своевременно чистить их от тополиного пуха, пыли и прочего мусора.

На случай непредвиденной ситуаций лучше всего всегда иметь под рукой воду и немного охлаждающей жидкости. Они могут потребоваться в любой момент. А вот до перегрева лучше все-таки не доводить.

Чем чреват перегрев

Даже если советы автовладельцев помогают и удается понижать температуру в моторе своими силами, то это не значит, что стоит слишком часто практиковать такие манипуляции. Перегрев мотора может привести к многочисленным проблемам, в первую очередь с самим силовым агрегатом. Дело в том, что в конструкции двигателя присутствует множество деталей, которые отличаются большой чувствительностью к повышенным температурам.

Первыми чувствуют на себе перегрев маслоотражательные колпачки. Они, как правило, изготавливаются из обычной резины. Но, даже если колпачки силиконовые, то ничего хорошего от перегрева тоже не будет. Также от высокой температуры страдают поршневые кольца.

Стоит обратить внимание на маслосъемные кольца, а точнее на их расширители. В условиях высоких температур они становятся менее упругими. Это приводит к тому, что моторное масло начинает уходить быстрее, чаще требуется его долив. Также появляется неприятный дымный выхлоп. Кроме этого, быстро сгорающее масло оставляет после себя отложения, которые не позволяют мотору нормально охлаждаться.

Но даже не это самое страшное. Дело в том, что если детали двигателя будут расширяться под влиянием высоких температур, то после остывания силового агрегата они так и останутся деформированными. Подобное потребует довольно дорогостоящего ремонта силового агрегата. Поэтому лучше своевременно чинить авто.

Как устранить перегрев двигателя менее чем за 45 минут

Перегрев двигателя может привести к серьезным повреждениям

Система охлаждения двигателя разработана для предотвращения перегрева двигателя во время операция. Когда эта система выходит из строя из-за утечки или механического двигателя или Отказ системы охлаждения приведет к перегреву двигателя, что приведет к внутреннему повреждению и привести к остановке двигателя. Есть несколько симптомы перегрева, которые дадут вам знать, если двигатель такая проблема, как световой индикатор температуры загорается и замечает датчик температуры находится в красном или близко к нему.Это условие также может сопровождаться жгучий запах охлаждающей жидкости или снижение мощности двигателя. В любом случае, если вы думаете, что ваш двигатель автомобиля перегревается, вы должны безопасно тянуть в сторону дороги и Выключите двигатель, чтобы избежать внутреннего повреждения двигателя.

Что не так?

Двигатель вашего автомобиля выделяет тепло за счет внутренний процесс сгорания. Система охлаждения используется для поддержания работоспособности температуры, которые имеют ряд компонентов, которые могут выйти из строя или утечки охлаждающей жидкости из-за постоянная жара и вибрация двигателя.Когда внутренние температуры идут сверх их проектных возможностей может произойти внутреннее повреждение, такое как треснувший цилиндр головка или блок двигателя. Одна из наиболее распространенных серьезных неисправностей - прокладка из-за выдувной головки. который используется для герметизации головки блока цилиндров на блоке цилиндров и позволяет охлаждающей жидкости войти в камеру сгорания или в систему смазки двигателя. Дальнейшее повреждение может включать в себя захваченные крюки и свернутые поршневые кольца, оба приведут к низким сжатие и может способствовать двигатель не запускается после перегрева.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Давайте начнем!

Всегда соблюдайте осторожность при проверке проблемы перегрева двигателя, потому что система охлаждения имеет давление до 18 фунтов и заполнена горячая охлаждающая жидкость, которая может вызвать ожоги. Всегда дайте двигателю остыть перед тестирование или проверка.

1. Low Coolant

Система охлаждения должна поддерживать давление и правильный уровень охлаждающей жидкости или двигатель будет перегреваться.Дождитесь пока двигатель как остудите и найдите и медленно снимите бачок охлаждающей жидкости или крышку радиатора и проверьте уровень охлаждающей жидкости. Небольшое количество давления должен быть выпущен, что является нормальным, если крышка радиатора в порядке. Со временем уровень охлаждающей жидкости может быть немного низким, что нормально. Если система постоянно низка или почти полностью из охлаждение система или двигатель имеют утечку охлаждающей жидкости, которую необходимо устранить, чтобы двигатель оставался от перегрева.Если в системе отсутствует давление (вы можете сказать это по сжимая верхний шланг радиатора и чувствуешь давление) и систему Кажется, что она заполнена охлаждающей жидкостью, то крышка радиатора или резервуара охлаждающей жидкости должна быть замененным

Смотреть видео!

Некоторые конструкции автомобилей удерживают давление в бачке с охлаждающей жидкостью. В этих случаях крышка откручивается от контейнера.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

2.Bad Cooling Fan

Охлаждающие вентиляторы могут быть либо механическими с ременным приводом от двигателя, либо на радиаторе установлен электрический. Вентиляторы охлаждения расположены непосредственно за радиатором и используются для перемещения воздух через сердечник радиатора, который помогает отводить тепло от охлаждающей жидкости на низких скоростях. Если это вентилятор перестает работать, двигатель перегревается или нагревается. Чтобы проверить вентилятор охлаждения электродвигателя, выньте ключ из замка зажигания и подальше от автомобиля.Тогда доберитесь и вращайте лопасть вентилятора вручную, она должна «свободно вращаться» и вращаться легко. Если это звучит грубо или трудно повернуть, он испортился и нуждается в замене. Есть простой способ проверить электрическую часть системы охлаждающего вентилятора, если машина есть кондиционер. Запустите двигатель и включите кондиционер в самую холодную обстановку. В течение одной минуты работы автомобильного кондиционера охлаждающий вентилятор (ы) должен активироваться. Если вентилятор не включается первым проверить предохранитель, а затем реле.Если оба из этих пунктов проверить, то охлаждение Двигатель вентилятора, скорее всего, перегорел и нуждается в замене.

Смотреть видео!

Если ваш автомобиль не оснащен электрическим вентилятором, он будет иметь термо вентилятор муфта, которая прикреплена к водяному насосу и приводится в движение двигателем. Это устройство включает и отключает лопасть вентилятора через датчик температуры в центре сцепление Когда сцепление вентилятора выходит из строя, оно не может "заблокироваться", что уменьшает производительность лопасти вентилятора, вызывающая перегрев двигателя, позволяя лопасти свободно вращаться и не вытягивайте воздух через радиатор.Когда двигатель горячий, это сцепление должно включение, которое сопровождается ревом, когда вентилятор начинает работать. Если двигатель горячий, и вы видите, что лезвие свободно вращается во время работы двигателя вентилятор сцепления вышел из строя и нуждается в замене.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Смотреть видео!

3. Застрял термостат

термостат двигателя не позволит охлаждающей жидкости течь в радиатор при холодном двигателе.Когда термостат выходит из строя, он может сделать это, придерживаясь закрытым. Это означает, что охлаждающая жидкость никогда не попадает в радиатор. Когда это происходит сбой, двигатель будет быстро перегреваться обычно в течение первых пятнадцати минуты езды и могут сопровождаться стуком в качестве горячего теплоносителя пытается смешаться с холодной охлаждающей жидкостью в радиаторе. Не открывайте радиатор проверить уровень охлаждающей жидкости. Разрешить двигатель для охлаждения перед заменой термостата.

Смотреть видео!

4. Закупоренный радиатор

Радиатор отвечает за понижение температуры охлаждающей жидкости двигателя и может выйти из строя в трех разных отношениях первым является внешняя блокировка. Потому что ваш машина обнимает дорогу, она постоянно бомбардируется мусором, таким как грязь, волосы, листья, мусор и ошибки, чтобы назвать несколько. Из-за этого ребра охлаждения могут засоряется, останавливая поток воздуха через радиатор, вызывая перегрев двигателя.это это может быть трудно обнаружить, потому что конденсатор кондиционера находится в Передняя часть радиатора в некоторых случаях. Используйте фонарик, чтобы помочь проверить на засорение а затем используйте садовый шланг для мойки под давлением радиатора с задней стороны (лицом вперед), чтобы помочь очистить и отсоединить радиатор.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Второй способ, которым радиатор может выйти из строя, - это внутреннее подключение. Проверять для этого состояния снимите крышку радиатора, когда двигатель холодный, загляните внутрь используя фонарик.Возможно, вам придется слить немного охлаждающей жидкости, чтобы увидеть концы трубок сердечника радиатора. В приведенном ниже примере трубки выглядят прозрачными без коррозии вокруг конца, что вы хотите.

Когда радиатор заглушается изнутри, эти трубки забиваются из-за отсутствия техническое обслуживание (радиатор промывка) кальций затем остановит поток охлаждающей жидкости, что ограничит охлаждающую способность радиатора. Это условие обычно возникает постепенно с течением времени и будет более заметным при подъеме на уклон или в более теплом Погода.Третий способ выхода из строя радиатора - утечка. Это приведет к Система теряет охлаждающую жидкость и вызывает перегрев. В любом случае радиатор необходимо заменить.

Смотреть видео!

5. Плохой водяной насос

Насос для воды или охлаждающей жидкости - это механический насос, который отвечает за циркуляцию охлаждающей жидкости по всему радиатору и в двигатель, который приводится в движение серпантин двигателя, ремень ГРМ или цепь ГРМ.На большинстве гибридных двигателей этот насос приводится в действие электродвигателем. Когда водяной насос выходит из строя, он может сделать это одним из двух способов. Во-первых, это может вызвать утечку, которая происходит, когда его уплотнение вала выходит из строя или когда подшипники вала выходят из строя, разрушая уплотнение. это иногда может сопровождаться скрипом, визжанием, скрежетом или дребезжанием звук. В некоторых случаях рабочее колесо насоса будет смещено, останавливаясь насосное действие. В любом случае вода насос плохо и замена не требуется.

Смотреть видео!

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

6. Уплотнительная прокладка

Прокладка головки цилиндра используется для герметизации процесса сгорания внутри блока двигателя и головка цилиндра. Эта прокладка подвержена поломкам из-за естественного блока цилиндров и головки блока цилиндров. расширение и сжатие по мере того, как двигатель нагревается, а затем охлаждается. коррозия из-за отсутствия обслуживания системы охлаждения также может играть роль фактор в прокладке отказ.Если блок выполнен из чугуна, а головка цилиндра изготовлена из алюминия, этот процесс называется может иметь место электролиз, вызванный разнородными металлами. Это может привести к попаданию охлаждающей жидкости в двигатель Система смазывания и выхлопные газы направляются в систему охлаждения, которая вытесняет охлаждающую жидкость из системы. Эта проблема становится все более популярной в качестве компонентов двигателя, таких как блоки двигателя и головки цилиндров становятся более легкими. К счастью Испытание на прокладку выдувной головки является простым процессом.Когда эта прокладка выходит из строя это также может вызвать неровно работающий двигатель при запуске.

Смотреть видео!

7. Протекающий радиатор охлаждения

Большинство автомобилей с автоматической коробкой передач используют охладитель жидкости внутри радиатора для помочь отвести тепло от трансмиссионной жидкости. Когда этот кулер выходит из строя, он будет позволяют трансмиссионной жидкости загрязнять охлаждающую жидкость внутри системы охлаждения, которая тормозит теплопередачу охлаждающей жидкости.Эту проблему легко проверить, просто открыв радиатор или колпачок бачка, когда двигатель холодный и ищите розовый молочный вещество. Если система будет найдена, ее необходимо слить и промыть вместе с установлен новый радиатор. Как примечание, если это условие существует, передача инфекции возможно, потребуется промыть и заменить жидкость. Это потому что Радиатор поддерживает свое давление в течение короткого времени, когда двигатель выключен. Кроме того, когда двигатель выключен, давление трансмиссионного масла немедленно падает до нуля, что позволяет проталкивать охлаждающую жидкость в трансмиссию. жидкостные линии и в трансмиссии.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

8. Утечка моторного масла радиатора

Некоторые двигатели оснащены охладителями моторного масла для уменьшения нагрева моторного масла. Это достигается путем запуска радиатор охлаждающей жидкости через ребра охлаждения масляного радиатора для уменьшения нагрева. когда этот кулер выходит из строя, это может привести к попаданию моторного масла в систему охлаждения во многом так же, как и при отказе кулера.Это можно проверить в то же самое, что и выход из строя охладителя коробки передач, но вместо розовой молочной слизи он будет коричневым или коричневым в резервуар или радиатор. При обнаружении необходимо заменить моторное масло и охлаждающую жидкость радиатора вместе с масляный радиатор двигателя.

9. Подключенный каталитический нейтрализатор

Когда каталитический нейтрализатор начинает выходить из строя, он может частично засорить, что вызывает двигатель должен иметь меньшую мощность. Чтобы компенсировать эту низкую мощность, водитель будет увеличить дроссель, который создает чрезмерное тепло внутри двигателя при перегрузке системы охлаждения.Это условие всегда должно сопровождаться низкая мощность двигателя. к проверить преобразователь кошки использовать инфракрасный тестер температуры для контроля входящие и исходящие температуры.

Смотреть видео!

Есть вопросы?

Если у вас есть вопросы перегрева, пожалуйста, посетите наш форум. Если тебе надо совет по ремонту авто, пожалуйста спросите наше сообщество механиков с радостью вам помогу и это всегда 100% свободно.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Мы надеемся, что вам понравилось это руководство и видео. Мы создаем полный набор руководства по ремонту автомобилей. пожалуйста подписаться на наш 2CarPros Канал YouTube и часто проверяйте наличие новых видео, которые загружены почти каждый день.

Статья опубликована 2018-05-21

Тепловой двигатель - Википедия

Система, преобразующая тепло или тепловую энергию в механическую работу

Рисунок 1: Схема теплового двигателя

В области термодинамики и техники тепловой двигатель представляет собой систему, которая преобразует тепловую или тепловую энергию - и химическую энергию - в механическую энергию, которую затем можно использовать для выполнения механической работы. ^[1] ^[2] Это достигается путем перевода рабочего вещества из более высокой температуры в более низкое состояние. Источник тепла генерирует тепловую энергию, которая переводит рабочее вещество в состояние высокой температуры.Рабочее вещество создает работу в рабочем теле двигателя, передавая тепло в более холодную раковину, пока оно не достигнет состояния низкой температуры. Во время этого процесса часть тепловой энергии превращается в работу, используя свойства рабочего вещества. Рабочим веществом может быть любая система с ненулевой теплоемкостью, но обычно это газ или жидкость. Во время этого процесса некоторое тепло обычно теряется в окружающей среде и не преобразуется в работу. Кроме того, некоторая энергия непригодна из-за трения и сопротивления.

Обычно двигатель преобразует энергию в механическую работу. Тепловые двигатели отличаются от других типов двигателей тем, что их эффективность существенно ограничена теоремой Карно. ^[3] Хотя это ограничение эффективности может быть недостатком, преимущество тепловых двигателей заключается в том, что большинство видов энергии можно легко преобразовать в тепло с помощью таких процессов, как экзотермические реакции (например, сгорание), поглощение света или энергичных частиц, трение , рассеивание и сопротивление.Так как источник тепла, который подает тепловую энергию в двигатель, может, таким образом, питаться практически любым видом энергии, тепловые двигатели охватывают широкий спектр применений.

Тепловые двигатели часто путают с циклами, которые они пытаются реализовать. Как правило, термин «двигатель» используется для физического устройства и «цикл» для моделей.

Обзор [редактировать]

В термодинамике тепловые двигатели часто моделируются с использованием стандартной инженерной модели, такой как цикл Отто. Теоретическая модель может быть уточнена и дополнена фактическими данными из работающего двигателя, используя такие инструменты, как индикаторная диаграмма.Поскольку очень немногие фактические реализации тепловых двигателей точно соответствуют их базовым термодинамическим циклам, можно сказать, что термодинамический цикл является идеальным случаем механического двигателя. В любом случае, полное понимание двигателя и его эффективности требует хорошего понимания (возможно, упрощенной или идеализированной) теоретической модели, практических нюансов фактического механического двигателя и расхождений между ними.

В общих чертах, чем больше разница в температуре между горячим источником и холодным стоком, тем больше потенциальный тепловой КПД цикла.На Земле холодная сторона любого теплового двигателя ограничена близостью к температуре окружающей среды или не намного ниже 300 Кельвинов, поэтому большинство усилий по улучшению термодинамической эффективности различных тепловых двигателей сосредоточены на повышении температуры источник, в материальных пределах. Максимальный теоретический КПД теплового двигателя (который никогда не достигается ни одним двигателем) равен разнице температур между горячим и холодным концами, деленной на температуру на горячем конце, каждый из которых выражается в абсолютной температуре (Кельвин).

Эффективность различных тепловых двигателей, предлагаемых или используемых сегодня, имеет большой диапазон:

Эффективность этих процессов примерно пропорциональна падению температуры на них. Значительная энергия может потребляться вспомогательным оборудованием, таким как насосы, что эффективно снижает эффективность.

примеров [править]

Важно отметить, что хотя некоторые циклы имеют типичное место сгорания (внутреннее или внешнее), они часто могут быть реализованы с другим.Например, John Ericsson ^[7] разработал двигатель с внешним подогревом, работающий на цикле, очень похожем на предыдущий цикл дизельного двигателя. Кроме того, двигатели с внешним подогревом часто могут быть реализованы в открытых или замкнутых циклах.

Ежедневные примеры [править]

Ежедневные примеры тепловых двигателей включают тепловую электростанцию, двигатель внутреннего сгорания и паровоз. Все эти тепловые двигатели работают за счет расширения нагретых газов.

Тепловой двигатель Земли [править]

Атмосфера и гидросфера Земли - тепловой двигатель Земли - представляют собой взаимосвязанные процессы, которые постоянно выравнивают дисбаланс солнечного отопления за счет испарения поверхностных вод, конвекции, осадков, ветра и циркуляции океана при распределении тепла по всему земному шару.^[8]

Ячейка Хэдли является примером теплового двигателя. Он включает в себя подъем теплого и влажного воздуха в экваториальной области Земли и снижение более холодного воздуха в субтропиках, что создает прямую циркуляцию с тепловым приводом и, как следствие, чистую выработку кинетической энергии. ^[9]

Циклы смены фазы [править]

В этих циклах и двигателях рабочими жидкостями являются газы и жидкости. Двигатель преобразует рабочую жидкость из газа в жидкость, из жидкости в газ или в то и другое, генерируя работу за счет расширения или сжатия жидкости.

Газовые циклы [править]

В этих циклах и двигателях рабочим телом всегда является газ (то есть нет изменения фазы):

Жидкостные циклы [править]

В этих циклах и двигателях рабочая жидкость всегда похожа на жидкость:

Электронных циклов [править]

Магнитные циклы [править]

Циклы, используемые для охлаждения [править]

Бытовой холодильник является примером теплового насоса: тепловой двигатель наоборот. Работа используется для создания разности температур.Многие циклы могут работать в обратном порядке для перемещения тепла с холодной стороны на горячую сторону, делая холодную сторону холодной и горячую сторону горячей. Версии этих циклов для двигателей внутреннего сгорания по своей природе необратимы.

Холодильные циклы включают в себя:

Испарительные тепловые двигатели [править]

Испарительный двигатель Barton представляет собой тепловой двигатель, основанный на цикле, вырабатывающем мощность и охлажденный влажный воздух от испарения воды в горячий сухой воздух.

Мезоскопические тепловые двигатели [править]

Мезоскопические тепловые двигатели - это наноразмерные устройства, которые могут служить целям обработки тепловых потоков и выполнять полезную работу в небольших масштабах.Потенциальные приложения включают, например, устройства электрического охлаждения. В таких мезоскопических тепловых двигателях работа за цикл работы колеблется из-за теплового шума. Существует точное равенство, которое соотносит средние показатели показателей работы, выполняемой любым тепловым двигателем, и теплопередачи от более горячей тепловой ванны. ^[12] Это соотношение превращает неравенство Карно в точное равенство. Это отношение также равенство цикла Карно

Эффективность [править]

КПД теплового двигателя определяет, сколько полезной работы произведено для заданного количества потребляемой тепловой энергии.

Из законов термодинамики, после завершенного цикла:

W = Qc - (-Qh) {\ displaystyle W \ = \ Q_ {c} \ - \ (-Q_ {h})}

, где

W = −∮⁡PdV {\ displaystyle W = - \ oint PdV} - это работа, извлеченная из двигателя. (Это отрицательно, так как работа выполняется двигателем.)

Qh = ThΔSh {\ displaystyle Q_ {h} = T_ {h} \ Delta S_ {h}} - это тепловая энергия, получаемая от высокотемпературной системы. (Это отрицательно, поскольку тепло извлекается из источника, поэтому (-Qh) {\ displaystyle (-Q_ {h})} является положительным.)

Qc = TcΔSc {\ displaystyle Q_ {c} = T_ {c} \ Delta S_ {c}} - это тепловая энергия, поступающая в систему с холодной температурой. (Это положительно, поскольку в раковину добавляется тепло.)

Другими словами, тепловой двигатель поглощает тепловую энергию от высокотемпературного источника тепла, превращая ее часть в полезную работу и доставляя остальную часть в радиатор с холодной температурой. ,

В общем, эффективность данного процесса теплопередачи (будь то холодильник, тепловой насос или двигатель) неформально определяется соотношением «что вынимается» к «что вставлено».

В случае двигателя, кто-то хочет извлечь работу и вводит теплообмен.

η = -W-Qh = -Qh-Qc-Qh = 1-Qc-Qh {\ displaystyle \ eta = {\ frac {-W} {- Q_ {h}}} = {\ frac {-Q_ { h} -Q_ {c}} {- Q_ {h}}} = 1 - {\ frac {Q_ {c}} {- Q_ {h}}}}

Теоретическая максимальная эффективность для любого теплового двигателя составляет зависит только от температур, между которыми он работает. Эту эффективность обычно получают с использованием идеального воображаемого теплового двигателя, такого как тепловой двигатель Карно, хотя другие двигатели, использующие другие циклы, также могут достигать максимальной эффективности.Математически это происходит потому, что в обратимых процессах изменение энтропии холодного резервуара является отрицательным по сравнению с изменением энтропии горячего резервуара (то есть ΔSc = −ΔSh {\ displaystyle \ Delta S_ {c} = - \ Delta S_ {h} }), сохраняя общее изменение энтропии ноль. Таким образом:

ηmax = 1-TcΔSc-ThΔSh = 1-TcTh {\ displaystyle \ eta _ {\ text {max}} = 1 - {\ frac {T_ {c} \ Delta S_ {c}} {- T_ {h} \ Delta S_ {h}}} = 1 - {\ frac {T_ {c}} {T_ {h}}}}

, где Th {\ displaystyle T_ {h}} - абсолютная температура горячего источника и Tc {\ displaystyle T_ {c}}, что у холодной раковины, обычно измеряется в Кельвинах.Обратите внимание, что dSc {\ displaystyle dS_ {c}} положителен, а dSh {\ displaystyle dS_ {h}} отрицателен; в любом обратимом процессе извлечения работы энтропия в целом не увеличивается, а скорее перемещается из горячей (с высокой энтропией) системы в холодную (с низкой энтропией), уменьшая энтропию источника тепла и увеличивая энтропию тепла тонуть.

Причиной этого является максимальная эффективность следующим образом. Сначала предполагается, что если возможен более эффективный тепловой двигатель, чем двигатель Карно, то он может приводиться в движение задним ходом в качестве теплового насоса.Математический анализ может использоваться, чтобы показать, что эта предполагаемая комбинация приведет к чистому снижению энтропии. Поскольку, согласно второму закону термодинамики, это статистически маловероятно до точки исключения, эффективность Карно является теоретической верхней границей надежной эффективности любого термодинамического цикла .

Опытным путем никогда не было показано, что тепловой двигатель работает с большей эффективностью, чем тепловой двигатель с циклом Карно.

На рисунках 2 и 3 показаны изменения эффективности цикла Карно.На рисунке 2 показано, как эффективность изменяется с увеличением температуры подвода тепла для постоянной температуры на входе в компрессор. На рисунке 3 показано, как эффективность изменяется с увеличением температуры отвода тепла при постоянной температуре на входе в турбину.

Рис. 2. Эффективность цикла Карно с изменением температуры подвода тепла. Рис. 3. Эффективность цикла Карно с изменением температуры отвода тепла.

Эндо-реверсивные тепловые двигатели [править]

По своей природе любой максимально эффективный цикл Карно должен работать при бесконечно малом градиенте температуры; это потому, что любая передача тепла между двумя телами с разными температурами необратима, поэтому выражение эффективности Карно применимо только к бесконечно малому пределу.Основная проблема заключается в том, что целью большинства тепловых двигателей является выходная мощность, а бесконечно малая мощность редко требуется.

Другая мера идеальной эффективности теплового двигателя определяется соображениями необратимой термодинамики, где цикл идентичен циклу Карно, за исключением того, что два процесса теплопередачи являются , а не обратимыми (Callen 1985):

η = 1-TcTh {\ displaystyle \ eta = 1 - {\ sqrt {\ frac {T_ {c}} {T_ {h}}}}} (примечание: единицы измерения K или ° R)

Эта модель лучше предсказывает, насколько хорошо могут работать реальные тепловые двигатели (Callen 1985, см. также необратимую термодинамику):

Как показано, эндо-обратимая эффективность гораздо более близка моделям, которые наблюдали.

История [править]

Тепловые двигатели были известны с древних времен, но были превращены в полезные устройства только во время промышленной революции 18-го века. Они продолжают развиваться сегодня.

Улучшения [править]

Инженеры изучили различные циклы тепловых двигателей, чтобы улучшить объем полезной работы, которую они могли бы извлечь из данного источника энергии. Предел цикла Карно не может быть достигнут ни с одним газовым циклом, но инженеры нашли по крайней мере два способа обойти этот предел и один способ повысить эффективность без нарушения каких-либо правил:

Увеличьте разницу температур в тепловом двигателе.Самый простой способ сделать это - повысить температуру горячей стороны, что является подходом, используемым в современных газовых турбинах с комбинированным циклом. К сожалению, физические ограничения (такие как температура плавления материалов, использованных для изготовления двигателя) и экологические проблемы, связанные с производством NO _x, ограничивают максимальную температуру на работающих тепловых двигателях. Современные газовые турбины работают при максимально высоких температурах в диапазоне температур, необходимых для поддержания приемлемого выхода NO _x ^{[необходимо цитирования ]}.Другим способом повышения эффективности является снижение выходной температуры. Один из новых способов сделать это - использовать смешанные химические рабочие жидкости, а затем использовать изменяющееся поведение смесей. Одним из самых известных является так называемый цикл Калины, который использует смесь 70/30 аммиака и воды в качестве рабочей жидкости. Эта смесь позволяет циклу генерировать полезную энергию при значительно более низких температурах, чем большинство других процессов.

Использовать физические свойства рабочей жидкости. Наиболее распространенной такой эксплуатацией является использование воды выше критической точки или сверхкритического пара.Поведение жидкостей выше их критической точки радикально меняется, и с такими материалами, как вода и диоксид углерода, можно использовать эти изменения в поведении для извлечения большей термодинамической эффективности из теплового двигателя, даже если он использует довольно обычный Брайтон или Ранкин цикл. Более новым и очень перспективным материалом для таких применений является CO ₂. SO ₂ и ксенон также рассматривались для таких применений, хотя SO ₂ является токсичным.

Использовать химические свойства рабочей жидкости. Довольно новым и новым подвигом является использование экзотических рабочих жидкостей с выгодными химическими свойствами. Одним из них является диоксид азота (NO ₂), токсичный компонент смога, который имеет природный димер в виде тетраоксида диазота (N ₂ O ₄). При низкой температуре N ₂ O ₄ сжимается, а затем нагревается. Повышение температуры приводит к тому, что каждый N ₂ O ₄ распадается на две молекулы NO ₂.Это снижает молекулярную массу рабочего тела, что резко повышает эффективность цикла. После того, как NO ₂ расширился через турбину, он охлаждается радиатором, что заставляет его рекомбинировать в N ₂ O ₄. Затем это возвращается компрессором для другого цикла. Такие виды, как бромид алюминия (Al ₂ Br ₆), NOCl и Ga ₂ ₆, были исследованы для таких применений. На сегодняшний день их недостатки не гарантируют их использование, несмотря на повышение эффективности, которое может быть реализовано.^[14]

Процессы с тепловым двигателем [править]

Каждый процесс является одним из следующих:

изотермический (при постоянной температуре, поддерживается с добавлением или удалением тепла из источника или поглотителя тепла)

изобарический (при постоянном давлении)

изометрический / изохорный (при постоянном объеме), также называемый изообъемным

адиабатический (во время адиабатического процесса тепло не добавляется и не удаляется из системы)

изэнтропический (обратимый адиабатический процесс, во время изоэнтропического процесса тепло не добавляется и не отводится)

См. Также [править]

Список литературы [править]

^ Основы классической термодинамики , 3-е изд.п. 159, (1985) Г.Дж. Ван Вайлена и Р.Э. Соннтага: «Тепловой двигатель можно определить как устройство, которое работает в термодинамическом цикле и выполняет определенную объемную положительную работу в результате передачи тепла от высокотемпературного тела и к низкотемпературному корпусу. Часто термин тепловой двигатель используется в более широком смысле, чтобы включать все устройства, которые производят работу, либо посредством передачи тепла или сгорания, даже если устройство не работает в термодинамическом цикле. двигатель и газовая турбина являются примерами таких устройств, и использование этих тепловых двигателей является приемлемым использованием этого термина. Тепловая физика: энтропия и свободные энергии , Джун Чанг Ли (2002), Приложение A, с. 183: «Тепловой двигатель поглощает энергию от источника тепла и затем преобразует ее в работу для нас ... Когда двигатель поглощает тепловую энергию, поглощенная тепловая энергия приходит с энтропией». (тепловая энергия ΔQ = TΔS {\ displaystyle \ Delta Q = T \ Delta S}), «Когда двигатель выполняет работу, с другой стороны, энтропия не покидает двигатель. Это проблематично. Мы бы хотели, чтобы двигатель повторил процесс снова и снова, чтобы предоставить нам постоянный источник работы. «Концепции ядерных реакторов и термодинамические циклы» (PDF). Архивировано из оригинального (PDF) 18 марта 2009 года. Получено 22 марта 2012 года.

,
Хранить в безопасности, когда все становится жарко

Когда наступает лето и водители запускают свои кондиционеры, автомобили могут перегреваться, даже если они регулярно обслуживаются и работают хорошо. Если вы посмотрите вниз и заметите, что ваш датчик температуры поднимается, не паникуйте. Вот краткое изложение того, как охладить перегретый двигатель и что делать, чтобы обезопасить себя.

Выключи

Если вы заметили, что ваш датчик температуры поднимается, выключите кондиционер и откройте окна.Компрессор кондиционера работает от двигателя, и из-за дополнительной нагрузки он может нагреваться. Если вы обнаружите, что кондиционер всегда повышает температуру двигателя, у вас могут возникнуть более серьезные механические неполадки, которые необходимо устранить.

Hit the Fan

Эта часть может быть неудобной, но она наверняка поможет двигателю вашего автомобиля. После выключения кондиционера включите нагреватель и воздуходувки. Нагреватель потребляет тепло от двигателя для работы. Это повысит температуру для вас как водителя, но также поможет отвести тепло от двигателя.

Остановись и иди Ноу-хау

Во многих случаях температура двигателя поднимается, когда машина застревает в пробке. Если вы попали в пробку с горячим двигателем, держите автомобиль в нейтральном положении и немного увеличьте обороты двигателя. В то время как человек рядом с вами может подумать, что вы хотите участвовать в гонке, это увеличит скорость водяного насоса и вентилятора радиатора (если он вращается непосредственно двигателем), что поможет охладить двигатель.

Старайтесь избегать езды на тормозах.Верьте или нет, тормозное сопротивление увеличивает нагрузку на ваш двигатель. По мере того, как трафик ползет вперед, прежде чем двигаться вверх, откройте больший зазор. Это предотвратит перегрев тормозов и двигателя.

Cool Off

Если эти меры не помогают, у вас может быть более серьезная проблема. Если вы обнаружите, что температура двигателя выходит из-под контроля, немедленно отведите автомобиль в сторону дороги и откройте капот, чтобы выпустить тепло из отсека двигателя. Ни при каких обстоятельствах не пытайтесь работать на двигателе или открывать радиатор.Смесь воды и охлаждающей жидкости в радиаторе находится под давлением, когда она горячая, и открывание крышки может сбросить давление и распылить горячую охлаждающую жидкость, вызывая серьезные ожоги. Дайте двигателю полностью остыть, прежде чем подойти к нему.

Даже если не лето и вы не застряли в пробке, ваш автомобиль может перегреться по ряду других причин. Выключение аксессуаров, таких как кондиционер, включение обогрева и вентилятора, или даже вытягивание и открывание капота, могут помочь быстро остыть.Оттуда вы можете привести свой автомобиль к механику, чтобы убедиться, что перегрев не вызван более серьезной проблемой.

Проверьте все детали системы отопления и охлаждения, доступные на NAPA Online, или обратитесь в одно из 17 000 отделений NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о том, как охлаждать перегретый двигатель, пообщайтесь с опытным экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Изображение предоставлено Flickr

Статьи по теме

Смотрите также

Как промыть охлаждающую систему двигателя

Двигатель 21129 какое масло и фильтр

Как переделать трехфазный двигатель на 220

Какое масло лучше заливать в двигатель минералку или синтетику

Как проверить качество масла в двигателе с помощью бумаги

С 110 фильтр масляный для каких двигателей

Что делать при смене двигателя

Что значит 4 тактный двигатель

Как выглядит муфта в двигателе

Чем отличается контрактный двигатель от обычного

Как работает закись азота в двигателе