Введение к работе
Актуальность темы. Основными направлениями развития автомобильной и тракторной промышленности являются: повышение энергонасыщенности, экономичности, надежности тракторов и автомобилей, снижение их металлоемкости и массы. Рост энергонасыщенности автотракторной техники сопровождается увеличением тепловых нагрузок многих функциональных систем. Возникает необходимость обеспечивать отвод в окружающую среду значительного количества теплоты не только от двигателя, но и от трансмиссии и гидравлической системы.
В этой связи на современных тракторах и автомобилях применяется несколько теплообменников различного назначения, компактно установленных в моторном отсеке и образующих, так называемую, блочную систему охлаждения. При расположении теплообменников последовательно, по ходу движения воздушного потока, который используется в качестве общего теплоносителя, возникает сложная задача оценки эффективности работы элементов блочной системы охлаждения. Решение такой задачи, основанное на разработке новых методов и научно обоснованных критериев оценки, позволяющее улучшить показатели эффективности блочных систем охлаждения, и, следовательно, повысить эксплуатационные характеристики тракторов и автомобилей, является актуальным.
Цель работы. Улучшение показателей эффективности блочных систем охлаждения при эксплуатации тракторов и автомобилей путем разработки метода и средств дифференциальной оценки теплообменников.
Объект исследований. Системы охлаждения тракторов и автомобилей.
Методы исследований и достоверность результатов. Решение конкретных задач для достижения поставленной цели осуществлялось: обобщением предшествующих работ; теоретическим анализом параметров и количественных характеристик; математическим моделированием тепловых процессов, происходящих в теплообменниках; экспериментальным исследованием блочных систем охлаждения тракторов и автомобилей. Работа выполнена на кафедре "Тракторы, автомобили и теплоэнергетика" Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в период 1997-2000 гг.
Достоверность научных положений, выводов, результатов исследований и рекомендаций подтверждаются адекватностью теоретических положений; результатами экспериментальных исследований; внедрением разработок автора в учебный процесс и научно-исследовательскую работу.
Научную новизну работы составляют:
- универсальная математическая модель рабочего процесса компактного теплообменника, позволяющая осуществить единый подход при оценке различных теплообменников;
математическая модель тепловых процессов в теплообменнике, реализующая системный подход при анализе работы блочной системы охлаждения в процессе эксплуатации тракторов и автомобилей;
уточненные критерии оценки эффективности работы теплообменных систем и теплообменников, функционирующих в составе блочных систем охлаждения тракторов и автомобилей;
модель влияния неравномерности воздушного потока на показатели работы теплообменников при эксплуатации тракторов и автомобилей.
Практическую значимость работы представляют:
метод дифференциальной оценки теплообменников, позволяющий получить количественную оценку эффективности работы блочной системы охлаждения;
алгоритмы и пакеты прикладных программ, позволяющие определить температурные и энергетические показатели работы теплообменников, входящих в состав блочных систем охлаждения тракторов и автомобилей;
рекомендации по улучшению показателей эффективности блочных систем охлаждения при эксплуатации тракторов и автомобилей.
Реализация результатов работы. Основные результаты исследований, реализованные в виде рекомендаций, направленных на улучшение показателей эффективности блочных систем охлаждения путем снижения негативного взаимного влияния теплообменников, а также метод дифференциальной оценки теплообменников приняты к внедрению в производственный процесс опытного завода РНЦПХ и используются в учебном процессе Санкт Петербургского государственного аграрного университета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены на ежегодном научно-техническом семинаре стран СНГ "Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей" (г. Санкт-Петербург, СПбГАУ, 1998 год); 21-ой научно-практической конференции "Актуальные проблемы аграрной науки в современных условиях" (г. Тверь, ТГСХА, 1998 год); 7-ой международной научно-методической конференции "Высокие интеллектуальные технологии образования и науки" (г. Санкт-Петербург, СПбТУ, 2000 год).
Публикации. По теме исследования опубликовано четыре печатные работы.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов с выводами, заключения, списка литературы из 105 наименований и приложений. Работа содержит 149 страницы основного текста, 38 иллюстраций, 17 таблиц и 14 страниц приложений.
