מערכות קירור הן אחת היחידות המורכבות והמסורבלות ביותר בעיצובים של קטרי דיזל. על מנת להבטיח את תפקודן של מערכות כאלה, עד 75% מכלל הכוח הנצרך על ידי הקטר מושקע, מה שמאפשר למכשירי הקירור להסיר כמות ניכרת של חום ממנוע הדיזל, מכונות משיכה חשמליות והתקנים לאטמוספירה. לייצור אלמנטים לקירור משתמשים במספר רב של מתכות לא ברזליות יקרות, כולל פח, נחושת ואחרים.
דרישות עיצוב, אנרגיה, טכנולוגיה ותפעוליות רבות מוטלות על מערכות קירור קטרי דיזל, ופיתוחן קשור לפתרון בעיות מורכבות של התעצמות העברת חום, הפחתת ההתנגדות האווירודינמית, גודל ומשקל של אלמנטים מגושמים, שיפור פריסתם בגוף הקטר, כמו גם מניעת גזים משומשים. בנוסף, יש צורך לבצע מחקרים מיוחדים על ההשפעה של הפרמטרים העיקריים של מכשירי הקירור, האלמנטים המבניים שלהם ומצבי הפעולה שלהם על המאפיינים האווירודינמיים. מטרת היצרנים היא למזער את עלויות הייצור וההפעלה של מערכות קירור תוך הגדלת יעילותן.
תכונות עיצוב של מערכות קירור קטרי דיזל
ההפעלה החסכונית והאמינה של תחנת הכוח הקטר מובטחת על ידי הפעולה המורכבת של האלמנטים המרכיבים את מערכת קירור המנוע, מכונות חשמליות ומשיכות חשמליות. מבחינה היסטורית, סעיפים 7317.000 ו- P62.131.000 שימשו לקירור קטרים.
קירור מנוע
מערכת קירור המנוע מיוצגת על ידי מערכת התקנים המצננים מים, שמן ומטעינים אוויר, כולל:
- מחליפי חום על פני השטח (רדיאטורים);
- התקנות מאווררים;
- יציאות אוויר;
- תריסים;
- מערכות זרימת מים ושמן.
האלמנטים המגושמים ביותר של המערכת (יחידות מאווררים ורדיאטורים) ממוקמים בפיר, שתופס חלק משמעותי בגוף ומצויד בתעלות יניקה ופריקה - יציאות אוויר. מכשירים והתקנים מיוחדים עוקבים ומווסתים את המצב התרמי של המנוע.
במערכות הקירור של קטרי דיזל מודרניים (TEP60, 2TE10L, M62, TE109 ואחרים), אוויר הטעינה הסולר והשמן הנדרש להפעלת המנוע וההולכה ההידראולי מקוררים אך ורק על ידי מים במקררי אוויר ושמן. בתורו, ביניהם יש:
- מערכות קירור חד-מעגליות, בהן חום משמן ואוויר המטען מוסר על ידי מים;
- מערכות מעגל כפול - בהן שמן ואוויר הטעינה מקוררים על ידי מים במעגל נפרד;
- קירור דיזל.
מערכות קירור במעגל יחיד מובחנות בעיצוב פשוט של יחידות זרימת נוזל קירור, אולם השימוש בהן כרוך בקשיים ביישום שליטה נפרדת בטמפרטורת נוזל הקירור. אז, במערכת קירור חד-מעגלית של קטרי דיזל TE109 עם מנוע דיזל 1A-5DE49, מים ממנוע הדיזל זורמים דרך צינור אל מקטעי הרדיאטור, ולאחר מכן למחליפי החום ולמנוע הדיזל.
ברוב קטרי הדיזל המקומיים למטרות שונות (כולל קטרי הקו של הדור השלישי TEP70 ו- 2TE121) מותקנים מצנני מעגלים כפולים, בהם המעגל הראשון נועד להפיץ מים שמקררים את המנוע, והמים מסתובבים ב מעגל שני, הדרוש לקירור השמן ואוויר הטעינה במקררי שמן ומים.
בעיצובים של קטרי הדיזל הזרים הטובים ביותר, שררות גם מערכות קירור, המורכבות משני מעגלים. לדוגמה, קטרים גרמניים עם תיבת הילוכים הידראולית TG300 ו- V320 ו- D1000 הבריטית מצוידים במבנה קירור, שבגוף אחד שלו מסתובבים מים, שמוציאים חום מאוויר הטעינה, ובשני - מים, קירור הדיזל ותמסורת הידראולית. נפט, כמו גם הדיזל עצמו. קטרי דיזל של היצרנית הצרפתית אלסטום משתמשים במערכת דו-מעגלית לקירור מים נפרד, שנועדה להסיר חום ממנוע הדיזל, ומים, קירור השמן ואוויר הטעינה.
קירור מכונות ומכשירים חשמליים למשיכה
מערכות קירור למכונות חשמליות ומכשירי חשמל בקטרי דיזל שומרות על משטר הטמפרטורה האופטימלי של רכיבי ההילוכים החשמליים של קטרי דיזל (מחוללי משיכה, הממירים את הפעולה המכנית של המנוע לאנרגיה חשמלית, ומנועים חשמליים למתיחה, שנועדו להניע את גלגלי הגלגלים לתוך סיבוב) בכל תנאי הפעלה. הם מורכבים ממאווררים ורשת של צינורות יניקה ופריקה, כמו גם התקני כניסת אוויר עם רשתות או רשתות, שקעי אוויר, מאוורר ויחידות ניקוי אוויר, שמונעים מכל זיהום להיכנס למכשירי הקירור היקרים.
מצב הטמפרטורה המותר של מכונות חשמליות נקבע לפי סוג חומרי הבידוד החשמליים, אשר מוערך על ידי העלייה המקבילה בטמפרטורת הפיתולים מעל לטמפרטורת הסביבה. כל עלייה בטמפרטורה, אפילו קטנה, תקצר משמעותית את חייהן של מכונות חשמליות. מאווררי קירור מספקים כמויות גדולות של אוויר קירור בטביעת הרגל הנמוכה ביותר, במשקל ובדרישת ההספק לכונן.
קטרי דיזל מודרניים משתמשים במערכות קירור למכונות חשמליות למשיכה ומכשירים משלושה סוגים:
- אינדיבידואלי - לדאוג לקירור כל אלמנט עם מאוורר נפרד;
- ריכוזי - כולל אספקת אוויר מרכזית עם מאוורר אחד, המשמש לקירור כל המכונות והמכשירים החשמליים למשיכה;
- מעורב - נעשה שימוש בשני סוגי הקירור של מכונות חשמליות והתקנים.
ברוסיה, הנפוצות ביותר הן מערכות קירור מעורבות, כולל קירור פרטני של הגנרטור ומיישרים מוליכים למחצה (בשימוש בקטרי דיזל 2TE10L, TEP60, TE109 ואחרים). מערכות קירור מעורבות ומרוכזות עם התקני ניקוי אוויר פופולריות בחו ל (בשימוש בקטרי דיזל Century 424, U-50, U-56, U-25B ואחרים).
מהן הדרישות למערכות קירור
בשל מורכבות המבנים, דרישות עיצוב, אנרגיה, טכנולוגיה ותפעוליות רבות מוטלות על מערכות הקירור של קטרי דיזל:
- גודל מינימלי, משקל ומיקום רציונלי של מכשירי קירור בגוף הקטר;
- קלות הרכבה ופירוק במהלך הייצור והתיקון;
- שימוש מרבי בחומרים מתכתיים ולא מתכתיים ליישום רחב במבנים;
- יעילות התקני הקירור, מספיקה להבטחת הפעלה תרמית אופטימלית של מנוע דיזל, מכונות חשמליות למשיכה והתקנים בתנאי אקלים שונים;
- נוכחות של שליטה אוטומטית בטמפרטורת נוזלי הקירור, מה שמאפשר לספק תנאי טמפרטורה רציונאליים להפעלת מנוע הדיזל והתקן הקירור;
- אמינות בפעולה.
הדרישה הכלכלית העיקרית לתכנון מערכות קירור קטרי דיזל היא צמצום עלויות ייצורן ותפעולן.בעת יצירת מכשירי קירור, יש צורך לפענח באופן מקיף את כל האלמנטים המרכיבים, כולל מתן שימוש במערכות ריכוזיות או קבוצתיות לטיהור ואוורור אוויר, התאמת קצב זרימת האוויר לקירור מכונות מתיחה, בהתאם לעומס ולסביבה. טמפרטורה, שימוש במאווררים יעילים במיוחד עם בקרת אספקת אוויר ועוד מספר תכונות.
נותנת החסות לפרסום:
