Kokie alyvos aušintuvai tinka sunkiosios eksploatacijos transporto priemonių eksploatacijos sąlygoms?

Sunkiosios eksploatacijos alyvos aušintuvų našumo reikalavimų supratimas

Kodėl įprasti automobilių alyvos aušintuvai nepavyksta nuolat veikiant esant aukštai temperatūrai?

Paprasti automobilių alyvos aušintuvai sukurti tik retkarčiais pasitaikančioms didelėms apkrovoms keleivinėse transporto priemonėse, o ne nuolatiniam karščiui, kuris būdingas specialios paskirties technikoje. Alyvos temperatūra dažnai pakyla virš 120 °C normaliai veikiant tokiai technikai kaip kasybos sunkvežimiai, generatoriai ar didelės jūrinės dyzelinės variklių sistemos. Standartinės medžiagos tiesiog negali atlaikyti tokios nuolatinės apkrovos. Įlankos sujungimai pradeda griūti, polimeriniai sandarinimo elementai įsitvirtina ir suskila, o viduje greičiau kaupiasi rūdys. Šie gedimai sukelia nutekėjimus, dėl kurių aliejaus slėgis per kelis mėnesius sumažėja 15–25 psi ribose, kaip rodo praeitais metais surinkti pramonės duomenys. Paprastas konstrukcinis sprendimas tiesiog nepakanka, kad išlaikytų visus šiuos veiksnius: nuolatinį karšto aliejaus tekėjimą, kartotinius įšilimo ir atšalimo ciklus bei stiprios technikos darbo metu kasdien kilstančius virpesius.

Pagrindiniai eksploataciniai apkrovos veiksniai: nuolatinė alyvos įėjimo temperatūra >120 °C, vibracijos, mažas oro srautas ir didelis sukimosi dažnis (RPM)

Keturi tarpusavyje susiję stresoriai nustato realaus pasaulio naudojimo tvirtumo ribas:

Pramoninė įranga – nuo akmenų smulkintuvų, veikiančių reguliuojamomis apsukomis dulkių prisotintoje aplinkoje iki jūrų dyzelinių variklių, kurie yra veikiami druska prisotinto oro, – dažnai vienu metu susiduria su keliais apkrovos veiksniais. Jų pašalinimui reikalingi specialiai sukurti sprendimai: epoksidiniu sluoksniu dengti plieniniai šerdies elementai smūgiams atlaikyti, virpesius slopinantys montavimo sistemos bei šiluminės stabilumo užtikrinantys lydymo procesai, kurių automobilių klasės konstrukcijose nėra.

Alyvos aušintuvų tipų palyginimas pagal ilgaamžiškumą ir šiluminę naudingumą

Vamzdinis ir korpusinis priešprieša dėžutinis plokščių stacas prieš suvirintą aliuminį: privalumai ir ribojimai sunkiosios eksploatacijos sąlygomis

Vamzdiniai ir apvalkalų aušintuvai gali ištverti didelį slėgio krūvį – apie 15–20 PSI vibracijas, todėl jie vis dar dažnai naudojami sunkiojoje technikoje, pvz., kasyklose, taip pat ilgosios trukmės vežimo sunkvežimiuose, kuriuos kasdien matome magistralėse. Tačiau jų trūkumas yra tas, kad šie aušintuvai užima ganėtinai daug vietos, todėl jų įrengimas tampa sudėtingas, kai variklio skyriuje yra ribota erdvė. Sustatiniai plokščių konstrukcijos aušintuvai iš tikrųjų suteikia apytiksliai 30 procentų didesnę paviršiaus plotą šilumos pašalinimui nuo komponentų, todėl jie labai gerai tinka miesto važiavimo sąlygoms, kai varikliai dažnai ciklinami tarp karštos ir šaltos būsenos. Tačiau reikia atidžiai stebėti šių vienetų siaurus kanalus, nes jie linkę užsikimšti anglies nuosėdomis, jei tepalo keitimas neatliekamas pakankamai reguliariai. Lituoti aliuminio aušintuvai išsiskiria puikiu svorio ir našumo santykiu, užtikrindami apytiksliai 12–18 procentų geresnę aušinimo efektyvumą lyginant su tradicinėmis plieninėmis sistemomis – tai ypač svarbu turboaušintiems varikliams. Vis dėlto gamintojams reikia būti atsargiems, nes šios lengvos konstrukcijos pradeda rodyti nusidėvėjimo požymius po ilgalaikės ekspozicijos temperatūroms aukštesnėms nei 120 °C, kurios dažnai pasitaiko transporto priemonėse, kurios nuolat pradeda, sustoja ir vėl pradeda veikti, pvz., šiukšlių surinkimo sunkvežimuose arba mobiliose betono maišymo įmonėse.

Medžiagos svarbios: anodizuotas aliuminis, varis–švinas ir epoksidu dengtas plienas korozijos ir nuovargio atsparumui

Dažnai pasirinkti medžiagų rūšis lemia viską, kiek ilgai įranga tarnaus šiurkščiomis sąlygomis. Pavyzdžiui, anodizuotas aliuminis naudojamas visur – nuo off-road transporto priemonių iki valčių, nes niekas nenori papildomo svorio, kuris juos sulėtintų. Šių detalių apsauginis oksidų sluoksnis atlaiko druskos purškimo poveikį maždaug tris kartus ilgiau nei įprasti metaliniai paviršiai. Vario ir vario lydiniai puikiai tinka ten, kur svarbiausias yra šilumos perdavimas, todėl jie dažnai pasitaiko dykumų naftos laukuose, kur temperatūros pakyla iki kraštutinumo. Tačiau reikia būti atsargiems, jei aušinimo skystis tampa per rūgštinis: bet koks pH mažesnis nei 6,5 pradeda greitai sugraužinėti šiuos lydinius. Konstrukcinėje technikoje, kuri nuolat virpa (pvz., statybinė įranga), karaliuoja epoksidinėmis dėžėmis dengtas plienas. Šios tvirtos dangos neleidžia akmenims įtrūkti į paviršius atliekant sunkius darbus. Laboratorinės bandymų rezultatai parodė, kad šie epoksidiniai dangos sistemos išlaiko apie 95 % savo stiprumo net po 5000 valandų tiesioginio veikimo druskos migloje. Vis dėlto verta paminėti, kad ši apsauga turi savo kainą: tokie dengtieji plienai yra apie 22 % sunkesni už kitus alternatyvius variantus – tai gamintojams reikia atsižvelgti, ypač kai kalbama apie įrangą, kuri turi judėti greitai.

Alyvos aušintuvo parinkimas ir nustatymas realaus pasaulio sunkiosios naudotos technikos taikymams

Būtinos BTU/val. galios apskaičiavimas remiantis variklio šilumos apkrova (pvz., CAT C13, Cummins X15, Deutz TCD 7,8 l)

Teisingo dydžio parinkimas prasideda nuo to, kaip daug šilumos kiekvienas variklis iš tikrųjų atiduoda. Dyzeliniuose varikliuose apie 15–25 procentų visos šilumos paprastai prarandama tik per tepalo sistemą. Pavyzdžiui, CAT C13 variklis, dirbantis 450 AG galia, gamina apytiksliai 85 000 BTU per valandą tepale. Didesnis Cummins X15 modelis, dirbantis 605 AG galia, maksimalios apkrovos sąlygomis reikalauja maždaug 120 000 BTU per valandą. Kai dirbama aplinkoje, kurios temperatūra viršija 100 °F (apytiksliai 37,8 °C), pagal SAE nurodymus reikia sumažinti naudingumo įvertinimus maždaug 20 procentų. Panašiai, jei dažnai vyksta paleidimų ir sustabdymų ciklai, apskaičiuotus rodiklius reikia sumažinti 15 procentų. Tačiau niekada neturėtų remtis tik teoriniais skaičiais. Viską būtina patikrinti prieš tai, ką techniniuose nurodymuose nurodo gamintojas, taip pat reikia matuoti realaus veikimo rodiklius. Per maži įrenginiai greitai sukels problemas. Tepalas suskyla tris kartus greičiau, jei nuolat veikiamas 250 °F (arba 121 °C) temperatūros, dėl ko ankstyvai sugenda guoliai ir laikui bėgant sistemoje kaupiasi pavojingos kiekio nuosėdos.

Slėgio kritimo, montavimo apribojimų ir nuimamojo šilumokaičio šerdies aptarnavimo kompromisai

Kai šasiyje ribota vieta, kompaktiški sukaupiamieji plokštiniai šilumokaičiai turėtų būti pirmasis pasirinkimas, ypač tie, kurių srauto apribojimas yra mažesnis nei 15 %. Nuimamojo šerdies konstrukcija leidžia valyti šilumokaitį tiesiog šasiuje, kas ypač svarbu eksplotuojant kasyklose ar kitose dulkingose aplinkose. Pastebėjome, kad užterštų šerdžių atveju naudingumo koeficientas sumažėja apytiksliai 40 % jau po maždaug 200 valandų eksploatacijos. Žinoma, tokios konstrukcijos sukuria papildomą 2–3 psi slėgio kritimą lyginant su suvirintais įtaisais, tačiau aptarnavimo privalumai dažnai viršija šį trūkumą. Montavimo laikikliai turi gebėti išlaikyti vibracijas nuo 7 iki 9 G be sugadinimo dėl rezonansinės nuovargio žalos. Tokio tipo gedimai iš tikrųjų yra viena pagrindinių priežasčių, kodėl šilumokaičiai ankstalaikai atsiskyla nuo transporto priemonių, kurios dažnai važinėja keliais.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kas sukelia standartinių automobilių alyvos aušintuvų gedimą sunkiosios apkrovos sąlygomis?

Standartiniai automobilių alyvos aušintuvai dažnai sugenda nuolat veikiant esant didelėms temperatūroms, nes jie nėra suprojektuoti išlaikyti pastovių aukštų temperatūrų, virpesių ir kitų stresą sukeliančių veiksnių, būdingų profesinėje veikloje. Paprastai naudojamos medžiagos ir gamybos metodai negali atlaikyti ilgalaikio streso ir greičiau susidėvi, todėl sumažėja alyvos slėgis ir pasireiškia nutekėjimai.

Kokie yra pagrindiniai veiksniai, įtakojantys alyvos aušintuvų ilgaamžiškumą?

Pagrindiniai veiksniai, įtakojantys alyvos aušintuvų ilgaamžiškumą, yra ilgalaikės aukštos alyvos įleidimo temperatūros, virpesių lygis, oro srauto apribojimai ir aukštos apsukos veikimas. Šių veiksnių tinkama kontrolė reikalauja specializuotų konstrukcijų ir medžiagų, kad būtų galima atlaikyti pramonės sąlygose keliamus griežtus reikalavimus.

Kaip skirtingų tipų alyvos aušintuvai veikia esant dideliam stresui?

Vamzdinių ir apvalkalinės konstrukcijos aušintuvai gali išlaikyti didesnį slėgį ir vibracijas, tačiau reikalauja daugiau vietos. Sužymėtų plokštų konstrukcijos užtikrina geriau šilumos perdavimo paviršiaus plotą, tačiau blogai prižiūrint gali užsikimšti. Variniais lydmenimis sujungti aliuminio aušintuvai pasižymi puikiu svorio ir našumo santykiu, tačiau ilgalaikėje aukštoje temperatūroje gali susidėvėti.

Kokie veiksniai turi būti įvertinti renkantis alyvos aušintuvų medžiagas?

Tinkamų alyvos aušintuvų medžiagų parinkimas reikalauja įvertinti aplinkos ir eksploatacijos sąlygas. Anodizuotas aliuminis yra lengvas ir atsparus korozijai, vario ir vario-bronzo lydiniai efektyviai perduoda šilumą, o epoksidinėmis dėžėmis dengta plieno konstrukcija puikiai tinka statybos technikai, kuri nuolat veikiama vibracijų ir sunkiomis sąlygomis.

Kaip nustatyti alyvos aušintuvo reikiamą dydį ir technines charakteristikas sunkiajam darbui?

Alyvos aušintuvo parinkimas apima variklio šilumos atidavimo apskaičiavimą ir atsižvelgimą į veiklos temperatūros diapazoną, starto–stabdymo dažnumą bei realaus pasaulio našumo rodiklius. Būtina patikrinti teorinius skaičiavimus prieš tai susipažįstant su gamintojo techninėmis charakteristikomis, kad būtų užtikrintas efektyvumas.