На тепловозах малой и средней мощности (ТГК2, ТЭМ2) для охлаждения масла двигателя используются масловоздушные радиаторы. Масляные секции в них устроены аналогично водяным секциям с некоторыми различиями в размерах, количестве и расположении трубок. В масляных секциях толщина стенки охлаждающих плоскоовальных трубок не должна быть менее 0,4 - 0,55 мм, для сохранения их прочности при работе на высоких (до 10 атм) рабочих давлениях в системе. В водяных секциях толщина стенки охлаждающих плоскоовальных трубок может быть в пределах 0,3 – 0,4 мм, которой достаточно для работы на давлениях до 2,5 атм и обеспечения необходимой прочности.
Учитывая вязкую и плотную консистенцию дизельного масла, в конструкции масляной секции охлаждающих трубок больше (80 шт.), чем в водяной (60 – 68 шт.), они имеют увеличенное сечение и расположены в коридорном порядке, в отличие от водяных (шахматный порядок).
Количество тепла, отводимое водой, в 2 раза превышает тепло, которое отводится от масла воздухом. Для того, чтобы уменьшить размеры радиатора и одновременно увеличить работоспособность тепловозов, в новых моделях тепловозов стали охлаждать масло в промежуточных водомасляных теплообменниках.
Как устроен водомасляный теплообменник
К торцам цилиндрического корпуса приварены фланцы, скрепляющие переднюю и заднюю крышки. Через отверстия в передней крышке проходят трубы, подводящие и отводящие воду. К нижней крышке приварена труба со сливным краном. Полость крышки разделяет горизонтальная перегородка, которая направляет входящий и выходящий потоки воды. Внутри корпуса размещены 2 трубные решетки с латунными трубками (обычно диаметром 16 мм), разделенных сегментообразующими перегородками.
Для предотвращения утечек масла и воды концы трубок прочно и герметично закрепляют в трубных решетках, развальцовывая их в отверстиях. В теплообменнике неподвижно устанавливают только одну решетку, вторая может свободно перемещаться относительно корпуса. В отличие от масловоздушных секций, трубки в водомасляных теплообменниках не подвержены разрушительному термодинамическому воздействию и продолжают свободно расширяться или сжиматься при изменении температуры.
Работа теплообменника
Для охлаждения масла на тепловозах большой мощности применяют высокоэффективные водомасляные теплообменники трубчатого или трубчато-ребристого типа, в которых коэффициент теплопередачи увеличен до 700-1100 Вт/м2К. Охлаждающая жидкость проходит внутри круглых трубок, установленных в отверстиях трубных решеток. Масляный поток направляется поперек этих трубок и, огибая их, отдает часть тепла. Далее охлаждающая жидкость попадает в охлаждающее устройство где, проходя по водовоздушным секциям, охлаждается воздушным потоком.
Интенсивность передачи тепла от масла к воде существенно превышает теплообмен от масла воздуху, поэтому конструкция водомасляного теплообменника гораздо компактнее, по сравнению с воздушным. Это позволило сэкономить значительное количество цветного металла, которую конструкторы направили на увеличение толщины трубок в водомасляном теплообменнике до 1 мм, что позволило повысить его прочность. Благодаря высокой эффективности и надежности, водомасляный теплообменник получил широкое распространение в конструкциях современных тепловозов.
Группа компаний «Завод систем охлаждения» и «Радиаторный завод» более 20-ти лет проектирует и производит медно-латунные водяные и масляные радиаторы, теплообменники охлаждения для различных теплоносителей, которые используются в двигателях внутреннего сгорания большой мощности. Заказать поставку секций радиатора, радиаторов и теплообменников стандартного исполнения, а также разработку не стандартных теплообменных устройств можно через форму обратной связи с сайта компании www.radsystem.ru или отправив заявку на почту [email protected]. Специалисты компании всегда готовы ответить на дополнительные вопросы по выпускаемой и проектируемой продукции по телефонам: +375 (17) 362-91-91, +7 (499) 963-53-43.
