Для охлаждения двигателей широкое распространение получили системы жидкостная и воздушная. В качестве теплоносителя в жидкостных системах используют воду или незамерзающие жидкости (этиленгликолевые антифризы и др.), воздушных — воздух. Чтобы увеличить отдачу тепла в окружающую среду, теплоноситель в системе перемещается принудительно насосом или вентилятором (двигатели воздушного охлаждения). Максимальная температура теплоносителя в жидкостных системах охлаждения закрытого типа достигает 105°С, в системах охлаждения открытого типа — не более 95°С. Температура охлаждающего воздуха у двигателей с воздушным охлаждением достигает 100°С в непосредственной близости к охлаждаемой поверхности.

Количество тепла, отводимого от двигателя через систему охлаждения, определяют при составлении теплового баланса двигателя или подсчитывают по формуле (кДж)

, (176)

где N_e — эффективная мощность двигателя, кВт; q — количество отводимого тепла, Дж/(кВт·c); принимают q:

Для карбюраторных двигателей………………... 800÷1300

Для дизелей…......................................................... 1100÷1150

Количество жидкости (кг/с), циркулирующей в системе охлаждения,

, (177)

где — плотность жидкости; с_ж — теплоемкость жидкости; c_вод = 4187Дж/ (кг·град) ; с_э._глик = 3840 Дж/(кг·град); t_ж.вых

t_ж.вых — t_ж.вх = 5÷10 — для автомобильных и тракторных радиаторов, °С.

Систему охлаждения двигателя рассчитывают для режимов N_e и M_кр

Поверхность охлаждения радиатора (м²)

 

,

 

где k — коэффициент теплопередачи через стенки радиатора, Вт/(м²трад): k= =(1/α₁+1/α₂+ 1/α₃)^-1:

Для легковых автомобилей ………………………………. k = 140÷180

Для грузовых автомобилей ………………………………. k = 80÷100

t_ж.ср = (t_{рад вх} + t_{рад.вых})/2 —средняя температура жидкости в радиаторе; t_воз.ср = =(t_воз.вх +t_{воз.вых})/2 —средняя температура воздуха, проходящего через радиатор.

Аэродинамическое сопротивление радиатора 100—800 Па.

Поверхность охлаждения радиатора (м²) для предварительных расчетов F_рад=fN, где f — удельная поверхность охлаждения, м²/кВт:

Для легковых автомобилей 0,14÷0,3

Для грузовых автомобилей 0,2÷0,4

Для тракторов 0,4÷0,55

Емкость системы жидкостного охлаждения, л:

Для легковых автомобилей ............................(0,13÷0,35) N_e

Для грузовых автомобилей (0,27÷0,80) N_e

Для тракторов (0,5÷1,7) N_e

Мощность (кВт), необходимая на привод насоса,

, (178)

где — напор, создаваемый насосом; при расчетах принимают = 0,06÷0,01 МПа; — секундный расход жидкости, м³/с; = 0,6÷0,7 — гидравлический к.п.д. насоса; = 0,7÷0,9 — механический к.п.д. насоса; = 0,8÷0,9 — коэффициент подачи насоса.