8 / 11
Е.Б. Сарач, О.А. Наказной, А.А. Ципилев
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11·2016
шины по трассе, а также более низкими значениями теплоотдачи
в корпус машины. Тем не менее именно стендовые испытания позво-
ляют оценить наиболее опасные и наименее благоприятные режимы
нагружения узлов системы подрессоривания, при которых тепло-
нагруженность будет максимальной.
Из результатов моделирования видно, что даже незначительное
увеличение площади поверхности теплообмена позволяет существенно
снизить теплонагруженность рессоры, если дополнительно обдувать
теплообменник воздухом. При температуре воздуха 40 °С и площади
поверхности радиатора теплообменника, равной удвоенной суммарной
площади поверхностей рессор, температура установившегося теплового
режима составляет 71 °С. Изменение упругой силы ПГР в этом случае
по сравнению со случаем при заправочной температуре составляет
17 %. Такой рост незначителен и является допустимым.
Интенсификация мощности теплоотдачи при наличии принуди-
тельного обдува теплообменника воздухом пропорциональна изме-
нению числа Нуссельта, которое, в свою очередь, пропорционально
числу Рейнольдса, взятому в степени 0,65 [10]. Так как мощность
теплоотдачи пропорциональна первой степени площади теплообме-
на [10], можно оценить интенсификацию теплоотдачи путем введе-
ния принудительного обдува через эквивалентное увеличение пло-
щади теплообмена:
0,65
,
′ ≈
F v
F
где
F
— эквивалентная площадь теплообмена, м
2
;
F
— исходная
площадь теплообмена, м
2
;
v
— скорость набегающего потока возду-
ха, м/с.
Так, для получения эффекта, эквивалентного четырехкратному
увеличению площади, необходимо обеспечить течение воздуха через
радиатор системы охлаждения со скоростью порядка 8 м/с.
Выводы.
Результаты проведенного математического моделирова-
ния свидетельствуют о том, что применение системы принудительного
охлаждения позволяет значительно снизить теплонагруженность ПГР,
при этом увеличение площади поверхности теплообмена хотя и являет-
ся более эффективным, чем увеличение скорости прохождения воздуха
через теплообменник, но не представляется обязательным требованием.
Возможна установка радиатора теплообменника с площадью поверхно-
сти, сопоставимой с суммарной площадью поверхности ПГР, но с при-
нудительным обдувом со скоростью порядка 6…8 м/с для получения
температуры установившегося теплового режима рессор 60…80 °С.
Кроме этого, принудительная система охлаждения выравнивает
теплонагруженность рессор, частично разгружая наиболее напря-
женные узлы подвески за счет увеличения температуры менее
нагруженных ПГР.