Таблица 4 – Средняя скорость ветра на метеостанциях Павлодарской области

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ 
 
 
159
 
Таблица 5 – Средняя скорость ветра на метеостанциях Северо-Казахстанской области 
 
Расположение 
метеостанции 
Среднегодовая 
скорость  ветра 
м/с 
Средняя скорость ветра (м/с) 
Максимальная 
скорость  ветра 
(м/с) 
Зима 
Весна 
Лето 
Осень 
Петропавловск 
2,4 
1,7 
2,7 
2,5 
2,5 
22 
Благовещенка 
(Жамбылскийр-н) 
3,0 
3,1 
3,4 
2,6 
3,1 
27 
Возвышенка  (р-н  Магжана 
Жумабаева) 
3,1 
3,1 
3,6 
2,6 
3,1 
24 
Кишкенеколь 
3,0 
3,1 
3,4 
2,6 
3,0 
36 
Рузаевка 
(р-н 
и.Габита 
Мусрепова) 
3,6 
3,7 
4,3 
3,2 
3,3 
28 
Саумалколь 
3,2 
3,3 
3,7 
2,6 
3,1 
40 
Тайынша 
4,3 
4,0 
4,6 
3,9 
4,6 
26 
Явленка 
3,2 
3,2 
3,7 
2,6 
3,3 
25 
 
На  метеостанциях  Северо-Казахстанской 
области  наибольшая  среднегодовая  скорость 
ветра была зафиксирована на Тайынша (4,3 м/с). 
Средняя скорость ветра в Северо-Казахстанской 
области равна 3,2 м/с. 
Анализируя  табличные  данные,  можно 
сделать  вывод,  что  ветра  в  Акмолинской  (3,5 
м/с),  Костанайской  (3,2  м/с),  Павлодарской  (3,2 
м/с) и Северо-Казахстанской областях (3,2 м/с) с 
такой  скоростью  можно  использовать  на  ветро-
установках. Таким  образом, данный  вид  энергии 
необходимо  использовать  в  деятельности  чело-
века. 
На  основании  приведенных  значений 
были  выбраны  наиболее  перспективные  райо-
ны в Акмолинской (Ерейментау, Атбасар, Коргал-
жын),  Костанайской  (Аркалык,  Караменды),  Пав-
лодарской (Жолболды, Актогай) и Северо-Казах-
станской (Тайынша) областях для установки вет-
рогенератора, со среднегодовой скоростью веет-
ра  4  м/с  и  выше.  Рекомендуемое  решения 
преобразования  ветра  это  -  EnergyWind  5  кВт 
Стандарт,  ВетроустановкиAirBreeze,  БРИЗ-5000, 
ВЭУ SunForce 600 Вт.  
 
Таблица 6 – Основные характеристики ветрогенераторов 
 
 
EnergyWind 
AirBreeze, ,  
БРИЗ-5000 
SunForce 600 Вт 
Мощность 
ветряка 
5 кВт 
5 кВт 
5 кВт 
600 Вт 
Начальная 
рабочая  скорость 
ветра 
3 м/с 
3 м/с 
3 м/с 
 2 м/с 
Диаметр ротора 
- 
5м 
5м 
1,3 м 
Высота мачты 
15 м 
14м 
14м 
10 м 
Генератор 
- 
Синхронный 
трехфазный с 
возбуждением от 
постоянных 
магнитов 
Синхронный 
трехфазный 
с 
возбуждением  от 
постоянных 
магнитов 
- 
Инвертор 
МАП-Pro  -  6кВт 
(48 В) 
 
6,5  кВт  (80  -  125 
В) 
6,5  кВт  (80  -  125 
В) 
600 Вт (75 В) 
Аккумуляторные 
батареи 
Delta(GEL) 
200 
А*ч 
Свинцово-
кислотные 
190 
А*ч 
Свинцово-
кислотные 
190 
А*ч 
Свинцовые  
100 
А*ч 
Цена 
$9 340  
$1 375 
$11 190 
$1 345 
 

ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАР  
 
 
160
Причины  развития  альтернативной  энер-
гетики и, в частности, ветроэнергетики связаны с 
динамикой  роста  потребления  электроэнергии, 
так  в  2005  г.  потребление  электроэнергии 
составило  67,50  мдрд.  кВтч/год,  а  в  2011  г.  уже 
83,00  мдрд.  кВтч/год,  и  ростом  цен  на 
энергоресурсы.  По  данным  Агентства  РК  по 
статистике,  с  2005  по  2011  годы  стоимость 
средней оплаты по Казахстану выросла за: 
отопление — на 43%, с 1810 до 2585 тенге 
за гигакалорию; 
электричество — на 118% (более чем в 
два раза!), с 4,18 до 9,15 тенге за киловатт; 
горячую воду — на 54%, со 100 до 154 
тенге за кубометр; 
холодную воду — на 59%, с 27 до 43 тенге 
за кубометр; 
газ — на 57%, с 7 до 11 тенге за кубометр. 
Из приведенных цифр видно, что 
наибольшими темпами растут тарифы на 
электроэнергию. Наибольший рост тарифов на 
электроэнергию с 2005 по 2011 гг. фиксируется в 
Акмолинской области — 170%, с 4,76 до 12,87 
тенге за кВт/ч. [4]. 
Также  не  маловажной  причиной  развития 
являются 
ландшафт 
нашей 
местности, 
бескрайние  степи  в  которых  практически  всегда 
дуют  ветра,  которые  можно  и  даже  нужно 
использовать в качестве источника энергии.  
Таким  образом,  можно  сделать  вывод,  что 
с  неуклонным  ростом  цен  на  традиционную 
энергию  и  увеличением  потребности  населения 
в  энергии,  необходимо  искать  альтернативную 
энергию.  Этой  энергией  может  стать  ветровая 
энергия – это основа будущей энергетики. 
 
Литература: 
1.
http://www.windenergy.kz/files/1213794277_fil
e.pdf.  
2
.  Я.  И.  Шефтер,  И.  В.  Рождественский 
Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты. - 
Москва:Изд. «Колос», 1967. 
3.
http://energywind.ru/katalog/recomendacii/Sko
rost-vetra-Kazakhstan/
 
4. 
http://kapital.kz/ratings/1168/samoe-dorogoe-
teplo-v-almaty-i-kostanae.html
 
 
Түйін 
Мақалада 
Қазақстан 
Республикасындағы 
жел 
энергетикасын 
дамыту 
мәселелері 
қарастырылған.Осы  саладағы  әлемдік  тәжірибеге  қысқаша  сараптама  жасалған.Қазақстанның 
солтүстік  облыстарындағы  жел  жылдамдығы  туралы  метеомәліметтер  сарапталған.Жел 
генераторларын орнату, олардың ұсынылған модельдерін алдын ала таңдау үшін тиімді аудандар 
анықталған. 
Resume 
The paper deals with the development of wind power in the Republic of Kazakhstan.A brief analysis of 
international  experience  in  the  matter  was  conducted.Meteorological  data  on  wind  speed  in  the  northern 
regions  of  Kazakhstan  have  been  analized.Promising  areas  for  the  installation  of  wind  turbines  were 
identified, their recommended models were pre-selected. 
 
 
УДК 621.7 
 
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ 
ДВИГАТЕЛЯ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРЫЛЬЧАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА С 
ИЗМЕНЯЕМЫМ УГЛОМ АТАКИ 
 
Дерепаскин  А.И.  -  д.т.н.,  старший  научный  сотрудник,  заведующий  лабораторией 
Костанайского филиала ТОО «КазНИИМЭСХ» 
Румянцев  А.А.  -  к.т.н.,  доцент  кафедры  технологических  машин  и  оборудования 
Костанайского государственного университета им. А. Байтурсынова 
Саухимов  А.А.  -  магистрант  Костанайского  государственного  университета  им.А. 
Байтурсынова 
 
Аннотация 
В  статье  приведен  принцип  работы  системы  охлаждения  двигателя,  классификация  видов 
охлаждения,  повышение  эффективности  работы  двигателя  в  зависимости  от  климатических 
условии Казахстана с применением крыльчатки с изменяемым углом атаки. Приведена программа 
“ProgFun”,  которая  создана  для  работы  с  данной  крыльчаткой  вентилятора,  что  позволяет 
расчетным способом выяснить количество отводимого тепла от головок цилиндров. 
Ключевые слова: вентилятор, угол атаки, система охлаждения двигателя. 
 

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ 
 
 
161
Совершенствование методов проектирова-
ния  сложных  изделий  машиностроения  предпо-
лагает,  в  том  числе, сокращение  времени  и  тру-
дозатрат  на  разработку  и  выпуск  конструктор-
ской документации. Это в полной мере относится 
к  дизелям,  разработка  которых  требует  значи-
тельных предпроектных исследований. Среди их 
систем  важная  роль  сохраняется  за  системой 
охлаждения,  определяющей  технический  уро-
вень  не  только  самого  дизеля,  но  и  объекта,  в 
состав которого он включен. 
Расширение  функциональных  возможнос-
тей,  применение  прогрессивных  узлов  и  агрега-
тов  существенно  усложнили  конструкцию  сис-
темы  охлаждения.  Сегодня  в  ее  состав  входят 
охладители  не  только  охлаждающей  жидкости 
двигателя,  но  и  масла  трансмиссии,  рулевого 
управления,  гидросистемы,  а  также  жидкости 
системы  кондиционирования  воздуха  в  кабине. 
Кроме того, в воздушном тракте системы охлаж-
дения  устанавливают  узлы  электрооборудова-
ния,  воздухоочистки  и  др.  Однако  для  уверен-
ного  выбора  параметров  жидкостной  системы 
охлаждения  при  проектировании  перспективных 
дизелей  известных  производителей  требуется 
некоторое  совершенствование  дизельных  двига-
телей. 
Распространение  двигателей  внутреннего 
сгорания  требует  усовершенствования  их  конст-
рукции, технико-экономических показателей, эко-
логических  показателей  и  повышения  надеж-
ности.  КПД  и  надежность  двигателей  зависят  от 
их  температурного  состояния,  которое  в  свою 
очередь  зависит  от  эффективной  работы  сис-
темы охлаждения. 
Улучшение  показателей  дизелей  непос-
редственно  связано  с  интенсификацией  процес-
сов, происходящих в цилиндре, в том числе теп-
лоотдачи  от  газов  к  его  стенкам,  что  вызывает 
повышение  температуры  деталей  и  увеличение 
в них термических напряжений. По этой причине 
среди  систем  дизеля  важная  роль  принадлежит 
системе  охлаждения,  обеспечивающей  необхо-
димые  температуры  деталей  и  определяющей 
технический  уровень  не  только  двигателя,  но  и 
объекта, в состав которого он включен. 
Процессы,  протекаемые  в  системе  охлаж-
дения,  условно  можно  разделить  на  внутренние 
—  отвод  тепла  от  деталей  двигателя  в  охлаж-
дающую  жидкость  (гидравлический  контур),  и 
внешние  -  рассеивание  отведенного  жидкостью 
тепла в окружающую среду (воздушный контур). 
Важным  параметром,  определяющим  тех-
нический  уровень  дизеля,  является  тепловое 
состояние  его  деталей.  При  работе  двигателя, 
вследствие  те-плоаккумулирующей  способности 
деталей  цилиндро-поршневой  группы,  в  них  ус-
танавливается  температурное  поле,  близкое  к 
стационарному  (особенно  на  установившихся 
режимах). 
Основными  режимными  параметрами  для 
жидкостной 
системы 
охлаждения 
являются 
скорость  движения  теплоносителя  и  тепловой 
поток, отводимый в охлаждающую среду, причем 
в различных двигателях, так в процессе эксплуа-
тации  одного  двигателя  могут  иметь  место 
самые  разнообразные  сочетания  этих  парамет-
ров. 
Схемы  движения  охлаждающей  жидкости  
во  внутренних  полостях  охлаждения  дизелей 
разнообразны. К наиболее распространенным из 
них следует отнести схемы с последовательным 
и параллельным движением ОЖ: 
при  последовательной  циркуляции  охлаж-
дающей жидкости от насоса подается в рубашки 
охлаждения  цилиндров  (начиная  с  первого),  а 
затем  из  полости  охлаждения  последнего  ци-
линдра  к  его  головке,  после  чего  последова-
тельно пройдя через остальные головки цилинд-
ров, направляется к радиатору; 
при  параллельной  циркуляции  охлаждаю-
щая  жидкость  поток  после  насоса  разделяется 
на  две  части,  одна  их  которых  направляется  на 
охлаждение  головок  цилиндров,  а  другая  –  ци-
линдров. 
В  схеме  с  последовательной  циркуляцией 
охлаждающей жидкости (рис. 1)  ее температура 
у последнего цилиндра оказывается выше, чем у 
первого,  а  в  головках  цилиндров,  наоборот, 
более  низкая  температура  наблюдается  у 
головки  последнего цилиндра.  Неравномерность 
распределения  температуры  может  быть  час-
тично  сглажена  передачей  небольшой  порции 
охладителя  от  блока  цилиндров  к  головке.  Для 
этого  вокруг  каждого  цилиндра  выполняются пе-
репускные  каналы  с  пропорционально  увеличи-
вающимся  диаметром  по  ходу  движения  охлаж-
дающей жидкости. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАР  
 
 
162
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1 - Схема последовательной циркуляции 
 
При  схеме  с  параллельным  движением 
(рис.  2)  охлаждающая  жидкость  наиболее  горя-
чими  являются последние  цилиндр  и  головка  по 
ходу  ее  движения,  Обеспечение  равномерности 
распределения  температуры  осуществляется 
введением  в  рубашку  блока  дополнительных 
местных  сопротивлений,  позволяющих  выров-
нять  расход  и  скорость  ОЖ  в  блоке  и  головках. 
Однако  следует  иметь  ввиду,  что  повышение 
сопротивления  тракта  приводит  к  увеличению 
затрат мощности на привод насоса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 2 - Схема с параллельным движением жидкости 
 
 
 
В современных дизелях, имеющих высокий 
уровень форсирования, наибольшее распростра-
нение  получила  схема  охлаждения  с  попереч-
ным  потоком  охлаждающей  жидкости.  В  этом 
случае  насос  подает  охлаждающая  жидкость  в 
распределительный  коллектор,  идущий  вдоль 
блока  цилиндров,  откуда  она  подается  в  полос-
ти, окружающие каждый цилиндр, а из них посту-
пает в полости охлаждения головок. После голо-
вок  поток  направляется  в  общий  сборный  кол-
лектор,  а  далее  через  термостат  в  радиатор. 
Схема индивидуального подвода жидкости к каж-
дой  головке  несколько  усложняет  конструкцию, 
но  позволяет  лучше  организовать  охлаждение 
ее  наиболее  теплонапряженных  мест  и  тем  са-
мым обеспечить более интенсивное и равномер-
ное охлаждение днища головки, гнезд топливных 
форсунок, выпускного канала и седла выпускного 
клапана. 
В  процессе  создания  двигателя  предус-
матриваются  меры  для  выбора  конструктивных 
элементов  охлаждающих  полостей,  обеспечи-
вающие 
необходимое 
потокораспределение. 
Оценить  эффективность  принятых  мер  до  по-
следнего времени можно было только после про-
ведения  соответствующих  исследований  выпол-
ненного 
образца 
двигателя, 
базируясь 
в 
процессе проектирования на положительно заре-
комендовавших  себя  в  эксплуатации  аналогич-
ных автомобилях и на ранее проведенных иссле-
дованиях прототипов. 
Работа  двигателя  также  зависит  от  усло-
вии  окружающей  среды,  а  именно  температуры 
окружающей  среды.  Некоторые  районы  Казах-
стана, в основном Южные регионы, где темпера-
тура  достигает  до  +50С
0
  в летнее  время.  В дан-
ных  регионах  двигатель  требует  особого  ухода 
для профилактики перегрева охлаждающей жид-

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ 
 
 
163
кости.  Особенно,  если  автомобиль  эксплуати-
руется  активно,  на  большом  предприятии,  где 
производство безостановочно.  
Следует  отметить,  что  в  зимний  период,  
температура  в  Казахстане  достигает  до  -50  С
0
, 
где  в  подобных  условиях,  в  рамках  производст-
ва, также требуется двигателю особое внимание.  
Одним  вариантом  решения  проблемы  яв-
ляется  регулирование    отвода  теплоты  от  голо-
вок  цилиндров  путем  использования  вентилято-
ра с изменяемым углом атаки.  
Данный  вид  вентилятора  имеет  широкое 
распространения  на  иностранных  двигателях  в 
основном китайского производства (Howo). 
Вентилятор  с  изменяемым  углом  атаки 
позволяет менять (рис. 3), убирать лопасти в за-
висимости 
от 
температурных 
условии 
окружающей среды.   
Для  использования  данного  вентилятора-
была написана программа “ProgFUN” (рис. 4), ко-
торая  позволяет  вычислить  количество  отводи-
мого тепла от головок цилиндров, в зависимости 
угла  лопастей,  количества  лопастей  и  темпера-
турой окружающей среды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 3 - Крыльчатка вентилятора с изменяемым углом атаки 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 4 - Программа “ProgFUN” 
 
Применение  крыльчатки  вентилятора  с 
изменяемым углом атаки позволяет: 
-  повысить  надежность  работы  системы 
охлаждения двигателя; 

ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАР  
 
 
164
-  снизить  потребление  топлива,  которое 
расходуется  при  разогреве  двигателя  до  «рабо-
чей» температуры; 
- ускорить процесс разогрева двигателя; 
-  увеличивать  либо  уменьшать  количество 
отводимого тепла от головок цилиндров. 
Экономическая  целесообразность  данного 
вида  крыльчатки  в  ее  доступности,  чем  другие 
вентиляторы  (гидромуфта,  электромуфта),  сни-
жение  потреблении  топлива, более чем  на  3%  в 
день в зимнее время, в летнее время позволяет 
удерживать температуру в рамках «рабочей» 80-
90С
0
.  Что способствует  профилактике  капремон-
та двигателя.  
 
Литература: 
1.  Kevin  Hoag,  L.  Vehicular  Engine  Design 
[Текст]  //Engine  Research  Center,  University  of 
Wisconsin-Madison,  Madison,  Wisconsin,  U.S.A., 
2006. 
2.  Березовский,  А.Б.  Проектирование  сис-
тем  жидкостного  охлаждения  поршневых  двига-
телей  //Учебное  пособие  к  курсовому  и  ди-
пломному  проектированию.  -  Казань:  Изд-во 
казан. гос. техн. ун-та, 2000. - 87 с. 
3.  Новенников,A.Л. 
О 
закономерностях 
теплоотдачи в жидкостных системах охлаждения 
ДВС.  //А.Л.  Новенников,  Б.С.  Стефановский. 
Ученые  записки.  Ярославский  технолог,  инсти-
тут. - Том 29. - Ярославль, 1972.- С. 17-23. 
4.  Кавтарадзе,  Р.З.  Локальный  теплообмен 
в  поршневых  двигателях  //Учеб.  пособие  для 
вузов.  -  2  изд.  :  Издательство  МГТУ  им.  Н.Э 
Баумана, 2007. – 472с. 
5.  Яковлев,  В.В.Теплоотдача  некипящей 
воды  при  высоких  тепловых  нагрузках.  —  М.: 
Атомная энергия, 1957. - №2. - С.31-32. 
 
Түйін 
Мақалада  қозғағыштың  тоңазыту  жүйесі  жұмысының  ұстанымы,  тоңазыту  түрлерінің 
топтастыруы,  Қазақстанның  климаттық  жағдайына  қарай  атаканың  бұрышын  өзгртумен 
қалақшаны  қолдану  арқылы  қозғағыш  жұмысының  тиімділігін  арттыру.  Вентилятордың 
айтылмыш қалақшасымен жұмыс үшін жасау "Prog Fun" деген компьютерлік бағдарлама құрылған,  
бұл есептеу әдісімен цилиндрдың бастарынан шыққан жылу санын анықтайды.  
 Resume 
The  principle  of  operation  of  the  cooling  system  of  the  engine,  classification  of  types  of  cooling, 
increase  of  overall  performance  of  the  engine  is  given  in  article  depending  on  climatic  a  condition  of 
Kazakhstan with application of a krylchatka with a changeable angle of attack. The Prog Fun program which 
is created for work with this fun of the fan that allows in the settlement way to find out quantity of taken-away 
heat from heads of cylinders is provided. 
 
 
УДК 629.113.001 

жүктеу/скачать 6,13 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: