Analysis of temperature distribution in the engine crankcase when using a preheater using the finite element method | Анализ распределения температур в поддоне картера двигателя при использовании предпускового подогревателя методом конечных элементов

English. The need to preheat an internal combustion engine (ICE) before starting under low temperature is urgent in the automotive industry. Preheaters of various types are designed to solve this problem and avoid premature failure of ICE. In the ICE electric preheater, a heating element (heater, heater plug, plate, and plug) is used, which heats the oil in the engine pan or coolant. The degree of heating of heating element and the electrical power consumed have a certain functional dependence with variables of the temperature field. When heating engine oil in the crankcase, it is necessary to take into account the direction of movement of heat flows distributed from the heating element. For optimal location of the heating element in the ICE pan, it is necessary to define how heat flows are distributed. The experience of working with the ELCUT 6.6 program is highlighted in order to determine the spread of heat flows by the finite element method. Modeling of thermal processes occurring in the ICE pan was carried out using the ELCUT 6.6 program. The data for modeling were obtained from previous experiments according to the methods for testing the ICE preheater and from reference sources. There is presented the simulation result of one of several test prototypes, the main dependences for solving the mathematical modeling problems. A pattern of distribution of temperature flows inside the ICE pan is presented.

Russian. Проблема подогрева двигателя внутреннего сгорания (ДВС) перед пуском в условиях низких температур является актуальной в автотракторной отрасли и АПК. Предпусковые подогреватели различных типов призваны решить эту проблему и избежать преждевременного выхода из строя ДВС. В электрическом предпусковом подогревателе ДВС используется нагревательный элемент (ТЭН, пробка-подогреватель, пластина, заглушка), который осуществляет подогрев масла в поддоне картера двигателя или охлаждающую жидкость. Степень нагрева нагревательного элемента и потребляемая электрическая мощность имеют определенную функциональную зависимость с переменными температурного поля. При подогреве моторного масла в картере двигателя необходимо учитывать направление движения тепловых потоков, распространяемые от нагревательного элемента. Для оптимального расположения нагревательного элемента в поддоне картера ДВС необходимо установить, каким образом распространяются тепловые потоки. В работе освещен опыт работы с программой ELCUT 6.6 с целью определения распространения тепловых потоков с использованием метода конечных элементов. Моделирование тепловых процессов, происходящих в поддоне картера ДВС, проводилось с помощью программы ELCUT 6.6. Данные для моделирования были получены из проведенных ранее опытов согласно методикам испытания предпускового подогревателя ДВС и из справочных источников. В работе представлен результат моделирования одного из нескольких опытных образцов, получены основные зависимости для решения математических задач моделирования. Наглядно представлена картина распространения температурных потоков внутри поддона картера ДВС.