Оглавление: Охлаждающие жидкости и требования к…⇓ Принципиальная схема жидкостной…⇓ Приборы системы охлаждения ⇓ Неисправности системы охлаждения ⇓
Система охлаждения служит для поддержания оптимального температурного режима двигателя путем регулируемого отвода тепла от наиболее нагревающихся деталей. Высокая температура газов во время рабочего хода вызывает интенсивный нагрев деталей, непосредственно соприкасающихся с горячими газами (цилиндры, головки блока цилиндров, поршни, клапаны). Чтобы избежать перегрева этих деталей, от них принудительно отводится тепло в зависимости от режима и условий работы двигателя. При недостаточном отводе тепла двигатель перегревается, не развивает полной мощности, увеличивается расход топлива, а некоторые детали из-за недостаточной смазки быстро изнашиваются. В случае чрезмерного отвода тепла ухудшается топливная экономичность и значительно снижается срок службы двигателя.
Принудительный отвод тепла от деталей двигателя может осуществляться с помощью жидкости (жидкостная система охлаждения) или воздуха (воздушная система охлаждения). На автомобильных двигателях жидкостные системы охлаждения получили более широкое распространение, на мотоциклах в основном устанавливаются двигатели с воздушной системой охлаждения.
Охлаждающие жидкости и требования к ним
В качестве охлаждающих жидкостей применяются вода и этиленгликолевые низкозамерзающие жидкости (антифризы).
Вода имеет высокую теплоемкость, оптимальную вязкость, она безопасна в пожарном отношении, не токсична. Однако у воды недостаточно низкая температура замерзания, при замерзании ее объем увеличивается до 10%. У воды невысокая температура кипения, она способна образовывать накипь. Интенсивность образования накипи зависит от жесткости воды. Жесткость воды обусловлена растворенными в ней солями. Вода из колодцев и ключей обычно жесткая, ее применение в системе охлаждения без умягчения нежелательно. Вода рек, прудов, озер считается умеренно жесткой. Дождевая и снеговая вода содержит очень мало солей и образует наименьшее количество накипи.
Низкозамерзающие жидкости (антифризы) предназначены для заправки систем охлаждения двигателей при низких температурах. Они представляют собой водный раствор технического этиленгликоля с добавлением антикоррозионных-присадок. Наиболее широкое распространение получйли жидкости двух марок: «40» и «65», их температура замерзания соответственно не выше минус. 40 и 65°C. Этиленгликолевые антифризы — сильные яды, поэтому при обращении с ними необходимо соблюдать правила техники безопасности.
Появление автомобилей ВАЗ повлекло за собой разработку высококачественных антифризов — Тосолов. Тосол обладает высокими эксплуатационными показателями. Выпускают три марки этого антифриза: концентрат Тосол-А и два его водных раствора, готовых к употреблению, — Тосол А-40 и Тосол А-65.
Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения
Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения показана на рис. 10. Вокруг цилиндров 11 двигателя и в головке имеется пространство (рубашка охлаждения), заполненное охлаждающей жидкостью. Рубашка охлаждения соединена патрубками 8, 9 и 15 с радиатором 2, служащим для охлаждения нагретой жидкости. Радиатор и рубашка заполняются жидкостью через заливную горловину, закрываемую пробкой 5. В пробке имеются клапаны, через которые внутренняя полость системы охлаждения сообщается с атмосферой. Такая-система охлаждения называется закрытой. В закрытых системах охлаждения поддерживается избыточное давление (до 100 кН/м2), вследствие чего температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 120°C. Пар отводится по трубке 4. Принудительная циркуляция жидкости в системе создается насосом 14, приводимым от коленчатого вала двигателя с помощью шкива 7. Жидкость, соприкасаясь с горячими стенками цилиндров и головки, нагревается и через патрубок 8 поступает в верхний бачок радиатора. По трубкам радиатора, обдуваемым потоком воздуха, жидкость проходит в нижний бачок и по пути охлаждается. Прохождение воздуха через радиатор обеспечивается вентилятором 6 и напором встречного потока воздуха при движении автомобиля. Охлажденная жидкость через патрубок 15 поступает в насос 14 и от него по водораспределительной трубе 12 вновь подводится к наиболее нагретым участкам каждого цилиндра. Водораспределительная труба позволяет равномерно охлаждать все детали двигателя независимо от удаленности от насоса. Таким образом в системе происходит непрерывная циркуляция охлаждающей жидкости (большой круг циркуляции). Температуру охлаждающей жидкости контролируют по термометру 13.
Рис. 10. Схема жидкостной системы охлаждения двигателя: 1 - сливной кран; 2 - радиатор; 3 - жалюзи; 4 - пароотводная трубка; 5 - пробка радиатора; 6 - вентилятор; 7 - шкив; 8, 9, 15 - патрубки; 10 - термостат; 11 - цилиндр; 12 - водораспределительная труба; 13 - термометр; 14 - водяной насос
Оптимальному температурному режиму двигателя соответствует температура охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров 80...100°C. Для быстрого прогрева двигателя, особенно после его пуска, в системе охлаждения устанавливают термостат 10. При наличии термостата жидкость из рубашки охлаждения не может попасть в радиатор, пока двигатель не прогрет. В этом случае при закрытом клапане термостата жидкость поступает к насосу через патрубок 9 (малый круг циркуляции). Так как двигатель при этом охлаждается лишь частью жидкости, заполняющей систему, то его прогрев ускоряется. Проходное сечение клапана термостата и количество жидкости, поступающей в радиатор, увеличиваются по мере повышения температуры, чем в определенных пределах обеспечивается автоматическое регулирование температурного режима двигателя. Вместе с тем оптимальный температурный режим двигателя поддерживается изменением с помощью жалюзи 3 интенсивности воздушного потока, проходящего через радиатор. На некоторых двигателях вентилятор включается в работу только после прогрева двигателя.
Жидкость сливают через кран 1, установленный в нижней точке системы охлаждения. В системах охлаждения некоторых двигателей (ВАЗ и др.) имеется расширительный бачок, расположенный в высшей точке системы. Расширительный бачок, сообщающийся с атмосферой, наполовину заполнен охлаждающей жидкостью и соединен трубкой с заливной горловиной радиатора. При открытии выпускного (парового) клапана, которым снабжена пробка заливной горловины, избыточная жидкость или пар отводится в расширительный бачок. При уменьшении объема охлаждающей жидкости в пробке открывается впускной клапан, и жидкость из расширительного бачка возвращается в радиатор. Таким образом в системе поддерживается необходимый объем циркулирующей жидкости.
При воздушной системе охлаждения двигателя цилиндры и головки для увеличения поверхности охлаждения снабжены большим количеством ребер. Охлаждающий воздух в этом случае подается вентилятором высокой производительности, приводимым от коленчатого вала двигателя. К двигателю воздух поступает по направляющему кожуху, обеспечивающему равномерное охлаждение всех деталей. Нагретый воздух выходит наружу через специальный раструб, в котором установлена заслонка. При повороте заслонки, осуществляемом водителем или автоматически, изменяется интенсивность охлаждения, чем обеспечивается оптимальный температурный режим двигателя.
Основным преимуществом воздушного охлаждения перед жидкостным является простота эксплуатации системы и невозможность ее выхода из строя в холодное время года.
Приборы системы охлаждения
К основным приборам системы охлаждения относятся: радиатор, расширительный бачок, жалюзи радиатора, водяной насос, вентилятор, термостат.
Радиатор предназначен для передачи тепла от охлаждающей жидкости окружающему воздуху. Он состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных между собой рядами латунных трубок. Для увеличения площади теплоотдачи к трубкам припаяны латунные ленты. В нижнюю часть заливной горловины радиатора впаяна пароотводная трубка. Пробка заливной горловины имеет паровой и воздушный клапаны. Паровой клапан открывается при избыточном давлении 0,045...0,055 МПа. Излишки воды или пара отводятся через пароотводную трубку. Воздушный клапан предохраняет радиатор от сжатия давлением наружного воздуха, он открывается, когда давление в системе снижается на 0,001-0,01 МПа.
Материал получен с официального ресурса [HYUNDAIBOOK]
Расширительный бачок устанавливается на легковых автомобилях «Москвич», ВАЗ и «Волга».
Жалюзи состоят из горизонтальных или вертикальных стальных пластин-створок, шарнирно закрепленных в каркасе. Управляет ими водитель с помощью тяг, троса и рукоятки, выведенной в кабину.
Водяной насос создает циркуляцию жидкости в системе охлаждения, препятствует образованию паровоздушных пробок и обеспечивает равномерное охлаждение двигателя. Он крепится к блоку цилиндров и приводится с помощью ременной передачи от шкива коленчатого вала. Насос состоит из корпуса, вала, крыльчатки и сальника. Подшипники насоса обычно смазывают через пресс-масленку. Подачу смазки осуществляют до выхода ее из контрольного отверстия.
Вентилятор предназначен для усиления потока воздуха, проходящего через радиатор. На многих автомобильных двигателях вал водяного насоса служит одновременно и валом вентилятора. Лопасти вентилятора изготовляют из пластмассы или листовой стали.
Термостат устанавливают на выходе охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров. Термостат может иметь жидкостный или твердый наполнитель.
В термостате с жидкостным наполнителем имеется гофрированный баллон, заполненный легкоиспаряющейся жидкостью. Нижний конец баллона закреплен на кронштейне корпуса, а к штоку с верхнего конца припаян клапан.
В настоящее время на автомобилях «Москвич», «Волга» и других устанавливают термостаты с твердым наполнителем. Баллон такого термостата заполнен смесью церезина с медным порошком. При нагревании церезин плавится, объем - его увеличивается, и клапан термостата начинает открываться. При понижении температуры происходит обратный процесс.
На отечественных мотоциклах охлаждение двигателя осуществляется путем обдува встречным потоком воздуха, а также посредством смазки и рациональной продувки, которые снижают температуру наиболее нагретых деталей. Для эффективного охлаждения двигателя путем обдува на поверхности цилиндра и головки выполнены (отлиты) ребра. Чем больше площадь этих: ребер и выше теплопроводность материала, из которого они изготовлены, тем интенсивнее охлаждение. Естественно, при движении мотоцикла интенсивность обдува повышается и охлаждение двигателя улучшается. Езда на пониженных скоростях при высокой частоте вращения.коленчатого вала и по тяжелым дорогам при больших нагрузках ведет к перегреву двигателя.
Чрезмерное охлаждение тоже отрицательно сказывается на работе двигателя. Рабочая смесь сгорает медленнее, бензин, конденсируясь на стенках цилиндра, смывает масляную пленку, что ведет к повышенному износу трущихся поверхностей и преждевременному выходу двигателя из строя.
Для лучшего охлаждения двигателя и надежной работы мотоцикла необходимо тщательно очищать оребрение цилиндра и головки от грязи и масла.
Неисправности системы охлаждения
Основными неисправностями системы являются: течь охлаждающей жидкости, перегрев или переохлаждение двигателя.
Течь охлаждающей жидкости может быть через неплотности в соединениях патрубков со шлангами, через неисправные сливное краны, сердцевину радиатора, а также через контрольное отверстие водяного насоса.
Перегрев двигателя может возникать от недостаточного количества охлаждающей жидкости в системе, в результате пробуксовки, обрыва или- слабого натяжения ремня привода вентилятора, из-за значительного засорения сердцевины радиатора, неисправности термостата или жалюзи, большого отложения накипи в рубашке охлаждения. Двигатель может перегреваться и при исправной системе охлаждения в случае длительного движения автомобиля на низших передачах, перегрузки двигателя или возникновения неисправностей в системах зажигания, питания или из-за других причин. При неисправном термостате (который открывается не полностью) двигатель перегревается, а верхний бачок и сердцевина радиатора, как правило, остаются холодными.