Система охлаждения двигателя автомобиля. Механизм охлаждения двигателя


Устройство системы охлаждения двигателя | Изучение устройства автомобиля AvtoLegko.ru

При сгорании рабочей смеси внутри цилиндров двигателя температура газов достигает 2000—2500°С. Для того чтобы детали двигателя, испытывая сильный нагрев, могли сохранять работоспособность, их надо охлаждать. Лучше всего двигатель работает, когда температура охлаждающей жидкости равна 80—90°С.

Проще всего охлаждать цилиндры двигателя встречным потоком воздуха. Такая система охлаждения существует у двигателей мотоциклов.На автомобилях воздушное охлаждение применяют сравнительно редко. В нашей стране его имеет только автомобиль „Запорожец".

Воздух для охлаждения цилиндров двигателя автомобиля подается вентилятором, а процессом охлаждения автоматически управляет термостат. Эта система дает возможность быстро прогревать холодный двигатель и поддерживать его температурный режим, не допуская ни перегрева, ни переохлаждения.

Наиболее распространена у автомобильных двигателей жидкостная система охлаждения. Сущность действия такой системы заключается в том, что тепло от цилиндров двигателя воспринимается охлаждающей средой — жидкостью, которая в свою очередь отдает его воздуху. Для этого необходимо, чтобы нагретая от соприкосновения с горячими стенками цилиндров жидкость поступала в радиатор и там охлаждалась и уже охлажденная поступала бы опять в двигатель, т. е. непрерывно циркулировала бы. Циркуляция жидкости в системе охлаждения происходит принудительно, при помощи насоса. В качестве охлаждающей среды применяют воду и значительно реже незамерзающие смеси — антифризы. Антифриз — смесь спирта и этиленгликоля. Такая жидкость не замерзает до 40С°Устройство системы охлаждения автомобиля изображено на рис. 9. В систему входят: рубашка охлаждения цилиндров,радиатор, насос, вентилятор с вентиляторным ремнем, термостат, соединительные патрубки и шланги с хомутиками, жалюзи, указатель температуры воды с датчиком. Рассмотрим эти отдельные части системы. РУБАШКУ ОХЛАЖДЕНИЯ образуют двойные стенки цилиндров. Это пространство заполняют охлаждающей жидкостью.

avtolegko.ru

Система охлаждения двигателя автомобиля

Во время сгорания топлива в камере сгорания температура газов достигает 780…880 градусов. Часть теплоты газов передается цилиндром головке цилиндров, поршням и другим деталям, которые вследствие этого сильно нагреваются. Такие детали необходимо охлаждать, в противном случае нарушается нормальная работа двигателя из-за ухудшения смазочных свойств масла, преждевременного воспламенения рабочей смеси, детонации (в карбюраторных двигателях), уменьшения наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и зазоров в подвижных соединениях.

Однако охлаждение не должно быть чрезмерным, поскольку теряется полезная теплота и топливо плохо испаряется, трудно воспламеняется, медленно горит, в результате чего мощность двигателя снижается. Кроме того, частицы топлива, конденсируясь на стенках цилиндра, смывают с них масло и, стекая в картер, разжижают его, что ухудшает смазывание трущихся деталей двигателя.

Для обеспечения необходимого температурного состояния двигатель оборудован рядом устройств, механизмов и приборов, объединяемых в систему охлаждения.

В двигателях применяют два способа охлаждения: жидкостное и воздушное. В первом случае теплота от стенок цилиндров передается жидкости, которая сообщает ее воздуху, а во втором — непосредственно в окружающую среду (воздух).

В системе жидкостного охлаждения происходят следующие процессы. Вода, заполняющая водяные рубашки 9 в блок-картере (рисунок а) и 8 в головке цилиндров, омывает стенки цилиндров и камер сгорания и, нагреваясь, охлаждает детали работающего двигателя. Нагретая вода направляется в специальный охладитель 1 (радиатор), где отдает теплоту в окружающую среду. Охлажденная в радиаторе вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя. Таким образом, в системе охлаждения происходит непрерывная циркуляция воды. В термосифонной системе охлаждения (рисунок 4.6, а) циркуляция жидкости происходит в результате разности плотностей горячей и охлажденной жидкости. Такую систему применяют сейчас только в пусковых двигателях.

Температура охлаждающей воды работающего двигателя должна находиться в пределах 80…95 градусов.

В системе охлаждения принудительного типа (рисунок б) центробежный насос 17 нагнетает воду в рубашку блок-картера и головку цилиндров двигателя, из которой нагретая вода вытесняется в радиатор 7, охлаждается и по патрубку возвращается к насосу.

Подобная схема характерна для систем охлаждения большинства двигателей.

Интенсивность циркуляции воды в системе охлаждения и потока воздуха, создаваемого вентилятором, зависит главным образом от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому, чтобы при понижении температуры окружающего воздуха и уменьшении нагрузки двигатель не переохлаждался, используют различные устройства, регулирующие тепловой режим двигателя: термостат 14, шторки 3 или жалюзи радиатора.

Рисунок. Схемы жидкостной системы охлаждения: а — термосифонная; б — принудительная; 1 — сердцевина радиатора; 2 — вентилятор; 3 — шторка; 4 — верхний блок радиатора; 5 — крышка заливной горловины; 6 — пароотводная трубка; 7 — верхний патрубок; 8 — рубашка головки цилиндров; 9 — рубашка блок-картера; 10 — нижний патрубок; 11 — нижний бак радиатора; 12 — пробка сливного отверстия; 13 — паровоздушный клапан; 14 — термостат; 15 — термометр; 16 — водораспределительный канал; 17 — центробежный насос; 18 — водоотводная трубка

Принудительная система охлаждения, постоянно сообщающаяся с атмосферой, называется открытой, а система, отделенная от атмосферы специальным паровоздушным клапаном 13, — закрытой. В закрытой системе охлаждения испарение воды меньше, поэтому ее применяют во всех автотракторных двигателях.

В системе воздушного охлаждения теплота от деталей двигателя отводится в результате обдува оребренных цилиндров и головок воздухом. У двигателей небольшой мощности, устанавливаемых на мотоциклах, детали охлаждаются встречным потоком воздуха при движении. Двигатели тракторов и автомобилей с воздушным охлаждением оборудованы вентиляторами для принудительного обдува деталей.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система охлаждения двигателя: устройство, работа и ремонт

 

При сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя, как уже известно, развивается температура до 2500°С, вызывающая сильный нагрев и расширение деталей, отчего может происходить усиленный износ и даже заедание сопряженных деталей.

Перегрев ухудшает количественное наполнение цилиндра горючей смесью, вызывает разжижение и выгорание масла, в результате чего могут заклиниться поршни в цилиндрах и выплавиться вкладыши подшипников. При переохлаждении увеличиваются потери трение, уменьшается мощность двигателя, на холодных деталях конденсируются пары бензина и в виде капель стекают по зеркалу цилиндра, смывая смазку. Возрастает износ деталей, и чаще возникает потребность в замене масла.

Система охлаждения двигателя поддерживает определенный более выгодный тепловой режим его работы.

Автомобильные двигатели могут иметь жидкостное или воздушное охлаждение. На двигателях отечественных автомобилей (исключая ЗАЗ-966) применяют закрытую жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости, осуществляемой водяным насосом. Закрытой систему называют потому, что она непосредственно не сообщается с атмосферой. В результате давление в системе уве личивается, температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 108 - 119°С и снижается расход жидкости на испарение. Температура охлаждающей жидкости нормально работающего двигателя должна быть 85—95° С.

У большинства автобусов радиатор установлен не перед двигателем, а в отдельном отсеке, а вентилятор — в кожухе; тогда тепло, отводящееся от двигателя, используется для обогрева салона кузова. Расположение приборов, входящих в систему охлаждения двигателя ЗИЛ-375. В передней части автобуса, с правой стороны, в кожухе установлен радиатор с трубопроводомзаливной горловины. Перед ним установлен вентилятор, который приводится в движение двумя ремнями через промежуточную опору.

Система охлаждения работает следующим образом. Послепуска двигателя клапан термостата закрыт, охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу. Центробежный насоснагнетает жидкость в водораспределительную трубу, расположенную вдоль головок цилиндров (двигатель ЗИЛ), или через раструбы в рубашку блока левой и правой групп цилиндров (двигатель ЗМЗ-672), затем жидкость поступает через рубашки цилиндров и головки, омывая термостат, и по перепускной трубе проходит обратно к насосу, минуя радиатор. При достижении температуры жидкости 75—80° С клапан термостата открывается и жидкость начинает циркулировать через радиатор по большому кругу, что обеспечивает необходимый отвод тепла.

Жидкость в рубашке охлаждения двигателя нагревается за счет отбора тепла от цилиндров, поступает через термостат в радиатор, охлаждается в нем и под действием центробежного насоса возвращает в рубашку охлаждения двигателя. Охлаждению жидкости способствует интенсивный обдув радиатора и двигателя потоком воздуха от вентилятора.

В систему охлаждения автобуса ЛиАЗ-677 включен водомасляный теплообменник, который нагревает масло, отбирая тепло охлаждающей жидкости, когда оно холодное, и охлаждает масло, когда его температура выше температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения. Жидкость из радиатора через теплообменник по трубопроводу поступает к водяному насосу и по другому трубопроводу возвращается в  радиатор для охлаждения.

Для слива воды из системы охлаждения на трубопроводе установлен сливной шариковый клапан.

Емкость системы охлаждения двигателей автобусов ЛиАЗ-677 — 33 л, ЛАЗ-695Н — 40 л, ПАЗ-672 - 22 л, Икарус-260 - 60 л.

При работе автомобиля в условиях низких температур целесообразно систему охлаждения заправлять низкозамерзающей жидкостью (антифризом), состоящей из смеси этиленгликоля и воды.

Радиатор служит для охлаждения жидкости путем отдачи тепла окружающему воздуху.

Сердцевина радиатора трубчатая и состоит из нескольких рядов плоских трубок , впаянных концами в верхний и нижний бачки.

На трубки нанизаны латунные пластины для увеличения охлаждающей  поверхности. Радиатор закрывается пробкой, в которой имеются два клапана - паровой и воздушный . Паровой клапан открывается при избыточном давлении 0,28—0,38 кгс/см2. Этот клапан не допускает убыли воды в системе охлаждения при повышении температуры охлаждающей жидкости до 108° С. Воздушный клапан  открывается при разрежении, равном 0,01—0,13 кгс/см2, предотвращая сплющивание трубок радиатора. Наличие этих клапанов делает систему охлаждения закрытой. Для большей теплоотдачи радиатора к его рамке прикреплен кожух вентилятора, внутри которого вращается вентилятор. Интенсивность обдува регулируется при помощи шторки, наматываемой на барабан, управление которой осуществляется из кабины водителя при помощи тросового привода. При вытягивании троса шторка   (жалюзи) закрывается.

Водяной насос — центробежный,   укрепляют на  передней стенке блока.  Крыльчатку насоса устанавливают на валу. Вал насоса вращается в двух шариковых подшипниках, имеющих уплотнен. На переднем конце вала установлена ступица шкива водяного насоса и  вентилятора.

Для предупреждения подтекания жидкости на заднем конце вала в ступице крыльчатки  помещен самоподжимный   сальник, состоящий  из резиновой манжетыс пружиной, обоймыи текстолитовой шайбы,    которая прижимается  к торцу корпуса насоса. В корпусенасоса имеется отверстие, через которое вытекает  жидкость наружу при износе деталей самоподжимного сальника, и контрольное отверстие для   выхода лишней смазки.

Вентилятор служит для создания потока воздуха через сердцевину радиатора для ускорения охлаждения в нем жидкости. Лопасти вентилятора крепятся к ступице шкива, укрепленного в направляющих кожуха.

Привод вентилятора осуществляется через ременную передачу от трехручейного шкива коленчатого вала через промежуточную опору и шкив вентилятора.

Термостат устанавливают в патрубке рубашки охлаждения впускного трубопровода, он служит для поддержания наивыгоднейшего теплового режима двигателя и ускорения прогрева двигателя при пуске.

В системе охлаждения двигателя ЗИЛ-130 применен термостат твердым наполнителем, состоящим из смеси церезина с медным порошком. Термостат начинает перепускать жидкость при нагреве ее до температуры 75° С, его клапанполностью открывается при температуре 83° С.

Наполнительтермостата помещен в медном цилиндре, закрытом резиновой диафрагмой, упирающейся в резиновый буфер. Сверху буфера установлен шток, соединенный с рычагом клапана, который при помощи пружины  удерживается в закрытом положении. При этом циркуляция жидкости в системе охлаждения будет происходить через рубашку охлаждения компрессора, минуя радиатор. Когда температура охлаждающей жидкости повысится до 70°С, наполнитель в баллоне начинает плавиться и расширяясь, поднимает диафрагму вверх. Давление диафрагмы через буфер и шток передается на рычаг.

Работа системы регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя происходит следующим образом. До тех пор, пока температура охлаждающей жидкости двигателя не достигнет 80° С, вентилятор не работает, а жалюзи радиатора закрыты под действием пневматического цилиндра. При этом гидравлический насос перегоняет масло из бачка через короткозапорный кран по замкнутому кругу в  насос и бачок.

При температуре 85° С срабатывает автоматический регулятор температуры и пневматический цилиндр. При этом масло от насоса поступает к гидравлическому двигателю привода вентилятора, одновременно через пневматический цилиндр открываются жалюзи радиатора.

В холодное время года на автобусе Икарус нельзя трогаться с места до повышения давления воздуха в пневматической системе не менее 4,8 кгс/см2, так как в противном случае пневматический цилиндр не сработает на закрытие створок жалюзи, что может привести к размораживанию радиатора. Охлаждающую жидкость в систему заправляют через распределительный бачок.

Для слива воды из системы охлаждения предусмотрены четыре сливных крана.

Водоспускной кран радиатора расположен на лобовой стороне передней подножки, доступ к нему - через отверстие, закрываемое крышкой. Кран трубопровода обогрева ветровых стекол находится снизу передней части автобуса, кран радиатора отопления салона – под передней правой ступицей колеса и кран слива воды из двигателя - рядом с заливной горловиной масла со стороны головок цилиндров с левой  стороны автобуса.

aboutavtobus.ru

Устройство систем охлаждения двигателя и работа

 

 

Во время работы мотора при сгорании топливно-воздушной смеси образуется тепло, которое передается через стенки цилиндров.

Без охлаждения двигатель очень быстро перегреется, что может привести к заклиниванию и поломке его узлов. Поэтому конструкция двигателя предусматривает его охлаждение.

Внутри блока цилиндров имеются специальные каналы для охлаждающей жидкости. В современных автомобилях используется антифриз. При протекании жидкости через каналы она принимает часть тепла на себя и отдает его в окружающую среду в радиаторе охлаждения.

Система поддерживает температуру двигателя в определенном диапазоне, чтобы двигатель мог эффективно работать. Для ускорения прогрева холодного мотора устройство системы охлаждения предусматривает термостат.

Конструктивно система состоит из радиатора, расширительного бачка, вентилятора, термостата с корпусом, насоса системы охлаждения и приводного ремня насоса.

Принцип работы и устройство системы охлаждения

Нормальная рабочая температура двигателя составляет примерно 95 градусов, в этом диапазоне состояние всех работающих деталей будет практически идеальным.

Если же мотор долго не может прогреться то усиливается износ  деталей. При низкой температуре сгорание смеси будет неравномерным, с повышенным образованием нагара.

Для того чтобы двигатель мог достичь рабочей температуры за короткое время устройство системы охлаждения предусматривает наличие термостата и двух контуров охлаждения.

 

 

Термостат позволяет жидкости циркулировать по малому кругу (жидкость циркулирует только в блоке цилиндров) что и обеспечивает быстрое повышение температуры.

Малый круг это водяная рушка блока цилиндров, узел дроссельной заслонки и головка блока цилиндров.

Когда температура термостата достигнет 82 градусов охлаждающая жидкость начинает движение по большому кругу, протекая через радиатор охлаждения.

1- Вентилятор, 2- Радиатор, 3- Термостат, 4- Насос, 5- Расширительный бачок

Даже  при  неработающем  двигателе  вентилятор системы охлаждения может включиться и причинить травму. Следует избегать попадания рук, инструментов и одежды в зону вентилятора системы охлаждения.

Пока в системе охлаждения поддерживается давление, температура жидкости может быть значительно  выше  температуры кипения  воды,  даже если жидкость в радиаторе не кипит. Если открыть крышку радиатора при горячем двигателе и высоком давлении в системе охлаждения, находящаяся под давлением охлаждающая жидкость немедленно закипит и выплеснется на двигатель, крылья и человека, открывшего крышку радиатора.

 

Похожие статьи

 

www.em-grand.ru