Изучение устройства системы охлаждения. Устройство системы охлаждения

Изучение устройства системы охлаждения — Мегаобучалка

Цель работы:

Изучить устройство и комплектующие детали системы охлаждения двигателя.

Система охлаждения предназначена для обеспечения оптимального и стабильного теплового состояния двигателя на любом режиме его работы путем принудительного отвода теплоты от его деталей. Нарушение теплового режима работы двигателя негативно сказывается на работе всех его систем и механизмов.

При переохлаждении двигателя растут потери на трение из-за повышения вязкости масла, интенсивность износа, ухудшается смесеобразование и сгорание, конденсация паров воды в картере усиливает коррозионный износ деталей.

При перегреве двигателя снижается вязкость масла, и растут потери на трение, снижается прочность материалов, растут температурные напряжения и деформации деталей, а в двигателях с искровым зажиганием также возрастает вероятность детонации.

К системе охлаждения предъявляются следующие требования:

автоматическое поддержание температурного режима двигателя, независимо от режима его работы и внешних условий; быстрый прогрев двигателя до рабочих режимов; длительное сохранение температуры двигателя после его остановки.

В зависимости от вида теплоносителя, с помощью которого осуществляется отвод теплоты от двигателя, различают жидкостные и воздушные системы охлаждения.

Закрытая система сообщается с атмосферой при большой разности давлений, с помощью специальных клапанов. Такая система позволяет поднять давление в системе и температуру кипения охлаждающей жидкости и, тем самым, повысить рабочую температуру жидкости, что дает возможность уменьшить габариты радиатора.

Регyлирование температуры охлаждающей жидкости.

В жидкостном тракте роль регуляторов выполняют жидкостный насос и термостат. Термостат организует циркуляцию охлаждающей жидкости по «большому» кругу через радиатор, и по «малому» кругу через обводной трубопровод , минуя радиатор, или частично по одному и другому кругу в зависимости от степени открытия регулирующего элемента для прогрева двигателя, а также для поддержание температуры жидкости.

В качестве охлаждающей жидкости используют тосол - раствор этиленгликоля в воде с добавлением присадок, а также антифриз.

Детали системы охлаждения:

Жидкостный насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию жидкости в системе охлаждения. В улиткообразном корпусе 1 насоса в подшипниках 4 и 5 вращается валик 11 с крыльчаткой 8. В корпусе и его крышке 3 валик уплотняется сальниками и манжетой 10. Валик 11 приводится во вращение через шкив 2 и ременную передачу.

По патрубку 12 жидкость подводится к центру крыльчатки 8 и вращается вместе с ней. Центробежная сила отбрасывает жидкость от центра к периферии, поэтому в центре крыльчатки образуется пониженное давление, а на периферии - повышенное, под действием этого перепада и происходит циркуляция жидкости в системе охлаждения.

Радиатор предназначен для охлаждения жидкости, отводящей теплоту от двигателя.

Охлаждение происходит в обдуваемой воздухом сердцевине радиатора, соединяющей верхний и нижний бачки. Сердцевина состоит из латунных медных или алюминиевых трубок и латунных или стальных охлаждающих ребер.

Заливная горловина бочка закрывается пробкой, в которой имеется впускной и выпускной клапан.

Если температура жидкости превысит 1000С, клапан 2 под давлением ее паров закроется, но после увеличения давления в системе на 0,05 МПа откроется клапан 1 и пары закипающей жидкости направятся в расширительный бачок, где они конденсируются.

Вентилятор с приводом от электродвигателя автоматически включается при увеличении температуры охлаждающей жидкости до 85 – 950С, при меньшей температуре вентилятор не работает.

Термостат 5 автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигателя.

Термостаты могут быть жидкостными или с твердым наполнителем. Например, термостат дизеля КамАЗ имеет твердый наполнитель из церезина (нефтяной воск) с температурой плавления 70-8300С.

В режиме прогрева дизеля клапан закрыт. В режиме прогрева двигателя охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу (минуя радиатор), что ускоряет прогрев двигателя. Когда охлаждающая жидкость прогреется до 840С, вместе с ней разогреется и наполнитель 3 термостата, заключенный в баллоне 2. При этом наполнитель расплавится, и, увеличиваясь в объеме, переместит баллон 2 вправо, т. е. откроет клапан 12 и прикроет клапан 4. Охлаждающая жидкость начнет циркулировать через радиатор, т. е. по большому кругу. После прогрева охлаждающей жидкости до температуры 930С клапан 12 термостата откроется полностью, а клапан 4 прижмется к своему седлу, при этом вся жидкость будет проходить через радиатор. Пружина 7 обеспечивает возвращение клапанов.

megaobuchalka.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

Устройство и работа приборов жидкостной системы охлаждения

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Техническое обслуживание автомобилей

Жидкостный насос. Для создания принудительной циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения служит жидкостный насос центробежного типа (рис. 4.2). Расположен насос в передней части блока цилиндров и приводится в действие клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Он состоит из корпуса крыльчатки и корпуса подшипников, соединенных между собой через прокладку. Вал насоса вращается в двух шарикоподшипниках, снабженных сальниками для удержания масла. Передний подшипник фиксируется упорным кольцом, а задний удерживается от перемещения дистанционной втулкой.

Пластмассовая крыльчатка крепится на заднем конце вала при помощи металлической ступицы. При вращении крыльчатки жидкость из подводящего патрубка поступает к ее центру, затем захватывается лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса, а оттуда через полые приливы подается в рубашку охлаждения двигателя.

Герметичность вращающихся деталей, расположенных в корпусе насоса, обеспечивается самоподвижным сальником, установленным в крыльчатке и состоящей из уплот-нительной шайбы, резиновой манжеты и пружины, прижимающей шайбу к торцу корпуса подшипников. Своими выступами шайба входит в пазы крыльчатки и закрепляется обоймой. На переднем конце вала с помощью втулки установлена ступица, к которой крепится шкив привода насоса и вентилятора.

Рис. 4.3. Жидкостный насос в сборе с электромагнитной муфтой вентилятора

Вентилятор. Для повышения скорости потока воздуха, проходящего через радиатор, служит вентилятор (см. рис. 4.2). Устанавливаемые на двигателях вентиляторы имеют лопастей, которые изготовляют из листовой стали или пластмассы (у автомобилей ВАЗ-2106 «Жигули», «Москвич-2140» и др.).

На ряде двигателей лопасти вентилятора располагают в направляющем кожухе (диффузора), который улучшает вентиляцию подкапотного пространства и увеличивает количество воздуха, проходящего через радиатор. Для этой же цели лопасти 15 вентиляторов двигателей ЗМЗ-53, ЗИЛ-130 и др. изготовляют с отогнутыми концами в сторону радиатора.

На двигателях автомобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-53-12, автобусах ЛиАЗ-677М и на многих легковых автомобилях привод вентилятора осуществляется клиноременной передачей. На дизелях ЯМЭ-236, -238 вентилятор приводится в действие через систему зубчатых колес непосредственно от зубчатого колеса распределительного вала.

На ряде моделей двигателей автомобилей семейства ГАЗ (ГАЗ-53-12 и ГАЗ-24-02) для лучшего поддержания в заданных пределах их теплового режима и уменьшения потери мощности на привод вентилятора последний приводится в действие электромагнитной муфтой. Центробежный насос в сборе с такой муфтой показан на рис. 4.3. Он состоит из корпуса, вала, крыльчатки с лопастями, самоподжимным сальником и электромагнитной муфты. В зависимости от температуры жидкости в системе охлаждения электромагнитная муфта включается или выключается. Она состоит из электромагнита 6, установленного вместе со шкивом на ступице насоса, и ступицы вентилятора, соединенной пластинчатой пружиной с якорем, свободно вращающимся вместе со ступицей на двух шарикоподшипниках. Катушка электромагнита соединена с тепловым реле, датчик которого расположен в верхнем бачке радиатора.

Когда температура охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора достигает 85—90 °С, контакты теплового реле замыкаются и в катушку электромагнита поступает ток от аккумуляторной батареи. Якорь притягивается к электромагниту, и ступица вместе с лопастями вентилятора начинает вращаться. При понижении температуры охлаждающей жидкости до 80—85 °С контакты реле размыкаются и вентилятор отключается.

На автомобилях ВАЗ-2108 «Спутник», -2109 и их модификациях устанавливают электровентиляторы. Включение и выключение электродвигателя вентилятора происходят в зависимости от температуры охлаждающей жидкости датчиком, ввернутым в верхний бачок радиатора.

На дизелях автомобилей семейства КамАЗ в приводе вентилятора установлена гидромуфта, передающая крутящий момент от коленчатого вала к вентилятору. Гидромуфта имеет регулятор-выключатель с термосиловым датчиком, реагирующим на тепловой режим работы двигателя. С повышением температуры охлаждающей жидкости до 80 °С активная масса, находящаяся в баллоне включателя, начинает плавиться с увеличением объема, вследствие чего шток датчика, воздействуя на золотник, открывает канал главной масляной магистрали, из которого масло поступает в гидромуфту, обеспечивающей плавное включение вентилятора.

Рис. 4.4. Термостат с твердым наполнителем: а — общий вид; б — клапан термостата.закрыт; в — клапан термостата открыт

В зависимости от теплового состояния двигателя изменяется перемещение золотника, а следовательно, количество подаваемого масла в гидромуфту, что в свою очередь влияет на частоту вращения вентилятора. При понижении температуры охлаждающей жидкости ниже 70 °С подача масла в гидромуфту прекращается и вентилятор отключается.

Термостат. Для ускорения прогрева холодного двигателя и автоматического поддержания его теплового режима в заданных пределах служит термостат. Конструктивно он представляет собой клапан, регулирующий количество циркулирующей жидкости через радиатор.

Термостаты могут быть с твердым или жидкостным наполнителем. На двигателях автомобилей ЗИЛ-130, КамАЭ-5320, «Москвич-2140» и др. применяют термостаты ствердым наполнителем (рис. 4.4, а).

Такой термостат располагается между патрубком (рис. 4.4, б) и корпусом выпускного трубопровода. Баллончик термостата заполнен активной массой, состоящей из смеси церезина (нефтяного воска) и медного порошка. Находящаяся в баллончике активная масса закрыта резиновой мембраной, на которой установлена направляющая втулка с отверстием для резинового буфера, предохраняющего мембрану от разрушения. На буфере установлен шток, связанный рычагом с клапаном, который в закрытом положении плотно прижимается к седлу пружиной.

При температуре охлаждающей жидкости (70 ±2) °С активная масса начинает плавиться и, расширяясь (рис. 4.4, в) перемещает вверх резиновую мембрану, буфер и шток. Последний, воздействуя на рычаг 8, начинает открывать клапан 6, полное открытие которого произойдет при температуре (83±2) °С. Следовательно, в интервале температур от 68 до 85 °С клапан термостата, изменяя свое положение, регулирует в заданных пределах количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор, поддерживая тем самым нормальный температурный режим работы двигателя.

Жидкостные термостаты применяют в системах охлаждения двигателей автомобилей ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга» и др. В корпусе (рис. 4.5, а) такого термостата находится гофрированный цилиндр из тонкой латуни, заполненный лег-коиспаряющейся жидкостью (смесь —70% этилового спирта и 30% воды). К верхней части гофрированного цилиндра штоком присоединен клапан термостата.

При температуре охлаждающей жидкости ниже 75 °С гофрированный цилиндр находится в сжатом состоянии, клапан термостата при этом закрыт, а охлаждающая жидкость циркулирует через перепускной канал 2 (шланг) по малому кругу, минуя радиатор.

С повышением температуры охлаждающей жидкости давление в гофрированном цилиндре 6 увеличивается (рис. 4.5, б), клапан термостата приоткрывается и жидкость через патрубок (см. рис. 4.5, а) начинает циркулировать по большому кругу. При температуре выше 90 °С клапан термостата открывается полностью и вся жидкость циркулирует через радиатор.

Радиатор. Радиатор, являющийся теплообменным узлом, предназначен для передачи тепла от охлаждающей жидкости потоку воздуха. Каркас радиатора образован боковыми стойками (рис. 4.6, а), соединенными пластиной, припаянной к нижнему бачку. Он крепится к раме автомобиля на резиновых подушках, что необходимо для уменьшения вибраций и ударных нагрузок, возникающих при его движении.

Рис. 4.5. Термостат с жидкостным наполнителем: а—клапан термостата закрыт; б—клапан термостата открыт

Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков и теплорассеи-вающей сердцевины, наружная поверхность которой обдувается воздухом, рассеивающим теплоту, полученную жидким теплоносителем (охлаждающей жидкостью) от нагретых деталей двигателя.

Количество воздуха, проходящего через сердцевину, регулируется створками-жалюзи, установленными в специальной рамке на каркасе радиатора. Они выполнены в виде набора узких пластин из специального железа и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим их поворот из кабины водителя. В радиаторах применяют в основном трубчато-пластинчатые или трубчато-ленточные сердцевины.

Трубчато-пластинчатая сердцевина (рис. 4.6, б) состоит из трех-четырех рядов латунных трубок овального сечения, к которым припаяны поперечно расположенные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения.

Трубчато-ленточная сердцевина (рис. 4.6, в) состоит из плоских латунных трубок, между рядами которых размещаются широкие зигзагообразные ленты, имеющие специальные выштамповки, искривляющие воздушный канал и повышающие эффективность отдачи тепла потоку воздуха. Радиаторы с трубчато-ленточной сердцевиной получили широкое распространение и устанавливаются на большинстве двигателей.

В современных системах охлаждения закрытого типа горловина радиатора с установленной в ней пароотводной трубкой (см. рис. 4.7, а) герметически закрывается пробкой. Так как давление в такой системе охлаждения несколько больше атмосферного, то температура кипения жидкости (воды) находится в пределах 108—119 °С, из-за этого она меньше испаряется и реже закипает, что обеспечивает более длительную работу двигателя без дозаправки и перегрева.

Рис. 4.6. Радиатор и типы его сердцевин: а — устройство; б, в — соответственно трубчато-пластинчатая и трубчато-ленточная сердцевины

Герметичность закрытия горловины радиатора пробкой достигается упорной гофрированной шайбой (рис. 4.7, а) и пружиной, а сообщение системы охлаждения с атмосферой происходит через паровой и воздушный клапаны.

При избыточном давлении около 0,1 МП а (у двигателя ЗИЛ-130) и 0,045—0,55 МПа (у двигателя ЗМЗ-53-11) паровой клапан открывается и пар или жидкость поступает к пароотводной трубке. Из-за разрежения, возникающего после выхода пара, давление в системе снижается и при его уменьшении на 0,01 МПа открывается воздушный клапан (рис. 4.7, б), что предохраняет верхний бачок радиатора от деформации под действием давления воздуха.

На двигателях автомобилей ЗИЛ-131, КамАЭ-5320, ВАЗ-2105 «Жигули», «Москвич-2140» и др. в систему охлаждения устанавливают расширительный (конденсаторный) бачок (см. рис. 4.1,6), служащий для поддержания постоянного объема циркулирующей жидкости. Для контроля уровня жидкости на бачке имеется контрольная метка или кран (у автомобиля КамАЭ-5320).

В пробке расширительного бачка (у автомобилей ЗИЛ-131, КамАЗ-5320) или в пробке радиатора (у автомобилей ВАЗ-2105 «Жигули», «Москвич-2140») размещаются выпускной и впускной клапаны, устройство и принцип действия которых аналогичны описанным выше паровому и воздушному клапанам.

При избыточном давлении в системе охлаждения открывается выпускной клапан и пар или жидкость по трубопроводу отводится в расширительный бачок. По мере понижения температуры двигателя объем охлаждающей жидкости уменьшается, вследствие чего создается разрежение, под действием которого открывается впускной клапан, и жидкость из расширительного бачка поступает обратно в радиатор, в результате объем жидкости в системах охлаждения поддерживается постоянным при работе двигателя.

Охлаждающую жидкость сливают через сливные краны, расположенные соответственно на нижнем патрубке радиатора и в нижней части блока-картера, при этом пробки радиатора и расширительного бачка должны быть открытыми. У двигателей ЗИЛ управление кранами дистанционное с выводом тяг в подкапотное пространство.

Рис. 4.7. Пробка радиатора с открытым клапаном: а—паровым; б—воздушным

Вместимости систем охлаждения автомобилей составляют: у ЗИЛ-130—26; у ЗИЛ-4331—27, у КамАЭ-5320—35, у ГАЗ-ЗЮ2— 12, у ВАЗ-2108 «Спутник» — 7,8.

Читать далее: Условия смазывания деталей

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

• 
  Масляная система двигателя
• 
  Ремонт коллектора
• 
  Контроль на
• 
  Дрезина дгку
• 
  Пусковая система двс
• 
  Цианирование стали
• 
  Длина жд платформы
• 
  Уаз 469 раздатка
• 
  Устройство комбайна
• 
  Машинно тракторный парк
• 
  Шкворня что это такое