Система охлаждения двигателя служит для обеспечения оптимального теплового режима двигателя. Экономичность и надежность двигателя в значительной степени зависят от нормальной работы системы охлаждения.
При перегреве двигателя уменьшается его мощность, увеличивается расход топлива, происходит выгорание смазки, что приводит к износу трущихся поверхностей деталей, происходит задир и выплавление вкладышей подшипников, разрушение поверхности шеек коленчатого вала, заклинивание поршня и другие неполадки.
Переохлаждение двигателя также ведет к неисправностям: увеличиваются потери мощности двигателя на преодоление возросшего трения из-за более густой смазки; рабочая смесь, конденсируясь, смывает пленку масла со стенок цилиндров и увеличивает износ деталей поршневой группы; увеличивается коррозионный износ зеркала цилиндров в результате образования серных и сернистых соединений и др.
Жидкостная система охлаждения двигателя состоит из радиатора, насоса охлаждающего средства, термостата и вентилятора. Кроме того, к ней относят рубашку охлаждения блока и головки цилиндров, водяной насос, датчики температуры охлаждающей жидкости, водораспределительную трубу, патрубки и шланги с деталями крепления, сливные краники, предпускной подогреватель, отопитель кабины водителя или салона, расширительный бачок.
В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или низкозамерзающие жидкости – антифризы (тосол).
Порядок циркуляции охлаждающей жидкости изменяется в зависимости от его температуры. Пока двигатель в холодном состоянии, охлаждающая жидкость циркулирует только в блоке двигателя и теплообменнике отопления по малому кругу, ускоряя нагревание двигателя. Циркулируя в полости блока и головки цилиндров, охлаждающая жидкость омывает гильзы цилиндров и стенки камеры сгорания. В первую очередь поток циркулирующей жидкости направляется к наиболее нагретым деталям двигателя: стенкам камеры сгорания, свечам зажигания, выпускным клапанам, цилиндрам двигателя.
Теплота от нагревающихся деталей передается через стенки агрегатов двигателя охлаждающей жидкости, а затем через наружные стенки агрегатов системы охлаждения в атмосферу. Через верхний патрубок охлаждающая жидкость попадает в бачок радиатора, где охлаждается потоком воздуха, перетекает по трубкам в нижний бачок радиатора и через патрубок и шланг поступает к водяному насосу. Водяной насос обеспечивает принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости. Он приводится в действие приводным ремнем от коленчатого вала.
Охлаждающая жидкость протекает через радиатор и охлаждается в ребрах потоком воздуха. Дополнительно охлаждение обеспечивается вентилятором, который включается и выключается терморегулятором. В качестве запасного резервуара для охлаждающей жидкости служит расширительный бачок.
Он собирает расширяющуюся от нагревания жидкость и возвращает ее назад в циркуляционную систему после охлаждения двигателя, наполняя систему и хорошо ее охлаждая. Заливку системы охлаждающей жидкостью производят через заливную горловину расширительного бачка. Сливают жидкость из системы через сливной кран и другие краны дополнительного оборудования. Для охлаждения охлаждающей жидкости, отводящей теплоту от деталей двигателя предназначен радиатор. Охлаждение жидкости происходит в сердцевине радиатора, состоящей из медных, алюминиевых или латунных трубок. На трубках имеются охлаждающие ребра, изготовленные из стали или латуни.
Сердцевина соединяет между собой верхний и нижний бачки радиатора. Поток воздуха, обдувающий сердцевину радиатора, регулируется положением створок жалюзи. Кроме того, он может регулироваться путем включения и выключения вентилятора через температурный датчик охлаждающей жидкости. Заливная горловина верхнего бачка радиатора закрыта пробкой с паровоздушным клапаном.
Он открывается автоматически, если давление паров значительно повышается. Для обдува двигателя служит вентилятор. У него несколько лопастей, изготовленных из стали или пластмассы, имеющих специальную форму для снижения затрат на его привод. Вентилятор усиливает движение потока воздуха через сердцевину радиатора.
Обычно его устанавливают на одном валу с водяным насосом. В движение он приводится коленчатым валом через ременную передачу. В привод могут быть включены электромагнитная муфта или гидромуфта, которая обеспечивает плавную передачу вращения от коленчатого вала вентилятору. Частота вращения вентилятора зависит от количества масла, поступающего в гидромуфту из системы смазывания. Водяной насос служит для циркуляции жидкости в системе охлаждения. Его устанавливают в передней части блока цилиндров.
Состоит водяной насос из силуминового корпуса, вала с крыльчаткой и самоуплотняющегося сальника. Вращающаяся крыльчатка создает центробежные силы, под действием которых жидкость от центра корпуса насоса отбрасывается к его наружным стенкам. Вытеканию жидкости по разъему между корпусом насоса и блоком цилиндров препятствует резиновая прокладка, а по валу – самоуплотняющийся сальник.
Поддерживает тепловой режим двигателя, направляя движение жидкости по малому и большому кругу охлаждения, термостат. Он может быть с жидким или твердым наполнителем. Устанавливают термостат в полости впускного патрубка или на выходе жидкости из рубашки охлаждения цилиндров. В термостатах с жидким наполнителем внутрь гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 75 °C.
В термостатах твердого наполнения находится нефтяной воск – церезин. Температура плавления церезина примерно 71–82 °C. П р и н ц и п р а б о т ы термостата заключается в следующем: если двигатель не прогрет, то клапан его закрыт и жидкость циркулирует, минуя радиатор, по малому кругу охлаждения: полость охлаждения – термостат – перепускной шланг – водяной насос – полость охлаждения. По мере наполнения охлаждающей жидкостью наполнитель термостата нагревается, расширяется и клапан открывается.
Жидкость начинает циркулировать по большому кругу охлаждения: водяной насос – полость охлаждения – термостат – верхний бачок радиатора – сердцевина – нижний бачок радиатора – насос – полость охлаждения. Когда температура охлаждающей жидкости понижается, поверхность цилиндра сжимается и клапан закрывается. В термостатах с твердым наполнителем имеется дополнительная пружина, которая возвращает клапаны в закрытое положение при снижении температуры охлаждающей жидкости и соответствующем уменьшении объема наполнителя баллона термостата. Для облегчения пуска двигателя при низкой температуре окружающей среды предназначен предпусковой подогреватель.
Он состоит из системы электроискрового зажигания, котла с направляющим патрубком, топливного бачка, электровентилятора, патрубков, соединительных трубок с шлангом, электромагнитного запорного клапана, пульта управления, наливной воронки, сливного крана.
П р и н ц и п р а б о т ы предпускового подогревателя состоит в следующем: котел подогревателя постоянно соединен с системой охлаждения двигателя. Топливный бачок заполняют топливом, соответствующим типу двигателя – бензиновым или дизельным. Топливо поступает в камеру сгорания через электромагнитный запорный клапан. Воздух, необходимый для поддержания горения топлива, подается электровентилятором.
Первоначальное зажигание топливной смеси осуществляется свечой накаливания, а дальнейшее горение поддерживается от пламени ранее зажженного факела. Поначалу горячие газы нагревают воздух в котле, а затем через патрубок направляются на поддон картера двигателя и подогревают моторное масло. Горячая вода поступает в рубашку охлаждения двигателя, холодная вода вытесняется в котел. Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то предпусковой подогреватель применяют при температуре 25 °C.
При более высокой температуре применяют электрофакельное устройство. Оно включает в себя факельные свечи накаливания, в которых топливо испаряется. Пары топлива смешиваются с воздухом и воспламеняются. Факельные свечи установлены во впускных коллекторах, горящее топливо подогревает поступающий в коллектор воздух и облегчает этим пуск холодного воздуха. Отопитель кабины водителя грузового автомобиля, салона легкового автомобиля или автобуса действует, используя тепло охлаждающей жидкости двигателя.
Принципиальная схема отопления почти для всех видов автомобилей одинакова и состоит в следующем. Радиатор отопления соединен с рубашкой охлаждения блока цилиндров или головкой цилиндров через запорный клапан. Воздух, нагретый радиатором, подается в воздухораспределительный канал и затем через шланги к патрубкам, которые размещаются у ног водителя, лобового стекла и в других местах, где необходимо отопление. Поступление воздуха в отопитель регулируется заслонкой.
Она имеет три положения: при первом положении заслонки воздух направляется в отопитель только из кабины либо из салона, при втором – из вентиляционного канала в отопитель, при третьем – в кабину с забором воздуха снаружи.
|