Призначення і пристрій системи охолодження. Розподіл витрат теплоти, отриманої в результаті згоряння палива, на корисну роботу і втрати називається тепловим балансом двигуна.
Тепловий баланс може бути представлений у вигляді діаграми, з якої видно, що на корисну роботу двигуна використовується від 25 до 35% загальної кількості теплоти і, отже, ефективний коефіцієнт корисної дії двигуна дорівнює 25 - 35%.
Діаграма теплового балансу двигуна внутрішнього згоряння
Система охолодження двигуна підтримує певний, найбільш вигідний тепловий режим його роботи. При переохолодженні збільшуються втрати на тертя, зменшується потужність двигуна, на холодних деталях конденсуються пари бензину і у вигляді крапель стікають по дзеркала циліндра, змиваючи мастило. Зростає знос деталей і частіше виникає потреба в заміні масла.
Перегрів погіршує кількісне наповнення циліндра горючою сумішшю, викликає розрідження і вигоряння олії, в результаті чого можуть заклинитися поршні в циліндрах і виплавити вкладиші підшипників.
Автомобільні двигуни можуть мати рідинне або повітряне охолодження. На двигунах вітчизняних автомобілів (виключаючи ЗАЗ-966) застосовують закриту рідинну систему охолодження з примусовою циркуляцією рідини, що здійснюється водяним насосом. Закритою системою називають тому, що вона безпосередньо не сполучається з атмосферою.
В результаті тиск в системі збільшується, температура кипіння охолоджувальної рідини підвищується до 108 - 119 ° С і знижується її витрату на випаровування. Температура охолоджуючої рідини нормально працюючого двигуна повинна бути 85 - 95 ° С.
У рідинну систему охолодження входять ( Схема системи охолодження двигуна ЗІЛ-130 ): Сорочка охолодження блоку і головок циліндрів, радіатор водяний насос 3, вентилятор, термостат 4, жалюзі, патрубки, шланги, зливні краники 10 і 11, радіатор 8 обігрівача, термометр і контрольна лампа.
Рідина в сорочці охолодження двигуна нагрівається за рахунок відбору теплоти від циліндрів, надходить через термостат в радіатор, охолоджується в ньому і під дією відцентрового насоса повертається в сорочку двигуна. Охолодження рідини сприяє інтенсивний обдув радіатора і двигуна потоком повітря від вентилятора.
Щоб зменшити утворення накипу в системі охолодження при заповненні її водою, необхідно користуватися м'якою водою, що містить не більше 0,14 мг окису кальцію (СаО) у 1 л. «Жорстку» воду, заливають в систему охолодження, необхідно прокип'ятити.
Ємність системи охолодження двигуна дорівнює: у автомобіля ЗІЛ-130 - 29 л, ГАЕ-53А - 23 л, ГАЗ-51А - 15 л, «Москвич-412» - 7,5 л.
Радіатор складається з верхнього 1 і нижнього 5 бачків і серцевини 4. Його кріплять на автомобілі на гумових подушках з пружинами.
радіатор
радіатор:
а - пристрій; б - трубчаста серцевина; в - пластинчаста серцевина;
1 - верхній бачок з патрубком; 2 - пароотводную трубка; 3 - заливна горловина з пробкою; 4 - серцевина; 5 - нижній бачок; 6 - патрубок із зливним краником; 7 - трубки; 8 - поперечні пластини.
Найбільш поширені трубчасті і пластинчасті радіатори, у перших серцевина утворена кількома рядами латунних трубок 7, пропущених через горизонтальні пластини 5, що збільшують поверхню охолодження і надають радіатора жорсткість. У друге серцевина складається з одного ряду плоских латунних трубок, кожна з яких виготовлена з спаяних між собою по краях гофрованих пластин.
Схема роботи парового і повітряного клапанів
Схема роботи парового і повітряного клапанів:
а - шлях пара; б - шлях повітря;
1 - пароотводную трубка; 2 - паровий клапан; 3 - повітряний клапан.
Верхній бачок має заливну горловину 3 і пароотводную трубку 2.
Горловина радіатора герметично закривається пробкою, що має два клапана: паровий 2 для зниження тиску при закипанні рідини, який відкривається при надлишковому тиску понад 40 кн / м2 (0,4 кгс / см2), і повітряний 3, що пропускає повітря в систему при зниженні тиску внаслідок охолодження рідини і цим оберігає трубки радіатора від сплющивания атмосферним тиском.
Водяний насос
Водяний насос:
1 - вал з крильчаткою;
2 - самоуплотняющийся сальник;
3 - корпус;
4 - шайба;
5 - пружина;
6 - гумова манжета.
Відцентровий водяний насос створює примусову циркуляцію охолоджуючої рідини; його кріплять болтами через прокладку до верхньої частини блоку циліндрів.
Основні частини насоса: корпус З, вал 1 з пластмасовою крильчаткою, встановлений на двох кулькових підшипниках. Самоущільнюючий сальник 2, що складається з гумової манжети 6, металевої обойми, пружини 5 і шайби 4 з зносостійкого графітосвінцовой суміші, запобігає витікання рідини в місці виходу вала з корпуса насоса.
Вентилятор підсилює потік повітря через серцевину радіатора. Маточину вентилятора кріплять на валу водяного насоса. Вони разом приводяться в обертання від шківа колінчастого вала одним або двома трапецієвидними ременями.
Вентилятор укладений у встановлений на рамці радіатора кожух, що сприяє збільшенню швидкості потоку повітря, що проходить через радіатор.
Електромагнітна муфта включення вентилятора
Електромагнітна муфта включення вентилятора:
1 - шків водяного насоса;
2 - електромагніт;
3 - маточина вентилятора;
4 - кришка;
5 - маточина вала водяного насоса;
6 - корпус;
7 - самоуплотняющийся сальник;
8 - крильчатка.
В системі охолодження двигунів 3M3-53, ЗМЗ-24 і АЗЛК-412 для підтримки найвигіднішого теплового режиму вентилятор приводиться електромагнітної фрикційної муфтою, яка включається і вимикається автоматично в залежності від температури охолоджуючої рідини.
Муфта складається з електромагніту 2, встановленого разом зі шківом 1 на ступиці 5 водяного насоса, і маточини 3 вентилятора, з'єднаної пластинчастої пружиною з якорем, вільно обертається на двох кулькових підшипниках. Котушка електромагніта з'єднана з тепловим реле, датчик якого встановлений у верхньому бачку радіатора.
Коли температура охолоджуючої рідини досягає 90 - 95 ° С, контакти реле замикаються і в котушку електромагніта надходить струм від акумуляторної батарей автомобіля, якір притягається до електромагніту і маточина вентилятора починає обертатися. При зниженні температури охолоджуючої рідини до 80 - 85 ° С контакти реле розмикаються і вентилятор вимикається.
жалюзі - це шарнірно укріплені сталеві пластини, встановлені перед радіатором. Положення жалюзі регулює водій з кабіни автомобіля рукояткою, змінюючи потік повітря, що йде крізь серцевину радіатора.
Схема роботи термостата
Схема роботи термостата:
а - циркуляція охолоджуючої рідини по малому колу; б - циркуляція охолоджуючої рідини по великому колу;
1 - корпус; 2 - шток з клапаном; 3 - гофрований циліндр.
Термостат служить для прискорення прогріву холодного двигуна і автоматичного регулювання температури охолоджуючої рідини при русі автомобіля. Термостат двигунів 3M3-53 і ГАЗ-51 складається з корпусу гофрованого циліндра 3, заповненого легкозакипаючої рідиною, і штока 2 з клапаном. В системі охолодження двигунів ЗІЛ-130 і АЗЛК-412 встановлюють термостат дещо інший конструкції з повертається на осі клапаном, що приводиться в дію штоком від балона, заповненого церезином (гірським воском), що володіє високим коефіцієнтом об'ємного розширення.
При холодному двигуні клапан термостата закритий і охолоджуюча рідина направляється через канал до вхідного отвору насоса, а через нього в сорочку охолодження, т. Е. Циркулює по малому колу, не потрапляючи в радіатор. У двигуна ЗІЛ-130 при закритому клапані термостата охолоджуюча рідина, що нагнітається в сорочку насосом, перепускає через систему охолодження повітряного компресора.
Коли охолоджуюча рідина нагріється до 70 - 80 ° С, клапан термостата під дією парів рідини, що заповнює його циліндр 3, або внаслідок розширення твердого наповнювача відкривається і охолоджуюча рідина циркулює через радіатор, т. Е. По великому колу.
Температуру охолоджуючої рідини контролюють за вказівником температури, датчик 9 (Схема системи охолодження двигуна ЗІЛ-130) якого ввернуть в сорочку охолодження блоку циліндрів. При температурі в системі охолодження вище 95 ° С у двигунів 3M3-53, ЗМЗ-24 і АЗЛК-412 або 115 ° С у двигуна ЗІЛ-130 на щитку спалахує сигнальна лампа, що включається датчиком, встановленим у верхньому бачку радіатора.
Рідина з систем охолодження двигунів ГАЗ-51 і АЗЛК-412 зливають через два краника: під радіатором і у блоку циліндрів.
У двигунів ЗІЛ-130 і 3M3-53 зливних краником по три: один під радіатором і два на нижній частині водяної сорочки обох секцій блоку.
Застосування антифризу. При температурі повітря нижче 0 ° С в систему охолодження рекомендується заливати антифриз - рідина з низькою температурою замерзання (Експлуатаційні матеріали).
Антифриз отруйний, тому поводитися з ним треба обережно. Так як коефіцієнт об'ємного розширення антифризу більше, ніж у води, їм слід заповнювати систему на 95% її ємності. При настанні теплої пори року антифриз треба злити, промити і заповнити систему водою. Злитий антифриз зберігають в добре закритому посуді до наступної зими.
Пусковий підігрівач, що встановлюється на деяких двигунах (ЗІЛ-130, 3M3-53), служить для їх розігрівання перед пуском при низькій температурі повітря.
Основні частини підігрівача: котел з камерою згоряння і жарової трубою, паливний бачок, регулятор подачі палива з електромагнітним клапаном і пульт управління. Порожнина котла навколо жарової труби заповнена рідиною (вода або антифриз) і постійно з'єднана патрубками і шлангами з сорочкою охолодження двигуна.
При включенні підігрівача в камеру згоряння надходить з бачка бензин, а за допомогою вентилятора, що приводиться в дію електродвигуном, подається повітря. Утвориться горюча суміш спочатку запалюється електричною свічкою розжарювання, яку, після того як горіння стане стійким, вимикають.
У міру нагрівання щільність знаходиться в котлі рідини зменшується, і вона надходить в сорочку охолодження двигуна, підігріваючи циліндри і впускний трубопровід, а виходять з жарової труби гази направляються під нижню частину картера і розігрівають що в середині його масло.
«Автомобіль», під. ред. І.П.Плеханова
Ознаки її несправності: переохолодження чи перегрівання двигуна. Переохолодження двигуна може бути при заїдання термостата і відкритих жалюзі і при відсутності утеплювального чохла взимку. Причини перегріву: недостатній рівень охолоджувальної рідини, пробуксовка або обрив ременя вентилятора, несправність електромагнітної фрикційної муфти включення вентилятора (3M3-53, ЗМЗ-24 і A3ЛK-412), закриті жалюзі, заїдання термостата, відкладення накипу і замерзання води в радіаторі ....
Щоденне обслуговування (ЩО): перевірити герметичність системи, при необхідності усунути несправність; проконтролювати і, якщо потрібно, долити рідину. Її рівень повинен бути нижче верхньої кромки заливної горловини на 15 - 20 мм; перевірити натяг і стан ременя вентилятора. Перше технічне обслуговування (ТО-1): перевірити герметичність системи і при необхідності усунути текти рідини; змастити через прес-маслянку підшипники водяного насоса ...
