Рубрика: Системы охлаждения автомобиля

Система охлаждения двигателя ЗМЗ-53

Устройство системы охлаждения двигателя

На рисунке показана жидкостная система охлаждения карбюраторного V-образного двигателя. Каждый ряд блока имеет обособленную водяную рубашку. Нагнетаемая вода водяным насосом 5 разделяется на два потока — в распределительные каналы и далее в водяную рубашку своего ряда блока, а из них — в рубашки головок цилиндров. Рис. Система охлаждения двигателя ЗМЗ-53: а — устройство; б — сердцевина; в — жалюзи; 1 — радиатор; 2 — датчик сигнализатора перегрева жидкости; 3 — пробка радиатора; 4 — кожух; 5 — водяной насос; 6 — перепускной шланг; 7 и 12 — соответственно отводящий и подводящий шланги; 8 — термостат; 9 — датчик температуры жидкости; 10 — штуцер сливного краника; 11 — рубашка охлаждения; 13 — ремень вентилятора; 14 — сливной краник; 15 — вентилятор; 16 — жалюзи; 17 — вентилятор отопителя; 18 — отопитель кабины; 19 — пластина жалюзи; 20 — тросик При работе системы охлаждения значительное количество жидкости подается к наиболее нагретым местам — патрубкам выпускных клапанов и гнездам искровых свечей зажигания. У карбюраторных двигателей вода из рубашек головок цилиндров предварительно проходит через водяную рубашку впускной трубы, омывает стенки и нагревает смесь, поступающую из карбюратора по внутренним каналам трубы. При этом улучшается испарение бензина. Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя. Радиатор состоит из верхнего и нижнего баков, сердцевины и деталей крепления. Баки и сердцевина для лучшей проводимости теплоты изготовлены из латуни. В сердцевине размещен ряд тонких пластин, сквозь которые проходит множество вертикальных трубок, припаянных к ним. Вода, поступающая через сердцевину радиатора, разветвляется на большое число мелких струек. При таком строении сердцевины вода охлаждается интенсивнее благодаря увеличению площади соприкосновения воды со стенками трубок. Верхний и нижний баки шлангами 7 и 12 соединены с рубашкой охлаждения двигателя. В нижем баке предусмотрен краник 14 для слива воды из радиатора. Для ее спуска из водяной рубашки в нижней части блока цилиндров также имеются краники (с обеих сторон). В систему охлаждения воду заливают через горловину верхнего бака, закрываемую пробкой 3. К отопителю кабины 18 горячая вода поступает от водяной рубашки головки блока и отводится трубой к водяному насосу. Количество воды, поступающей к отопителю (или температура в кабине водителя), регулируется краном. В системе жидкостного охлаждения предусмотрено двойное регулирование теплового режима двигателя — с помощью жалюзи 16 и термостата 8. Жалюзи состоят из набора пластин 19, которые шарнирно закреплены в планке. В свою очередь, планка тягой и системой рычагов связана с рукояткой управления жалюзи. Рукоятка размещена в кабине. Створки могут располагаться вертикально или горизонтально. Водяной насос и вентилятор объединены в одном корпусе, который через уплотнительную прокладку прикреплен к площадке на передней стенке блок-картера. В корпусе 7 насоса на шариковых подшипниках установлен валик 4. На его переднем конце с помощью ступицы закреплен шкив 2. К его торцу привернута крестовина, к которой приклепана крыльчатка 1 вентилятора. При работе двигателя шкив получает вращение от коленчатого вала через ремень. Лопасти крыльчатки 1, расположенные под углом к плоскости вращения, забирают воздух от радиатора, создавая разрежение внутри кожуха вентилятора. Благодаря этому холодный воздух проходит через сердцевину радиатора, отнимая у него теплоту. На заднем конце валика 4 жестко посажена крыльчатка 5 центробежного водяного...

Система охлаждения двигателя автомобиля

Назначение системы охлаждения Большая часть серьёзных неисправностей автомобиля связана с перегревом двигателя. Температура газов в цилиндре достигает 2000 гр. При сгорании топлива в цилиндре образуется большое количество тепла, которое необходимо отвести и тем самым не допустить перегрева деталей двигателя. Принципы построения систем охлаждения Снижение эффективности работы системы охлаждения приводит к увеличению температуры поршней, уменьшению зазоров между поршнем и цилиндром. Тепловые зазоры уменьшаются до нуля. Поршень задевает за стенки цилиндра, образуются задиры, перегретое масло теряет смазочные свойства и масляная плёнка разрывается. Такой режим работы может привести к заклиниванию двигателя. Перегрев сопровождается неравномерным расширением головки блока, болтов крепления, блока двигателя и пр. В дальнейшем разрушение двигателя неизбежно: трещины в головке блока, деформация плоскостей стыка головки и самого блока цилиндров, образуются трещины сёдел клапанов и т.п. — неприятно даже перечислял, всё это, поэтому лучше до этого не доводить! Система охлаждения двигателя и масла призвана не допустить подобного развития событий, но для того, чтобы система справилась с поставленными задачами, необходимо использовать качественную охлаждающую жидкость (ОЖ). Низкозамерзающие ОЖ называют антифризами — от английского слова «antifreeze». Ранее ОЖ приготовляли на основе водных растворов одноатомных спиртов, гликолей, глицерина и неорганических солей. В настоящее время предпочтение отдано моноэтиленгликолю — бесцветной сиропообразной жидкости с плотностью примерно 1,112 г\см2 и температурой кипения 198 гр. Задача ОЖ не только охлаждать двигатель, но и не кипеть во всём диапазоне температур работы двигателя и его компонентов, иметь высокую теплоёмкость и теплопроводность, не пениться, не оказывать вредного воздействия на патрубки и уплотнения, обладать смазывающими и антикоррозийными свойствами. В 70 х годах выпускался антифриз на основе водного раствора моноэтиленгликоля с температурой начала кристаллизации — 40 гр. Он не требовал разбавление водой при добавлении в систему охлаждения. Этот препарат получил название ТОСОЛ — по названию лаборатории «Технология Органического Синтеза». Т.к. название не запатентовано, то ТОСОЛом называют готовый к применению продукт, а «антифризом» — концентрированный раствор (хотя ТОСОЛ тоже антифриз). Готовые антифризы окрашивают для безопасности и выбирают броские цвета: синий, зелёный, красный. В процессе эксплуатации антифриз теряет полезные свойства — снижаются антикоррозийные свойства, возрастает склонность к пенообразованию. Срок службы отечественных ОЖ от 2 до 5 лет, импортных 5-7 лет. На рисунке, приведённом ниже, изображена схема системы охлаждения автомобиля. Ничего особенного или сложного в системе охлаждения нет и тем не менее… Рис. 1 — двигатель, 2 — радиатор, 3 — отопитель, 4 — термостат, 5 — расширительный бачок, 6 — пробка радиатора, 7 — верхний патрубок, 8 — нижний патрубок, 9 — вентилятор радиатора, 10 — датчик включения вентилятора, 11 — датчик температуры, 12 — помпа. При пуске двигателя начинает вращаться помпа (водяной насос). Привод помпы может иметь свой шкивок, приводимый во вращение ремнем вспомогательного оборудования или приводиться вращением ремня ГРМ. В системе охлаждения находится крыльчатка, которая вращаясь, приводит в движение охлаждающую жидкость. Для быстрого прогрева двигателя система «закорочена», т.е. термостат закрыт и не пропускает жидкость в радиатор охлаждения. По мере роста температуры охлаждающей жидкости открывается термостат, переводя систему в другое состояние, когда охлаждающая жидкость проходит по длинному пути — через радиатор системы охлаждения (короткий путь перекрыт термостатом). Термостаты имеют различные характеристики открытия. Обычно на кромке нанесена температура...

Составные части системы охлаждения

Устройство системы охлаждения двигателя. Основные части

Система охлаждения двигателя состоит из следующих основных частей: радиатора расширительного бачка насоса охлаждающей жидкости вентилятора термостата подающих магистралей Система охлаждения двигателя дает возможность быстрого прогрева двигателя и предохраняет его от перегрева, поддерживая оптимальную температуру. Радиатор соединен трубкой с расширительным бачком. Горловину радиатора закрывает пробка, оснащенная предохранительным клапаном, сбрасывающем излишек нагретой жидкости из радиатора в расширительный бачок, а также впускной клапан, дающий возможность возврата жидкости в радиатор в случае снижения температуры двигателя. У пробки в положении «закрыто» выступы должны прилегать к бачку. Уровень жидкости проверяется на расширительном бачке. В случае снижения уровня жидкости ниже метки «LOW», необходимо ее долить столько, чтобы уровень поднялся до отметки «FULL». Насос охлаждающей жидкости, установленный в передней части корпуса двигателя, приводится в движение зубчатым ремнем механизма газораспределения. Рис. Составные части системы охлаждения в машине (радиатор, расширительный бачок, вентилятор): 1 — радиатор, 2 — пробка радиатора, 3,4,5 — элементы крепления, 6 — кожух вентилятора, 7 — крыльчатка вентилятора, 8 — двигатель вентилятора, 9 — расширительный бачок, 10 — трубка, соединяющая радиатор с расширительным бачком Рис. Составные части системы охлаждения (магистрали подачи жидкости): 1 — крышка термостата, 2 — прокладка крышки, 3 — термостат, 4 — подводящий шланг радиатора, 5 — отводящий шланг радиатора, 6 — подводящий шланг двигателя, 7 — приемный патрубок двигателя, 8 — прокладка, 9 — подводящий шланг радиатора обогревающего устройства, 10 — отводящий подводящий шланг радиатора обогревающего устройства. Основные элементы жидкостной системы охлаждения и их назначение В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора. Основные части жидкостной системы охлаждения: Рубашка охлаждения (1) представляет собой полость, огибающую части двигателя, требующие охлаждения. Циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость отбирает у них тепло и переносит его к радиатору. Насос охлаждающей жидкости, или помпа (5) — обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру охлаждения. В некоторых двигателях, например мини-тракторов, может применяться термосифонная система охлаждения — то есть система с естественной циркуляцией охлаждающей жидкости, в которой этот насос отсутствует. Может приводиться в движение либо через ременную передачу от вала двигателя, либо от отдельного электродвигателя. Термостат (2) — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей. Радиатор системы охлаждения (3) обычно имеет пластинчатую структуру, которая обдувается снаружи потоком воздуха. Обычно для изготовления радиатора используют алюминий, но могут применить и другие материалы хорошо проводящие тепло. К примеру, для изготовления масляных радиаторов не редко применяют медь. Вентилятор (4) необходим для нагнетания дополнительного воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. В старых моделях автомобилей вентилятор приводили в движение от вала двигателя с помощью ременной передачи, но в современных автомобилях, за исключением крупных грузовиков, он работает от электродвигателя. Расширительный бак содержит запас охлаждающей жидкости. С атмосферой расширительный бак сообщается через клапан, поддерживающий избыточное давление охлаждающей жидкости при работе, что позволяет двигателю работать при большей температуре, не допуская кипения охлаждающей жидкости. В старых моделях автомобилей часто расширительные бачки отсутствовали и запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. С распространением антифризов...

Схемы воздушной и жидкостной систем охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателя

Система охлаждения — это совокупность устройств, обеспечивающих принудительный отвод теплоты от нагревающихся деталей двигателя. Потребность в системах охлаждения для современных двигателей вызвана тем, что естественное рассеивание теплоты наружными поверхностями двигателя и теплоотвод в циркулирующее моторное масло не обеспечивают оптимального температурного режима работы двигателя и некоторых его систем. Перегрев двигателя связан с ухудшением процесса наполнения цилиндров свежим зарядом, пригоранием масла, увеличением потерь на трение и даже заклиниванием поршня. На бензиновых двигателях возникает также опасность калильного зажигания (не от искры свечи, а вследствие высокой температуры камеры сгорания). Система охлаждения должна обеспечивать автоматическое поддержание оптимального теплового режима двигателя на всех скоростных и нагрузочных режимах его работы при температуре окружающего воздуха -45…+45 °С, быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры, минимальный расход мощности на приведение в действие агрегатов системы, малую массу и небольшие габаритные размеры, эксплуатационную надежность, определяемую сроком службы, простотой и удобством обслуживания и ремонта. На современных колесных и гусеничных машинах применяются воздушная и жидкостная системы охлаждения. При использовании воздушной системы охлаждения (рис. а) теплота от головки и блока цилиндров передается непосредственно обдувающему их воздуху. Через воздушную рубашку, образов ванную кожухом 3, охлаждающий воздух прогоняется с помощью вентилятора 2, приводимого в действие от коленчатого вала с использованием ременной передачи. Для улучшения теплоотвода цилиндры 5 и их головки снабжены ребрами 4. Интенсивность охлаждения регулируется специальными воздушными заслонками 6, управляемыми автоматически с помощью воздушных термостатов. Большинство современных двигателей имеет жидкостную систему охлаждения (рис. б). В систему входят рубашки охлаждения 11 и 13 соответственно головки и блока цилиндров, радиатор 18, верхний 8 и нижний 16 соединительные патрубки со шлангами 7 и 15, жидкостный насос 14, распределительная труба 72, термостат 9, расширительный (компенсационный) бачок 10 и вентилятор 77. В рубашке охлаждения, радиаторе и патрубках находится охлаждающая жидкость (вода или антифриз — незамерзающая жидкость). Рис. Схемы воздушной (а) и жидкостной (б) систем охлаждения двигателя: 1 — ременная передача; 2, 17 — вентиляторы; 3 — кожух; 4 — ребра цилиндра; 5 — цилиндр; 6 — воздушная заслонка; 7, 15 — шланги; 8, 16 — верхний и нижний соединительные патрубки; 9 — термостат; 10 — расширительный бачок; 77, — рубашки охлаждения головки и блока цилиндров; 12 — распределительная труба; 14 — жидкостный насос; 18 — радиатор При работе двигателя приводимый в действие от коленчатого вала жидкостный насос создает в системе циркуляцию охлаждающей жидкости. По распределительной трубе 12 жидкость направляется сначала к наиболее нагретым деталям (цилиндры, головка блока), охлаждает их и по патрубку 8 поступает в радиатор 18. В радиаторе поток жидкости разветвляется по трубкам на тонкие струйки и охлаждается воздухом, продуваемым через радиатор. Охлажденная жидкость из нижнего бачка радиатора по патрубку 16 и шлангу 15 снова поступает в жидкостный насос. Поток воздуха через радиатор обычно создает вентилятор 77, приводимый в действие от коленчатого вала или специального электродвигателя. На некоторых гусеничных машинах для ,обеспечения потока воздуха применяется эжекционное устройство. Принцип действия этого устройства заключается в использовании энергии отработавших газов, вытекающих с большой скоростью из выпускной трубы и увлекающих за собой воздух. Регулирует циркуляцию жидкости в радиаторе, поддерживая оптимальную температуру двигателя, термостат 9. Чем выше температура жидкости в рубашке, тем значительнее открыт клапан...

Система охлаждения с электронным управлением

Система охлаждения двигателя с электронным регулированием

На параметры работы двигателя, среди прочего, существенно влияет оптимальный температурный режим охлаждающей жидкости.  Повышенная температура охлаждающей жидкости при частичной нагрузке обеспечивает благоприятные условия для работы двигателя, что положительно влияет на расход топлива и токсичность отработавших газов. Благодаря пониженной температуре охлаждающей жидкости при полной нагрузке мощность двигателя увеличивается, вследствие  охлаждения всасываемого воздуха и тем самым увеличения его количества, поступающего в двигатель. Применение системы охлаждения с электронным регулированием температуры позволяет регулировать температуру жидкости при частичной нагрузке двигателя в пределах от 95 до 110°C и при полной нагрузке – от 85 до 95°C. Система охлаждения двигателя с электронным регулированием оптимизирует температуру охлаждающей жидкости в соответствии с нагрузкой двигателя. Согласно программе оптимизации, заложенной в память блока управления двигателем, посредством действия термостата и вентиляторов достигается требуемая рабочая температура двигателя. Таким образом, температура охлаждающей жидкости приведена в соответствие с нагрузкой двигателя. Схематично система охлаждения с электронным управлением показана на рисунке. Рис. Система охлаждения с электронным управлением: 1 – расширительный бачок; 2 – радиатор системы отопления; 3 – клапан отключения радиатора системы отопления; 4 – распределитель охлаждающей жидкости с электронным термостатом; 5 – масляный радиатор коробки передач; 6 – датчик температуры охлаждающей жидкости (на выходе жидкости из двигателя); 7 –  датчик температуры охлаждающей жидкости (на выходе жидкости из радиатора); 8 – масляный радиатор; 9 – вентиляторы; 10 – основной радиатор системы охлаждения; 11 – жидкостный насос Основными отличительными составляющими системы охлаждения с электронным регулированием от обычной является наличие  распределителя охлаждающей жидкости с электронным термостатом. В связи с введением электронного регулирования системы охлаждения в блок управления двигателем поступает следующая дополнительная информация: электропитание термостата (выходной сигнал) температура охлаждающей жидкости на выходе из радиатора (входной сигнал) управление вентиляторами радиатора (2 выходных сигнала) положение потенциометра у регулятора системы отопления (входной сигнал) Распределитель представляет собой устройство для направления потока охлаждающей жидкости в малый или большой круг. Рис. Принципиальная схема работы распределителя охлаждающей жидкости с электронным термостатом: 1 – поток жидкости от основного радиатора; 2 – зона отстоя охлаждающей жидкости при закрытой клапанной тарелке; 3 – большая клапанная тарелка; 4 – поток жидкости от двигателя; 5 – поток жидкости от системы отопления; 6 – поток жидкости от масляного радиатора; 7 – поток жидкости от жидкостного насоса; 8 – малая клапанная тарелка; 9 – электронный термостат; а – циркуляция жидкости по малому кругу; б – циркуляция жидкости по большому кругу В термостате в отличие от обычных систем охлаждения установлен дополнительное нагревательное сопротивление 3. Рис. Электронный термостат: 1 – штифт; 2 – наполнитель; 3 – дополнительное сопротивление При нагревании охлаждающей жидкости наполнитель 2 разжижается и расширяется, что ведет к подъему штифта 1. Когда к нагревательному сопротивлению не поступает ток, термостат действует как традиционный, однако температура его срабатывания повышена и составляет 110°C (температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя). В наполнитель встроено нагревательное сопротивление 3. Когда на него подается ток, оно нагревает наполнитель 2, который при этом расширяется, в результате чего штифт выдвигается на определенную величину «x» в зависимости от степени нагрева наполнителя.  Штифт 1 теперь перемещается не только под действием нагретой охлаждающей жидкости, но и под действием нагревания сопротивления, а степень его нагревания определяет блок...

Регулировка натяжения ремни вентилятора

Уход за системой охлаждения двигателя автомобиля

Уход за системой охлаждения заключается в поддержания нормального уровня охлаждающей жидкости в радиаторе, проверке и устранении подтекания жидкости в различных соединениях, проверке и регулировке натяжения ремня вентилятора, смазке подшипников водяного насоса, периодической проверке термостата и промывке системы охлаждения для удаления накипи, ржавчины и осадков. В систему охлаждения нужно заливать только мягкую пресную воду. Жесткая вода вызывает значительное отложение накипи на стенках радиатора и в водяной рубашке двигателя и ухудшает условия охлаждения. Уровень охлаждающей жидкости в радиаторе, который должен быть на 10—15 мм ниже торца наливной горловины, надо проверять только на холодном двигателе. Если уровень будет выше, то при прогреве двигателя, когда от нагревания объем жидкости увеличится, избыточная жидкость выйдет через сливную трубку радиатора. При значительном понижении уровня не следует доливать холодную воду в горячий или перегретый двигатель, так как это может привести к появлению трещин или деформации блока цилиндров и головки. Нужно подождать, когда двигатель несколько остынет, или доливать только горячую воду. При сливе воды из краника, установленного на блоке цилиндров, необходимо убедиться в наличии на кранике резиновой удлинительной трубки. В случае отсутствия трубки сливаемая жидкость может проникнуть в масляный картер двигателя через отверстие, предназначенное для маслоизмерительного стержня. Течь охлаждающей жидкости в различных соединениях легче обнаружить на холодном двигателе, так как на горячем двигателе вытекающая жидкость может легко испаряться, и обнаружить ее значительно труднее. Течь из-под шлангов устраняется подтяжкой соединительных хомутиков. Течь по разъемам патрубков и насоса устраняется подтяжкой болтов. Рис. Регулировка натяжения ремни вентилятора Натяжение ремня вентилятора следует проверять периодически. Слабое натяжение ремня приводит к его пробуксовке, перегреву двигателя и к недостаточной зарядке аккумуляторной батареи. Сильное натяжение ремня вызывает быстрый его износ, преждевременный износ подшипников вала водяного насоса и переднего подшипника генератора. При нормальном натяжении ремня прогиб его ветви, расположенной между шкивами водяного насоса и генератора, при небольшом усилии нажатия большим пальцем руки должен быть равен 12—15 мм. При необходимости натянуть ремень отпускают гайку болта шарнирного соединения генератора с регулировочной планкой,гайку шпильки крепления регулировочной планки и корпуса водяного насоса к блоку цилиндров, гайки и контргайки болтов крепления генератора к его кронштейну на блоке цилиндров. Затем перемещают генератор в направлении от блока цилиндров настолько, чтобы ветвь ремня, расположенную между шкивами водяного насоса и генератора, можно было прогнуть на 12—15 мм небольшим усилием большого пальца руки, приложенным к масштабной линейке. После того, как требуемое положение генератора найдено, затягивают гайку болта шарнирного соединения генератора с регулировочной планкой и снова проверяют натяжение ремня. Если регулировка не нарушилась, можно окончательно затянуть гайки и контргайки болтов крепления генератора к кронштейну, а затем гайку регулировочной планки и корпуса насоса. Недопустимо регулировать натяжение ремня при затянутых гайках крепления установочной планки, перемещая генератор с помощью какого-либо рычага. Уход за водяным насосом в эксплуатации заключается в периодической смазке подшипников вала крыльчатки через каждые 12 000 км пробега автомобиля. Для смазки следует применять тугоплавкую водостойкую смазку УТВ (смазка 1-13 жировая) или консталин жировой марок УТ-1 и УТ-2. Смазку с помощью шприца подают через пресс-масленку во внутреннюю полость корпуса насоса. Прекращают набивку в момент, когда смазка появится в контрольном отверстии, сделанном в передней части корпуса насоса, вблизи ступицы шкива вентилятора с...

Контур системы охлаждения

Двухконтурные системы охлаждения двигателя автомобиля

Помимо традиционных одноконтурных систем охлаждения в автомобильных двигателях могут применяться двухконтурные системы с двумя термостатами. В такой системе охлаждения предусмотрены два контура циркуляции охлаждающей жидкости. Потоки жидкости через головку цилиндров и через блок цилиндров разделены и могут иметь различные температуры. Управление этими потоками осуществляется двумя термостатами, расположенными в общем корпусе. Один из термостатов управляет потоком жидкости через блок цилиндров, а другой – через головку цилиндров. Одна третья часть жидкости направляется к цилиндрам, а остальные две трети  – к камерам сгорания в головке цилиндров. Помимо всего прочего головки цилиндров обоих двигателей охлаждаются поперечными потоками жидкости. Рис. Контур системы охлаждения: 1 – расширительный бачок; 2 – клапан перепуска отработавших газов; 3 – радиатор отопителя; 4 – термостат головки цилиндров; 5 – корпус термостата; 6 –  термостат блока цилиндров; 7 – радиатор; 8 – охладитель масла; 9 – контур охлаждения головки цилиндров; 10 – контур охлаждения блока цилиндров; 11 – жидкостный насос При температурах охлаждающей жидкости ниже 87°C оба термостата закрыты, благодаря чему прогрев двигателя ускоряется. При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему: насос охлаждающей жидкости 11 головку цилиндров корпус термостатов 6 радиатор отопителя 3 охладитель масла 8 клапан перепуска отработавших газов 2 расширительный бачок 1 При температурах охлаждающей жидкости от 87 до 105°C термостат 4 головки блока цилиндров открыт, а термостат 6 блока цилиндров закрыт. В результате этого температура охлаждающей жидкости в головке цилиндров стабилизируется на уровне 87°С, а в блоке цилиндров она продолжает повышаться. При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему кроме вышеперечисленных составляющих системы охлаждения и через радиатор. При температурах охлаждающей жидкости свыше 105°C оба термостата открыты. В результате этого температура охлаждающей жидкости в головке цилиндров стабилизируется на уровне 87°С, а в блоке цилиндров она устанавливается на уровне 105°C. При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему дополнительно к вышеперечисленному и через блок цилиндров. Применение двухконтурной системы охлаждения и электрического насоса имеет следующие преимущества:  ускоряется прогрев блока цилиндров, охлаждающая жидкость через который не прокачивается вплоть до температуры 105°С  повышенные температуры блока цилиндров способствуют снижению потерь на трение в кривошипно-шатунном механизме  сниженный температурный уровень головки цилиндров обеспечивает лучшее охлаждение камер сгорания, в результате чего повышается наполнение цилиндров и снижается склонность смеси к детонации

Электрический жидкостный насос

Электрический жидкостный насос системы охлаждения

Перспективным направлением развития системы охлаждения является применение электрических жидкостных насосов. В системе охлаждения современных двигателей применяются также электроуправляемые двойные термостаты. Применение электрического насоса по сравнению с обычным механическим и электроуправляемых термостатов позволяет достигать более четкого соблюдения внутреннего давления и снижение потерь на перемещения потоков охлаждающей жидкости. Электрический насос позволяет обеспечивать требуемые потоки охлаждающей жидкости без зависимости от частоты вращения коленчатого вала, что характерно для механических насосов. Рис. Электрический жидкостный насос: 1 – крыльчатка; 2 – электродвигатель со статором, защищенным от воздействия жидкости; 3 – электронная исполнительная система Управление электрическим насосом и электроуправляемыми термостатами осуществляется блоком управления двигателя, в памяти параметрических характеристик которого находятся данные по температурам нагрева и охлаждения двигателя. В блок управления поступает информация от датчиков трансмиссии, двигателя и др. и выдается информация на исполнительные механизмы для работы электрических насосов, электроуправляемых термостатов, электровентиляторов и управляемых воздушных заслонок для регулирования потоков воздуха. Частота вращения вала насоса изменяется в более широких пределах, чем в механических насосах, например, минимальная частота вращения составляет 18 об/мин. Электронное регулирование позволяет быстро прогревать двигатель и масло, что снижает трение и уменьшает расход топлива. В системах охлаждения с электрическим насосом применяются различные контуры циркуляции охлаждающей жидкости, что позволяет циркулировать жидкости по большим или малым контурам в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала. Такая система циркуляции более эффективна по сравнению с обычной и снижает потребление электроэнергии на привод электрического жидкостного насоса, мощность которого не превышает 200 Вт. Электрические насосы могут применяться и в качестве дополнительных к основному насосу. Когда двигатель перестает работать, прекращается также и циркуляция охлаждающей жидкости, что может привести к локальному перегреву головки блока цилиндров. Избежать этого позволяет дополнительный электрический насос охлаждающей жидкости, который при слишком высокой температуре обеспечивает циркуляцию определенной части охлаждающей жидкости после выключения двигателя. Дополнительный электрический насос работает только на выключенном двигателе. При достижении определенной температуры дополнительный электрический насос охлаждающей жидкости включается. Одновременно с дополнительным насосом включается также вентилятор системы охлаждения двигателя.

Схемы жидкостной системы охлаждения

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....

Гидравлическая муфта привода вентилятора

Гидравлическая муфта вентилятора системы охлаждения

Для привода вентиляторов широкое распространение имеют гидравлические муфты. Такая муфта состоит из корпуса 12, внутри которого имеется приводной диск 9, связанный с фланцем привода вентилятора 10. Муфта Разделена на рабочую полость 11 и полость запаса 1. Рабочая полость и полость запаса муфты заполняются специальной силиконовой жидкостью, резко изменяющую свою вязкость при колебаниях температуры. Гидравлическая муфта вентилятора располагается в середине вентилятора. Рис. Гидравлическая муфта привода вентилятора: 1 – полость запаса масла; 2 – пластинчатый пружинный клапан; 3 – регулировочный штифт; 4 – биметаллическая полоса; 5 – обечайка вентилятора; 6 – отверстие перетекания рабочей жидкости; 7 – промежуточный диск; 8 – ступица вентилятора; 9 – приводной диск; 10 – фланец; 11 – рабочая полость; 12 – корпус муфты; а – холодный двигатель; б – прогретый двигатель На холодном двигателе пластинчатый пружинный клапан 2 закрывает отверстие 6 вследствие давления на него через штифт 3 биметаллической пластины 4, что предотвращает перетекание рабочей жидкости из полости запаса в рабочую полость  муфты. В таком состоянии приводной диск 9, имеющий сложную поверхность не омывается силиконовой жидкостью и не приводит во вращение вентилятор. По мере прогревания двигателя (температура двигателя около 85° С) биметаллическая полоса 4 прогибается и штифт 3 освобождает пластинчатый пружинный клапан 2. При этом обеспечивается перетекание силиконовой жидкости из полости запаса в рабочую полость муфты. Рабочая поверхность приводного диска 9 начинает омываться силиконовой жидкостью. Вследствие повышения вязкости жидкости при увеличении температуры жидкость захватывает приводной диск, заставляя вращаться корпус муфты и связанный с ней вентилятор. Чем больше будет прогрет двигатель, тем больше прогнется биметаллическая полоса, а значит, больше жидкости будет перетекать из полости запаса в рабочую полость, что заставит вентилятор вращаться с большей скоростью.

Схема системы охлаждения

Система охлаждения Москвич-408

Система охлаждения двигателя Москвич-408 жидкостная, закрытая и состоит из рубашки, окружающей цилиндры и головку цилиндров двигателя, радиатора с установленными перед ним жалюзи, водяного насоса центробежного типа, термостата, вентилятора, предохранительных клапанов, помещенных в пробке радиатора, и спускных краников. Характер циркуляции охлаждающей жидкости в рубашках блока цилиндров и головки цилиндров различный. Циркуляция охлаждающей жидкости через рубашку головки блока цилиндров принудительная, а через рубашку блока цилиндров — естественная. Направление циркуляции охлаждающей жидкости показано стрелками на рисунке. Емкость системы охлаждения с отопителем кузова составляет 7,0 л. Вследствие герметичности системы охлаждения испарение охлаждающей жидкости незначительно, поэтому доливать жидкость в систему охлаждения требуется сравнительно редко. Кроме того, при работе двигателя создается повышенное давление пара, в результате чего вода закипает при температуре 107° С. Рис. Схема системы охлаждения: 1 — отводящий патрубок радиатора; 2 — ремень вентилятора; 3 — водяной насос; 4 — пароотводящая трубка; 5 — жалюзи; 6 — радиатор; 7 — вентилятор; 8 — пробка радиатора; 9 — подводящий патрубок радиатора; 10 — подводящий шланг радиатора; 11 — крышка технологического отверстия; 12 — отводящий патрубок водяной рубашки; 13 — термостат, 14 — подводящий шланг отопителя; 15 — края отопителя; 16 — удлинитель; 20 — отводящий шланг отопителя; 21 — подводящий патрубок водяного насоса; 22 — сливной кран радиатора: 23 — отводящий шланг радиатора Водяной насос 3 засасывает охлаждающую жидкость из радиатора через патрубки и резиновый с хлопчатобумажной оболочкой шланг. Поток охлаждающей жидкости из насоса направляется в продольный канал 16, выполненный в блоке и расположенный со стороны выпускного трубопровода. Из канала через вертикальные отверстия в нем и в головке блока цилиндров охлаждающая жидкость поступает и рубашку головки, омывая стенки камер сгорания, направляющие втулки и седла клапанов. Протекая через головку в направлении к впускному трубопроводу, охлаждающая жидкость омывает впускные каналы и выходит через отверстия из боковой поверхности головки в рубашку впускного трубопровода и далее через термостат 13 и отводящий патрубок 12 возвращается в радиатор 6. Рубашка блока цилиндров сообщается с рубашкой головки блока через отверстия в сопрягаемых плоскостях. Циркуляция охлаждающей жидкости, находящейся в рубашке блока цилиндров, естественная, возникающая вследствие разници температур жидкости в рубашке блока цилиндров и жидкости, принудительно циркулирующей через рубашку головки блока. Более горячая жидкость из рубашки блока цилиндров поступает в рубашку головки блока цилиндров, а вместо нее в рубашку блока поступает менее нагретая жидкость из рубашки головки блока. Вследствие отсутствия принудительной циркуляции жидкости через рубашку блока цилиндров несколько попытается температура стенок цилиндров, что уменьшает коррозионный износ цилиндров. Температура охлаждающей жидкости в рубашке головки цилиндров при наивыгоднейшем тепловом режиме составляет 80—100° С. Температура контролируется электрическим термометром, находящимся на панели приборов; датчик термометра установлен в головке блока цилиндров. Нормальный тепловой режим поддерживается с помощью термостата 75, вентилятора 7 и жалюзи 5. К системе охлаждения подключен отопитель кузова.

Центробежный водяной насос радиатора

Центробежный водяной насос радиатора «Москвич-408»

Рис. Водяной насос: 1 — корпус; 2 — крыльчатка; 3 — шайба; 4 — пружинная шайба; 5 — болт, 6 — латунное кольцо; 7 — сливное отверстие; 8 — шарикоподшипник; 9 — распорная втулка; 10 — стопорное кольцо; 11 — вал; 12 — шкив; 13 — ступица; 14 — упорное раразрезное кольцо; 15 — графитированная текстолитовая шайба; 16 — стопорное пружинное кольцо; 17 — уплотнительная манжета; 18 — латунная обойма; 19 — пресс-массленка; 20 — пружина Водяной насос центробежный. Между корпусом насоса и стальной пластиной, а также между пластиной и блоком цилиндров установлены картонные прокладки. Насос вместе с пластиной прикреплен к блоку цилиндров четырьмя болтами. Кроме того, пластина притягивается к корпусу насоса еще в одной точке с помощью болта и гайки. Этот болт одновременно служит для крепления установочной планки генератора. Охлаждающая жидкость поступает в водяной насос через специальный промежуточный канал, выполненный в блоке цилиндров. Насос приводится во вращение трапециевидным ремнем от шкива коленчатого вала. Этим же ремнем осуществияется привод шкива генератора. Корпус 1 насоса отлит из серого чугупа. Стальной вал 11 насоса установлен в корпусе на двух радиальных шарикоподшипниках имеющих сальники. Подшипники с односторонним мембранным уплотнением удерживаются от осевого перемещения в корпусе пружинным стопорным кольцом 10, устанавливаемым в специальную проточку. Между подшипниками на валу насоса расположена распорная втулка 9. Вал насоса от осевого перемещения во внутренних кольцах подшипников удерживается ступицей 13 шкива и упорным разрезным кольцом 14, входящим в проточку вала. К ступице насоса одновременно прикреплены шкив 12 и четырех лопастный вентилятор системы охлаждения. Крыльчатка 2 насоса отлита из ковкого чугуна и имеет спиральные лопасти. Крыльчатка установлена на заднем концо вала и прикреплена болтом 5, шайбой 3 и пружинной шайбой 4. Для предотвращения проворачивания крыльчатки на валу и в отверстии ступицы крыльчатки имеются лыски. Вал в корпусе насоса уплотнен самоподвижным сальником, состоящим из упорной графитированной текстолитовой шайбы 15, резиновой уплотнительной манжеты 17 и пружины 20. Пружина одним концом упирается и торец крыльчатки, а другим прижимает манжету и упорную шайбу к шлифованному торцу корпуса насоса. Между резиновой манжетой 17 и пружиной 20 расположена латунная обойма 18. Задний торец манжеты упирается в крыльчатку через латунное кольцо 6. Детали самоподжимного сальника предварительно собраны в гнезде крыльчатки и удерживаются стопорпым пружинным кольцом 16. Сальник вращается вместе с крыльчаткой вследствие того, что на упорной графитированной текстолитовой шайбе имеются два выступа, входящие в пазы гнезда крыльчатки. Применение одностороннего мембранного уплотнения в подшипниках насоса позволило удлинить периодичность их смазки до 12 000 км пробега. Для предохранения подшипников вала насоса от попадания в них воды, случайно просочившейся через уплотнение, в нижней части корпуса насоса сделано специальное сливное отверстие 7, выполненное в отливке. Появление течи из этого отверстия в процессе эксплуатации укавывает на то, что сальник неисправен. При этом ни в коем случае нельзя устранять течь, закрывая сливное отверстие. Это может вывести подшипники из строя. Необходимо разобрать насос и проверить исправность деталей сальника. Во время обкатки нового автомобиля возможно появление редких капель воды из сливного отверстия. Это указывает на незаконченность процесса приработки поверхностей упорной шайбы и шлифованного торца корпуса насоса. Насос в этом случае разбирать не следует, так как...

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶