4.4. Воздушная система охлаждения



Система воздушного охлаждения двигателей состоит из ряда элементов, регулирующих ее работу и поддерживающих заданный тепловой режим двигателя. Принципиальная система воздушного охлаждения включает в себя:

  • подкапотное пространство, закрытое кузовными панелями;
  • аксиальный или центробежный вентилятор с направляющим аппаратом, приводимый в действие коленчатым валом двигателя;
  • направляющие панели «рубашки» охлаждения;

  • органы, управляющие расходом воздуха в виде заслонок, управляемых термостатами, дросселирующих вход и выход воздуха, или автоматической муфты регулирования частоты вращения лопастей вентилятора;
  • датчик температуры и показывающий прибор в кабине водителя;
  • оребрение цилиндров и их головки.

По сравнению с жидкостной системой охлаждения воздушная имеет ряд преимуществ:

  • простота и удобство в эксплуатации;
  • отсутствие дорогостоящих узлов и агрегатов;
  • меньшая масса двигателя;
  • более быстрый прогрев двигателя;
  • пониженная чувствительность к колебаниям температуры, что особенно важно при эксплуатации автомобиля в районах с жарким или холодным климатом.

К недостаткам воздушной системы охлаждения следует отнести:

  • повышенный уровень шума, создаваемый вентилятором;
  • большую напряженность отдельных деталей двигателя вследствие их неравномерного охлаждения;
  • большой расход мощности на привод вентилятора (10 —15 % мощности двигателя).





parkers | 21.03.2009

4.3. Предпусковой подогреватель



Предпусковой подогреватель (рис. 33) служит для предварительного прогрева двигателя перед пуском при низких температурах окружающей среды и способствует уменьшению износа цилиндров и поршней. В комплект пускового подогревателя входят котел, заполненный охлаждающей жидкостью, топливный бачок, электромагнитный клапан, вентилятор с электродвигателем, свеча накаливания, пульт управления. Перед пуском двигателя открывается электромагнитный клапан, и топливо поступает в камеру сгорания котла, где первоначально воспламеняется свечой. Воздух подается в котел от вентилятора. Горячие газы, проходя через газопроводы котла, нагревают жидкость, а при выходе из котла патрубком направляются на поддон картера, нагревая в нем масло. Охлаждаю-


parkers | 20.03.2009

4.2. Приборы жидкостной системы охлаждения



Радиатор (рис. 30) является теплообменником системы охлаждения, где поступающая из двигателя жидкость передает теплоту потоку воздуха. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных между собой трубками, образующими его охлаждающую решетку (сердцевину радиатора). Верхний бачок радиатора имеет наливную горловину с пробкой, а нижний — сливной кран. В наливную горловину впаяна пароотводная трубка, соединенная с расширительным бачком. Пароотводная трубка заглублена в радиатор, где отводимые пары конденсируются. К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки. Стойки и пластина образуют каркас радиатора. Сердцевина радиатора состоит из нескольких рядов трубок, впаянных в верхний и нижний бачки. К трубкам крепятся тонкие охлаждающие пластины или гофрированные ленты, изготовленные из латуни, алюминия или красной меди. Пробка наливной горловины в закрытых системах жидкостного охлаждения имеет два предохранительных клапана с уплотнительными резиновыми прокладками и пружинами. Паровой клапан регулируют на избыточное давление (0,145—0,160 МПа), воздушный клапан открывается при падении давления в системе против атмосферного не более чем на 0,01 МПа. При нормальном функционировании клапанов система охлаждения только кратковременно может сообщаться с окружающей средой или полостью расширительного бачка. Жалюзи устанавливаются перед радиатором, с их помощью регулируется количество воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Жалюзи изготовляются в виде набора вертикальных или горизонтальных пластин — створок из оцинкованного железа, которые объединены общей рамкой и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный или групповой поворот их вокруг своей оси. Жалюзи прикрепляют к каркасу радиатора или к его наружной облицовке. Управление створками осуществляется вручную или с помощью устройства с термостатом. Жидкостной насос создает в системе охлаждения принудительную циркуляцию жидкости. Применяют одноступенчатые жидкостные насосы центробежного типа. Привод насоса, как правило, работает от шкива коленчатого вала посредством клиноременной передачи. Жидкостной насос состоит из корпуса, вала привода с крыльчаткой, ступицы для крепления шкива привода, самоподжимной уплотняющейманжеты, двух латунных обойм, резиновой манжеты, уплотняющей шайбы и пружинного кольца. Вал насоса вращается в двух шарикоподшипниках. Центробежные насосы одноступенчатого типа, рассчитанные на давление в 0,04—0,1 МПа, отличаются компактностью и обеспечивают достаточную подачу жидкости при сравнительно больших зазорах между крыльчаткой и стенками корпуса. Вентилятор служит для создания воздушного потока, проходящего через сердцевину радиатора, для охлаждения жидкости, протекающей по трубкам. Вентилятор состоит из ступицы со шкивом, к которой крепятся лопасти. Лопасти вентиляторов изготовляются из листовой стали или из пластмассы. Привод вентилятора имеет автоматическое включение и выключение и осуществляется посредством:

  1. зубчатых колес;
  2. клиноременной передачи;
  3. электромагнитной муфты;
  4. гидродинамической муфты (рис. 31);
  5. автономного электрического привода;
  6. вязкостной муфты;
  7. фрикционной муфты.
Вентилятор устанавливают непосредственно за радиатором. Для повышения эффективности работы вентилятора его иногда размещают в направляющем кожухе, закрепленном на радиаторе. На привод вентилятора затрачивается 3—5 % мощности двигателя. Вентилятор повышает уровень шума двигателя. Поэтому стремятся обеспечить эффективную работу системы охлаждения с минимальными энергетическими затратами. Термостат (рис. 32) автоматически поддерживает необходимую температуру жидкости в системе охлаждения и позволяет быстро прогреть холодный двигатель при пуске.

4.2. Приборы жидкостной системы охлаждения


Термостаты бывают жидкостные (сильфонные) и с твердым наполнителем, а также одноклапанные, которые ограничивают только поток жидкости, и двухклапанные, распределяющими поток жидкости между радиатором и малым кругом циркуляции жидкости. Устанавливают термостат либо на пути движения жидкости к радиатору (верхний патрубок), либо перед насосом. Жидкостной термостат состоит из корпуса с окнами, гофрированного баллона, заполненного легко испаряющейся жидкостью — смесью 2/3 дистиллированной воды и 1/3 этилового спирта и клапана. Нижняя часть баллона жестко соединена с кронштейном корпуса. К верхней части баллона припаян шток с клапаном. Шток может перемещаться в направляющей корпуса. Если жидкость в системе охлаждения не прогрета, то давление в сильфоне понижено и жидкость находится в сжатом состоянии (клапан закрыт). По мере прогрева системы охлаждения жидкость в сильфоне испаряется, давление повышается, сильфон расширяется, открывается клапан. С этого момента жидкость начинает циркулировать через радиатор. Клапан начинает открываться при температуре жидкости 70—80 °С и полностью открывается при температуре 85—95 °С. Термостаты жидкостного типа вследствие образования микроскопических трещин в стенках сильфона и потери герметичности имеют ограниченный срок службы. В настоящее время применяют термостаты с твердым наполнителем. Они состоят из капсулы, заполненной активной массой (кристаллическим воском с медными опилками и церезином). Капсула закрыта резиновым буфером-мембраной, соединенным со штоком. Шток упирается в регулировочный винт, расположенный в верхней рамке термостата, кольцо которой образует седло для основного клапана. Клапан и вместе с ним капсула поджимаются пружиной, которая вторым своим концом упирается в нижнюю рамку. При расширении активной массы шток, упирающийся в регулировочный винт, отжимает всю капсулу вместе с основным клапаном и открывает проход жидкости к радиатору.

parkers | 19.03.2009

4.1. Жидкостная система охлаждения





Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался. Требования к системе охлаждения:

  1. автоматическое поддержание оптимального теплового режима в двигателе, независимого от режима работы и внешних условий;
  2. быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры;
  3. длительное сохранение теплоты после остановки двигателя;
  4. малые энергетические затраты, связанные с приводом агрегатов системы охлаждения.
Сгорание топливовоздушной смеси сопровождается выделением значительного количества теплоты. Если двигатель не охлаждать или охлаждать недостаточно, то его детали могут нагреться до высокой температуры, а это уменьшает их прочность и наполнение цилиндров, ухудшает условия работы смазочной системы вследствие снижения вязкости перегретого масла, ускоряет срабатывание присадок к маслам и увеличивает количество отложений и нагара на деталях. Переохлаждение двигателя сопровождается ростом механических потерь из-за повышения вязкости масла, ухудшением процессов смесеобразования и сгорания, следствием чего является повышенный расход топлива. Конденсация паров воды в картерной полости холодного двигателя и на стенках цилиндров интенсифицирует коррозионный износ. В отработавших газах повышается содержание углеводородов несгоревшего топлива и высокотоксичных альдегидных соединений. Принудительный отвод теплоты от деталей двигателя осуществляется с помощью жидкости или воздуха, в связи с чем различают двигатели жидкостного и воздушного охлаждения.

parkers | 17.03.2009