С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Системы охлаждения двигателя


Система охлаждения двигателя.

  Система охлаждения двигателя предназначена как все понимают для защиты двигателя от перегревов, которые пагубно влияют на его здоровье, а также для поддержания постоянной оптимальной рабочей температуры охлаждающей жидкости. Оптимальной рабочей температурой принято считать диапазон 75-90 градусов по цельсию, так как именно в пределах этих температурных значений достигаются оптимальные тепловые зазоры между основными трущимися деталями двигателя.

Начнем с того, что упомянем о том, что системы охлаждения двигателей тоже бывают разными, я имею ввиду различия по принципу работы и устройству, а так же целесообразности применения каждой из этих систем в той или иной отрасли автомобилестроения. Речь идет о воздушном и жидкостном способах охлаждения моторов.  Самым простым типом охлаждения двигателя является конечно же воздушный. Возьмем в качестве примера двигатель трактора Т-40. Что мы там увидим, да ничего сверхъестественного, все до безобразия просто: отдельный блок с мощным вентилятором, приводимым в движение ременной передачей от шкива коленвала с помощью специально выстроенного пути, во время работы направляет мощный поток воздуха на ребристые гильзы двигателя, ребристыми они сделаны как раз для лучшей теплоотдачи. Так же на пути того же воздушного потока установлен масляный радиатор для охлаждения масла. Такой способ называется принудительным воздушным, но как и везде тут есть свои недостатки: охлаждение лишь направленным потоком воздуха не может обеспечить постоянную температуру и она будет скакать то вверх то вниз, что не очень хорошо. Поэтому чтобы избежать клина двигателя при кратковременных перегревах на двигателях с принудительным воздушным охлаждением при конструировании были предусмотрены увеличенные тепловые зазоры между поршнем и гильзой, а также увеличенные тепловые зазоры поршневых колец.

  Еще в качестве примера двигатели с воздушным охлаждением в большом количестве применяются на мотоциклах, думаю многие смотря на мотоциклетный мотор вряд ли задумывались о системе его охлаждения. Там также применяется как принудительное воздушное охлаждение так и свободное. То есть двигатель ничем не охлаждается а тупо отдает свое тепло в атмосферу, а при движении охлаждается лишь встречным потоком воздуха. Представьте себе попасть на моторе с таким двиглом в пробку, его придется постоянно глушить чтобы он остыл, потом завести проехать пять метров и снова глушить чтоб не грелся во время ожидания. Большинство мотоциклетных моторов, как оппозитных так и простых, выполнены во многом из алюминия, во первых потому что он легкий, а во вторых обладает хорошей теплоотдачей. Сейчас же на современные мото-моторы инженеры стараются устанавливать именно жидкостную систему охлаждения, так как она более стабильна и менее подвержена риску перегрева. К слову, то что сейчас устанавливают на гоночные мотоциклы в качестве двигателя, вполне можно было бы установить в какой нибудь жигулятор, вместо родного мотора.

  Теперь рассмотрим жидкостную систему охлаждения двигателя на самом простом примере. Итак, основные составляющие жидкостной системы охлаждения:

  • Радиатор - основной резервуар ОЖ системы охлаждения.
  • Рубашка системы охлаждения двигателя - полости в блоке и ГБЦ двигателя, которые заполнены охлаждающей жидкостью.
  • Термостат - небольшая деталька, необходимая для регулирования постоянной рабочей температуры двигателя.
  • Помпа - или насос системы водяного охлаждения, необходима для обеспечения циркуляции ОЖ между радиатором и водяной рубашкой.
  • Датчик температуры ОЖ - и так понятно.
  • Система патрубков и шлангов - необходима для соединения радиатора и водяной рубашки блока двигателя.
  • Расширительный бачок - нужен для устранения потерь ОЖ при её расширении или закипании.

  А сейчас попробуем понять как это всё работает. Основная часть охлаждающей жидкости находится в радиаторе, водяной рубашке и системе патрубков. Вся система охлаждения выстроена как замкнутый круг с помощью каналов в блоке и ГБЦ и соединено это все с радиатором. Водяная помпа, установленная на определенном отрезке круга охлаждения обеспечивает циркуляцию жидкости при работе двигателя. Помпа приводится в движение от коленвала, ременным или шестеренчатым приводом, и скорость вращения вала помпы напрямую зависит от оборотов коленвала двигателя. То есть, чем больше обороты двигателя, тем больше он нуждается в охлаждении, следовательно и помпа вращается быстрее, прогоняя и остужая большие объёмы охлаждающей жидкости нежели при спокойной работе двигателя.

  Жидкостная система охлаждения разделена на малый круг охлаждения и полный цикл. Нужно это для обеспечения более быстрого прогрева двигателя и поддержания рабочей температуры двигателя в холодные времена года. Малый круг обеспечивает охлаждение двигателя минуя радиатор. Достигается это благодаря использованию термостата, помогает быстрее прогреть двигатель. После того как двигатель прогрет, термостат открывается и охлаждение происходит уже по полному циклу, то есть охлаждающая жидкость уже проходит через радиатор.

  Профилактика и ремонт системы охлаждения двигателя. Здесь в принципе ничего сложного нет, нужно следить чтобы нигде ни чего не протекало и не мокрело, также следите за уровнем ОЖ в радиаторе и за её цветом. Допустим у вас залит красный антифриз, если вы вдруг заметили что он уже не красный а допустим оранжевый, это верный признак того, что он нуждается в замене. Помните что тосол и антифриз тоже не вечные, и нуждаются в замене хотя бы раз в два года. Но будьте внимательны, последнее время на ремонт попадают моторы, система охлаждения которых как будто работала на кислоте, алюминиевые детали сожраны изнутри, на чугуне огромные раковины, было несколько случаев когда в негодность приходил блок, я уверен что все это благодаря самопальному тосолу и антифризу, раньше, когда двигатели охлаждались обычной водой такого не было.

yamotorist.ru

Система охлаждения двигателей автомобиля

Категория:

   Техническое обслуживание автомобилей

Система охлаждения двигателей автомобиля

Назначение и устройство системы охлаждения. Распределение затрат теплоты, полученной в результате сгорания топлива, на полезную работу и потери называется тепловым балансом двигателя. Тепловой баланс можно представить в виде диаграммы, из которой видно, что на полезную работу двигателя используется 25…35% общего количества теплоты и, следовательно, эффективный коэффициент полезного действия двигателя равен 25…35%.

Система охлаждения двигателя поддерживает определенный, наиболее выгодный тепловой режим его работы. При переохлаждении увеличиваются потери на трение, уменьшается мощность двигателя, на холодных деталях конденсируются пары бензина и в виде капель стекают по зеркалу цилиндра, смывая смазку. Возрастает износ деталей, и чаще требуется заменять масло.

Перегрев ухудшает количественное наполнение цилиндра горючей смесью, вызывает разжижение и выгорание масла, в результате чего могут заклиниться поршни в цилиндрах и выплавиться вкладыши подшипников.

Автомобильные двигатели могут иметь жидкостное или воздушное охлаждение. На двигателях отечественных автомобилей (исключая ЗАЗ-968, имеющий воздушное охлаждение) применяют закрытую жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости, осуществляемой водяным насосом. Закрытой систему называют потому, что она непосредственно не сообщается с атмосферой. В результате давление в системе увеличивается, температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 108…119 °С и снижается ее расход на испарение. Температура охлаждающей жидкости нормально работающего двигателя должна быть 85…95 °С.

В жидкостную систему охлаждения входят: рубашка охлаждения блока и головок цилиндров, радиатор, водяной насос, вентилятор, термостат, жалюзи, патрубки, шланги, сливные краники, радиатор отопителя, указатель температуры и контрольная лампа.

Рис. 1. Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 2. Радиаторы: а — устройство; б — трубчатая сердцевина; в — пластинчатая сердцевина; 1 — верхний бачок с патрубком; 2 — пароотводная трубка; 3 — заливная горловина с пробкой; 4 — сердцевина; 5 — нижний бачок; 6 — патрубок со сливным краником; 7 — трубки; 8 — поперечные пластины.

Жидкость в рубашке охлаждения двигателя нагревается за счет отбора теплоты от цилиндров, поступает через термостат в радиатор, охлаждается в нем и под действием центробежного насоса возвращается в рубашку двигателя. Охлаждению жидкости способствует интенсивный обдув радиатора и двигателя потоком воздуха от вентилятора.

Чтобы уменьшить образование накипи в системе охлаждения при заполнении ее водой, необходимо пользоваться мягкой водой, содержащей не свыше 0,14 мг окиси кальция (СаО) в 1 л. Жесткую воду, заливаемую в систему охлаждения, необходимо прокипятить.

Вместимость системы охлаждения двигателя равна: у автомобиля ГАЗ-53А — 23,0 л, ЗИЛ-130 — 29,0 л, ГАЗ-24 — 11,6 л.

Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков и сердцевины. Его крепят на автомобиле на резиновых подушках с пружинами.

Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У первых сердцевина образована несколькими рядами латунных трубок, пропущенных через горизонтальные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения и придающие радиатору жесткость. У вторых сердцевина состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных между собой по краям гофрированных пластин.

Верхний бачок имеет заливную горловину и пароотводную трубку. Горловина радиатора герметически закрывается пробкой, имеющей два клапана: паровой для снижения давления при закипании жидкости, который открывается при избыточном давлении свыше 40 кПа (0,4 кгс/см2), и воздушный, пропускающий воздух в систему при снижении давления вследствие охлаждения жидкости и этим предохраняющий трубки радиатора от сплющивания атмосферным давлением.

Центробежный водяной насос создает принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости; его крепят болтами через прокладку к верхней части блока цилиндров. Основные части насоса: корпус, вал с пластмассовой крыльчаткой, установленный на двух шариковых подшипниках. Самоуплотняющийся сальник, состоящий из резиновой манжеты, металлической обоймы, пружины и шайбы из износостойкой графитосвинцовой смеси, предотвращает вытекание жидкости в месте выхода вала из корпуса насоса.

Вентилятор усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора. Ступицу вентилятора крепят на валу водяного насоса. Они вместе приводятся во вращение от шкива коленчатого вала одним или двумя трапециевидными ремнями.

Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор.

В системе охлаждения двигателей 3M3-53 и ГАЗ-24 для поддержания наивыгоднейшего теплового режима вентилятор приводится электромагнитной фрикционной муфтой, которая включается и выключается автоматически в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Муфта состоит из электромагнита, установленного вместе со шкивом на ступице водяного насоса, и ступицы вентилятора, соединенной пластинчатой пружиной с якорем, свободно вращающимся на двух шариковых подшипниках.

Рис. 3. Схема работы парового и воздушного клапанов пробки радиатора: а — путь пара; б — путь воздуха; 1 — пароотводная трубка; 2 — паровой клапан; 3 — воздушный клапан.

Рис. 4. Водяной насос: 1 — вал с крыльчаткой; 2 — самоуплотняющийся сальник; 3 — корпус; 4— шайба; 5—пружина; 6 — резиновая манжета.

Рис. 5. Электромагнитная муфта привода 1 — шкив водяного насоса; 2 — электромагнит; 3 — ступица вентилятора; 4 — крышка; 5 — ступица вала водяного насоса; 6 — корпус; 7 — самоподжимной сальник;

Катушка электромагнита соединена с тепловым реле, измерительный преобразователь (датчик) которого установлен в верхнем бачке радиатора. Когда температура охлаждающей жидкости достигает 90…95 °С, контакты реле замыкаются и в катушку электромагнита поступает ток от аккумуляторной батареи автомобиля, якорь притягивается к электромагниту и ступица вентилятора начинает вращаться. При понижении температуры охлаждающей жидкости до 80…85 °С контакты реле размыкаются и вентилятор отключается.

Жалюзи — это шарнирно укрепленные стальные пластины, установленные перед радиатором. Положение жалюзи регулирует водитель из кабины автомобиля рукояткой, изменяя поток воздуха, идущий сквозь сердцевину радиатора.

Термостат служит для быстрейшего прогрева холодного двигателя и автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости при движении автомобиля.

Термостат двигателей 3M3-53 и ГАЗ-24 состоит из корпуса, гофрированного цилиндра, заполненного легкоиспаряющейся жидкостью, и штока с клапаном. На двигателе ЗИЛ-130 применен более надежно работающий термостат с твердым наполнителем. Такой термостат состоит из медного баллона, закрытого крышкой, между которыми герметично закреплена резиновая мембрана. Баллон заполнен активной массой, состоящей из церезина (горного воска), перемешанного с медным порошком. Объем активной массы при нагревании увеличивается.

На мембрану опирается шток, расположенный в направляющей части крышки. Шток шарнирно соединен с клапаном.

При холодном двигателе клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость направляется через канал к входному отверстию насоса, а через него в рубашку охлаждения, т. е. циркулирует по малому кругу, не попадая в радиатор. У двигателя ЗИЛ-130 при закрытом клапане термостата охлаждающая жидкость, нагнетаемая в рубашку насосом, перепускается через систему охлаждения воздушного компрессора.

Рис. 6. Схема работы термостата: а — циркуляция охлаждающей жидкости по малому кругу; б – циркуляция охлаждающей жидкости по большому кругу; 1 -корпус; 2 — шток с клапаном; 3 — гофрированный цилиндр.

Когда охлаждающая жидкость нагрета до 70…80 °С, клапан термостата под действием паров жидкости, заполняющей его цилиндр, или вследствие расширения твердого наполнителя открывается и охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор, т. е. по большому кругу.

Температуру охлаждающей жидкости контролируют по указателю температуры, измерительный преобразователь которого ввернут в рубашку охлаждения блока цилиндра. При температуре в системе охлаждения выше 95 °С у двигателей 3M3-53 и ГАЗ-24 или 115 °С у двигателей ЗИЛ-130 на щитке загорается сигнальная лампа, включаемая измерительным преобразователем, установленным в верхнем бачке радиатора.

Жидкость из системы охлаждения двигателя ГАЗ-24 сливают через два краника: под радиатором и справа в блоке цилиндров.

У двигателей 3M3-53 и ЗИЛ-130 сливных краников по три: один под радиатором и два на нижней части водяной рубашки обеих секций блока.

Применение антифриза. Систему охлаждения автомобиля, работающего при низких температурах, целесообразно заправлять низкоза-мерзающей жидкостью (антифризом), состоящей из смеси этиленгли-коля и воды. Низкозамерзающую жидкость выпускают марок 40 и 65. Антифриз марки 40 состоит из 53% этиленгликоля и 47% воды. Он предназначен для районов с умеренно низкой температурой. Антифриз марки 65 состоит из 66% этиленгликоля и 34% воды, его применяют в условиях более низких температур. Учитывая довольно высокий коэффициент расширения антифриза, систему охлаждения заправляют только 93…95% вместимости. В процессе эксплуатации надо следить за уровнем антифриза в системе и доливать воду, так как она испаряется быстрее этиленгликоля.

Для системы охлаждения двигателей автомобилей ВАЗ применяют жидкость «Тосол», содержащую, кроме этиленгликоля, присадки, уменьшающие коррозию металла.

Этиленгликолевые жидкости ядовиты. При попадании их в организм происходит отравление, иногда со смертельным исходом. Специальных мер для предохранения дыхательных путей и кожных покровов не требуется, но после заправки системы охлаждения следует тщательно мыть руки горячей водой с мылом.

При наступлении теплого времени года антифриз надо слить, промыть и заполнить систему водой. Слитый антифриз фильтруют, переливают в герметически закрываемую посуду и хранят в ней до следующей зимы. Жидкость «Тосол» применяют в течение всего года, так как она не вызывает коррозии.

Пусковой подогреватель, устанавливаемый на двигателях 3M3-53, ЗИЛ-130, служит для их разогрева перед пуском при низкой температуре воздуха. Основные части подогревателя: котел с камерой сгорания и жаровой трубой, топливный бачок, регулятор подачи топлива с электромагнитным клапаном и пульт управления. Полость котла вокруг жаровой трубы заполнена охлаждающей жидкостью (вода или антифриз) и постоянно соединена патрубками и шлангами с рубашкой охлаждения двигателя.

При включении подогревателя в камеру сгорания поступает из бачка бензин, а при помощи вентилятора, приводимого в действие электродвигателем, подается воздух. Образующаяся горючая смесь первоначально воспламеняется электрической свечой накаливания, которую, после того как горение станет устойчивым, выключают. По мере нагревания плотность находящейся в котле жидкости уменьшается, и она поступает в рубашку охлаждения двигателя, подогревая цилиндры и впускной трубопровод, а выходящие из жаровой трубы газы направляются под нижнюю часть картера и разогревают находящееся в нем масло.

К основным неисправностям системы охлаждения относятся подтекание жидкости и образование в системе накипи.

На изучаемых автомобилях применяется жидкостная система охлаждения закрытого типа, т. е. она не связана непосредственно с атмосферой, в результате чего давление в системе увеличивается и повышается температура кипения охлаждающей жидкости, а такжё снижается расход жидкости на испарение. Циркуляция жидкости в системе — принудительная, при помощи жидкостного насоса. Система охлаждения сообщается с атмосферой через клапаны, расположенные в пробке наливно.й горловины радиатора (у автомобилей 3M3-53-11 и ЭИЛ-130) или пробке расширительного бачка (у автомобиля ЗИЛ-645), которые открываются при определенном разрежении или избыточном давлении в системе. Система охлаждения двигателя поддерживает температуру двигателя в пределах 80…95 °С.

В систему охлаждения входят: рубашки охлаждения блока, головок цилиндров и впускного трубопровода, радиатор, патрубки, шланги, водяной насос, вентилятор, термостат, жалюзи, сливные краники.

Радиатор состоит из нижнего и верхнего бачков, сердцевины, патрубков, горловины с пробкой и пароотводной трубки.

Сердцевина радиатора — трубчатая, состоит из нескольких рядов плоских трубок, впаянных концами в верхний и нижний бачки.

Для увеличения охлаждающей поверхности между трубками помещаются латунные пластины (у двигателей автомобилей 3M3-53-11 и ЭИЛ-130) или медная лента (у двигателя автомобиля ЗИЛ-645). На двигателе ЗИЛ-645 радиатор заполняется жидкостью из расширительного бачка 13, который предназначен для удаления воздуха из радиатора при заправке системы охлаждения и компенсации изменений объема охлаждающей жидкости в системе при ее расширении от нагревания.

Водяной насос — центробежный, установлен на передней стенке блока цилиндров. Крыльчатка насоса находится на одном валу с вентилятором. Для предупреждения попадания жидкости в корпус подшипников на заднем конце вала в ступице крыльчатки помещен самоподжимный сальник, состоящий из резиновой манжеты с пружиной, обоймы и текстолитовой шайбы, которая плотно прижимается к торцу корпуса насоса. В корпусе подшипников имеется отверстие, через которое при износе деталей сальника жидкость вытекает наружу. Для смазки подшипников в их корпусе имеются масленка и контрольное отверстие для выхода лишнего смазочного материала.

Рис. 7. Система охлаждения двигателя: 1 — жалюзи; 2 — верхний бачок радиатора; 3 — шланг отвода воздуха из радиатора; 4 — компрессор; 5 — подводящий шланг радиатора; 6 — отводящий шланг правой части блока цилиндров; 7— коробка термостатов; 8 — перепускная полость; 9 — термостат; 10 — отводящий патрубок левой части блока цилиндров; 11 — шланг отвода воздуха и жидкости из системы охлаждения компрессора; 12 — шланг слива жидкости в нижний бачок радиатора; 13 — расширительный бачок; 14 — пробка расширительного бачка; 15 — контрольный кран расширительного бачка; 16 — трубка отвода воздуха и жидкости из правой головки цилиндров; 17 — воздухоотводящая трубка; 18 — головка блока цилиндров; 19 — блок цилиндров; 20 — кран сливного отверстия; 21 — отводящий шланг радиатора; 22 — шкив коленчатого вала; 23 — ремни привода; 24 — жидкостный насос; 25 — натяжной ролик; 26 — нижний бачок радиатора; 27 — вентилятор; 28 — шкив жидкостного насоса и вентилятора; 29 — автоматическая муфта отключения вентилятора

Вентилятор — шестилопастный, осевого типа. Привод вентилятора и водяного насоса осуществляется ремнем от шкива коленчатого вала.

Рис. 8. Водяные насосы двигателя ЭИЛ-130Са) и двигателя ЗИЛ-645(б,): 1, 2. 3 и 4 — соответственно пружина, резиновый уплотнитель, текстолитовая упорная шайба и обойма самоподжимного сальника; 5 — корпус подшипников; 6 — вал водяного насоса; 7 — крыльчатка насоса; 8 — самоподжимный сальник; 9 — корпус насоса; 10 — шкив; 11 — ступица шкива; 12 — шарикоподшипники; 13 — распорная втулка; 15 — стопорное кольцо; 16 — уплотнитель; 17 — болт; 18 — сбрасыватель жидкости; 19— корпус подшипников

Рис. 9. Гидромуфта вентилятора двигателя ЗИЛ-645: а — продольный разрез; б— схема заблокированного положения муфты; в — схема разблокированного положения муфты; 1— крышка муфты; 2 — корпус муфты; 3 — шарикоподшипник; 4 — фланец; 5 — ведущий диск; 6 — уплотнение; 7 — крышка камеры; 8 — пластинчатый клапан; 9 — биметаллический терморегулятор; А — резервная камера

На двигателе ЗИЛ-645 вентилятор приводится во вращение двумя клиновидными ремнями через гидромуфту с автоматическим управлением, осуществляемым при помощи биметаллического терморегулятора.

Гидромуфта предназначена для обеспечения работы вентилятора в автоматическом режиме и состоит из корпуса, крышки, биметаллического спирального терморегулятора, соединенного через ось с пластинчатым клапаном крышки резервной камеры. Муфта заполнена рабочей жидкостью ПМС-10000 в количестве 30…35 г. Вал водяного насоса жестко связан с фланцем муфты. Вентилятор прикреплен к корпусу муфты шпильками, под которые установлены пластины для блокировки муфты при ее поломке.

Включение и выключение муфты осуществляется биметаллическим терморегулятором в зависимости от температуры воздуха, обдувающего корпус муфты. При низкой температуре воздуха биметаллический регулятор устанавливает клапан в такое положение, при котором закрывается проход рабочей жидкости в полость между ведущей и ведомой частями муфты. В этом случае рабочая жидкость находится в резервной камере, и за счет зазоров между ведущей и ведомой частями муфты они могут вращаться относительно друг друга. При повышении температуры воздуха биметаллический терморегулятор поворачивает клапан, открывая тем самым отверстия, соединяющие резервную и рабочую полости. Под действием центробежных сил рабочая жидкость заполняет зазоры между ведущей и ведомой частями муфты. При этом вследствие высокой вязкости жидкости происходит включение муфты.

Рис. 10. Термостаты двигателей 3M3-53-1 lfa), ЗИЛ-130(б) и ЗИЛ-645(в). 1 — подводящая труба; 2 — патрубок малого круга циркуляции; 3 — прокладка; 4 — отводящий патрубок; 5 — клапан термостата; 6 — шток; 7 — корпус; 8 — гофрированный баллон; 9— резиновый буфер; 10—шток; 11 — заслонка; 12 — возвратная пружина; 13 — твердый наполнитель (церезин); 14 — баллон; 15—резиновая диафрагма; 16 — обойма; 17 — втулка; 18 — стойки; 19—регулировочный винт; 20 — радиаторный клапан; 21 — седло клапана; 22 — перепускной клапан; 23 — упорная шайба; 24 — компенсационная пружина

Разбирать муфту в условиях эксплуатации не рекомендуется.

Термостат установлен на выходе охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения впускного трубопровода двигателя (у двигателя ЗИЛ-645 2 термостата, установленных в закрепленной на крышке распределительных шестерен термостатной коробке). В двигателе ЗМЗ-БЗ-11 установлен жидкостный термостат, состоящий из гофрированного латунного цилиндра с легко испаряющейся жидкостью, корпуса и клапана. Когда температура в системе охлаждения превышает 70 °С, жидкость в цилиндре испаряется, под действием возрастающего давления ее паров цилиндр растягивается и открывает клапан термостата.

В системе охлаждения двигателей ЗИЛ-130 и -645 применен термостат с твердым наполнителем, состоящим из смеси церезина с медным порошком. Наполнитель помещен в медном баллоне, закрытом резиновой диафрагмой, упирающейся в резиновый буфер. Сверху буфера установлен шток, соединенный с рычагом, который при помощи пружины удерживается в закрытом положении. При нагревании охлаждающей жидкости до 70 °С наполнитель в баллоне начинает плавиться и, расширяясь, поднимает диафрагму вверх. Давление диафрагмы через буфер и шток передается на рычаг, который открывает заслонку термостата. У двигателя ЗИЛ-645 имеется, помимо основного радиаторного клапана, перепускной клапан, который открыт при прогреве двигателя и закрывается при нагреве жидкости до температуры 78…95 °С. При этом открывается основной клапан и жидкость начинает циркулировать через радиатор.

При работе двигателя жидкость из нижнего бачка радиатора через отводящий шланг нагнетается водяным насосом в рубашку охлаждения блока цилиндров и головок блока. При прогреве холодного двигателя патрубок, соединяющий рубашку охлаждения двигателя, перекрыт клапаном термостата и жидкость циркулирует по малому кругу, минуя радиатор и поступая из рубашки охлаждения опять к водяному насосу. При прогреве жидкости открывается клапан термостата, и она начинает циркулировать по большому кругу через радиатор, который обеспечивает необходимый отвод тепла.

Жалюзи состоит из створок, расположенных впереди радиатора, и рукоятки управления, выведенной в кабину водителя.

Реклама:
Читать далее: Система охлаждения двигателя автомбиля

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Устройство системы охлаждения двигателя: 9 основных элементов

В процессе работы двигатель внутреннего сгорания испытывает серьезные нагрузки, из-за чего он перегревается. Чтобы избежать этого, на автомобили устанавливают систему охлаждения. Двигатель без системы охлаждения деформируется и выйдет из строя.

Она также охлаждает другие системы авто:

  • Масло в коробке-автомате;

Также система охлаждения двигателя нужна для обогрева воздуха, который поступает в отопление салона, вентиляцию и кондиционер.

Типы систем охлаждения

Существует два способа остужения мотора – с помощью жидкости и с помощью воздуха. В некоторых автомобилях используется комбинация этих видов. На большинстве современных машин применяют комбинированное охлаждение, которое сочетает плюсы двух видов.

Жидкостная система

Эту конструкцию можно сравнить с отоплением в квартире – по трубкам протекает рабочая жидкость – теплоноситель. На старых автомобилях в этом качестве использовалась вода. Водяная система охлаждения двигателя замерзает зимой. Поэтому в новых авто используются специальные технические жидкости.

Воздушная система охлаждения

Главное преимущество – это простота обслуживания. Устройство системы охлаждения двигателя простое. Она представляет собой вентилятор, расположенный в непосредственной близости от мотора. Но минус такой конструкции в том, что вентилятор отбирает мощность от мотора и не охлаждает его полностью. Такое устройство не предполагает отведение тепла для обогрева салона.

Комбинированная система

В такой конструкции циркулирует вода или антифриз, которая охлаждает рабочие элементы. Жидкость же остывает благодаря потоку воздуха от решетки радиатора, а также вентилятору. Работа охлаждающей системы автомобиля обеспечивает нормальную температуру мотора и не допускает перегрева.

Устройство системы охлаждения

Охладительная система автомобиля состоит из девяти деталей. Главными из них можно назвать термостат, насос, трубки охлаждения мотора и радиатор. Эти элементы присутствуют и в бензиновых, и в дизельных машинах. Следует рассмотреть все детали по отдельности.

Радиатор с жидкостью

Это резервуар для остывания технической жидкости. Его делают из меди, алюминия или сплава металлов. Сердцевина его состоит из сот или пластинок, по которым протекает жидкость. Устройство радиатора охлаждения двигателя предусматривает наличие внешних пластинок, которые ускоряют остывание. Также они повышают прочность радиатора.

Виды:

  1. Обычный предназначен для остывания мотора. Он соединен с вентилятором.
  2. Масляный необходим для остывания моторного масла.
  3. Емкость для отработанных газов. После взрыва топливной смеси нужно охладить отработанные газы.

Радиатор для масла

На каждом авто устанавливается обычный радиатор. Наличие остальных зависит от модели. При необходимости каждый водитель может провести доработку и установить емкость для охлаждения масла, если он чувствует, что это необходимо.

Патрубки

Сверху и снизу емкость имеет патрубки для потока жидкости. Через верхний течет нагретая вода от двигателя, через нижний уходит холодная.

Расширительный бачок

При работе мотора на полную мощность, сильно нагревается антифриз. Температура работающего двигателя достигает 90-105 градусов. В радиаторе проходит процесс кипения. Образуется пар, растет его давление, поднимается специальный клапан, чтобы пар вышел. После остывания пар превращается обратно в жидкость и стекает обратно. Для регулирования объема тосола, который меняется в процессе работы, в механизме устанавливают расширительный бачок.

Радиаторы могут не иметь заливной горловины, тогда антифриз доливают через горлышко расширительного бачка. На него наносят специальные отметки для определения уровня.

Вентилятор для нагнетания воздуха

Воздух через решетку радиатора недостаточно охлаждает антифриз. Поэтому все радиаторы оснащаются вентиляторами для снижения температуры. Они отличаются по типу работы:

  • Гидравлика – запускается технической жидкостью;
  • Механика – соединяется ремнем с коленчатым валом;
  • Электро – работает от генератора.

Новые системы охлаждения двигателя предусматривают установку электровентиляторов.

Центробежный насос

Именно насос (его еще называют помпа) запускает циркуляцию жидкости. Для автомобилей с турбонаддувом используется еще один центробежный насос для повышения КПД. Он нужен для остывания турбокомпрессора и воздуха в турбине.

Термостат

Термостат контролирует количество и температуру антифриза в радиаторе. Он находится в патрубке, который ведет от мотора к емкости. При пуске авто клапан термостата опущен, и жидкость течет только между ним и головкой блока. Когда она разогревается, термостат открывается. В этом заключается основной принцип работы системы охлаждения.

Теплообменник отопителя

Эта емкость необходима для нагрева воздушного потока, который идет на нагрев салона автомобиля. Его устанавливают около патрубка, через который горячая жидкость течет от мотора к радиатору.

Рубашка

Это система каналов в головке блока мотора и блоке цилиндров. Специальные полости вокруг цилиндров предназначены для охлаждения. По ним течет холодный антифриз, а вытекает уже горячий. Как циркулирует охлаждающая жидкость в двигателе, наглядно представлено на схеме.

Управление

За управление всеми механизмами отвечает ЭБУ. Он собирает информацию с датчиков температуры и управляет всеми элементами (например, включение и выключение вентилятора).

Принцип работы

При пуске мотора он сам и антифриз холодные. Для ускорения подогрева охлаждающая жидкость двигается по малому кругу. Схема системы охлаждения двигателя проста: жидкость течет от рубашки мотора к термостату и обратно.

По мере прогрева системы открывается термостат, и антифриз течет в радиатор. В него попадает горячая жидкость, остывает, и обратно к двигателю поступает уже холодный антифриз. Если он не успевает остывать, принудительно включается вентилятор. В этом заключается принцип работы системы охлаждения двигателя.

Отличия охлаждения мотора на бензине, дизеле и электричестве

Система охлаждения ДВС на бензине от дизельного ничем не отличается. Дизельный агрегат также имеет термостат, который открывается при прогреве системы. Антифриз течет в радиатор, а оттуда холодная жидкость идет к блоку цилиндров. После этого она поступает обратно в радиатор.

Система охлаждения электрических двигателей продумана не до конца. Каждый производитель устанавливает свои механизмы, например, масляные или водяные. Самый простой вариант – расположение аккумуляторов так, чтобы они остывали под потоком набегающего воздуха.

Основные неисправности в системе охлаждения двигателя

Неисправности этого механизма легко заметить по перегреву или переохлаждению. Схема охлаждения двигателя дает представление о частях, которые могут выйти из строя. Причины поломок:

  • Недостаточный объем антифриза;
  • Неисправность двигателя вентилятора;
  • Внешнее и внутреннее загрязнение радиатора;
  • Поломка парового клапана.

Если вы заметили, что мотор постоянно перегревается, сначала проверьте уровень охлаждающей жидкости. Помните, что открывать пробку расширительного бачка можно только после остывания системы, чтобы не получить ожоги. Если уровень недостаточный, следует проверить все трубки и патрубки на механические повреждения. Если вы заметили, что антифриз изменил цвет и стал коричневым, поменяйте его, а перед этим почистите радиатор.

Промывка радиатора своими руками

Со временем эта емкость накапливает грязь, отложения, ржавчину и накипь. Это снижает охлаждение двигателя. Поэтому рекомендуется периодически снимать радиатор и промывать его.

Как почистить радиатор Газели средством для промывки

Можно легко проверить, есть ли грязь внутри радиатора. Чистая емкость прогревается равномерно. Если же какой-либо участок остается холодным, он забит грязью.

Чтобы почистить его, необходимо следовать алгоритму:

  1. Слить антифриз из системы.
  2. Залить воды и химического средства в пропорции по инструкции на упаковке.
  3. Запустить авто на 30 минут, слить смесь.
  4. Залить воду, запустить авто на 30 минут, слить воду.
  5. Залить смесь воды и средства для промывки, запустить авто на 30 минут, слить смесь.
  6. Налить воду, запустить авто на 30 минут, слить воду.

Обычно эту инструкцию дает производитель на каждом средстве для очистки системы охлаждения. Такую чистку рекомендуется устраивать раз в 2-3 года, в зависимости от условий эксплуатации. Вместе с этим рекомендуется помыть радиатор снаружи.

Промывка системы охлаждения ВАЗ 2110 лимонной кислотой

Существуют народные методы очистки емкостей – лимонной кислотой, газированными напитками и другими сильнодействующими средствами. Алгоритм работы такой:

  1. В авто ВАЗ-2110 объем системы охлаждения составляет 7,8 л. Необходимо приготовить раствор 7 литров воды и 700 гр лимонной кислоты.
  2. Слить антифриз из системы и залить смесь.
  3. Включить мотор на 40 минут, можно проехать на машине.
  4. Слить раствор, залить чистую воду и прогреть авто.
  5. Повторить операцию с водой несколько раз.

Помните, что кислоты эффективно борются с ржавчиной, а щелочи с накипью. Исходя из типа загрязнения, выбирайте чистящее средство.

Назначение системы охлаждения понятно всем – для эффективной работы мотору нужно остывать. Теперь вы знаете, как работает система охлаждения двигателя и как определить ее неисправности.

motorstory.ru

Система охлаждения двигателя

Современный автолюбитель, все больше интересуется устройством автомобиля. В изучении автомобильного устройства, сложно обойти стороной такую важную часть, как поддержание температурного режима в движке авто. СО (Система охлаждающая движок), важнейшая составляющая любой машины. От правильности ее функционирования, зависим износ и продуктивность движка машины. Исправная СО, существенно снижает нагрузку на рабочие элементы двигателя. Для поддержания корректного функционирования системы, необходимо хорошо понимать ее составляющие. Изучив полезные материалы, вы сможете обслуживать СО со знанием дела.

В ходе эксплуатации автомобиля, рабочие части движка способны набирать высокую температуру. Во избежание перегрева рабочих частей, авто оснащается системой охлаждения. Система охлаждения автомобиля, существенно снижает температуру рабочих частей двигателя. Поддержание оптимального температурного режима, происходит благодаря рабочей жидкости. Рабочая смесь, циркулирует по специальным проводникам, предотвращая перегрев. Система, на всех автомобилях, выполняет ряд дополнительных функций.

Функции охладительной системы.

охлаждение двигателя
  • Оптимизация температуры смеси для смазывания рабочих частей авто.
  • Регулирование температуры отработанных газов, в выхлопной системе.
  • Понижение температуры смеси для работы АКПП.
  • Понижение температуры воздуха в турбине автомобиля.
  • Нагревание потока воздуха в системе отопления. 

На сегодняшний день, существует несколько видов систем охлаждения. Системы, разделяют в частности от способа понижения температуры рабочих частей.

Виды охлаждающих систем.

  • Закрытая. В данной системе, понижение температуры происходит благодаря рабочей жидкости.
  • Открытая (Воздушная). В открытой системе, понижение температуры осуществляется при помощи воздушного потока.
  • Комбинированная. Рассматриваемая система охлаждения, совместила в себе два вида охлаждения. В частности от производителя системы, охлаждение производится совместно или последовательно.
схема

Наиболее популярной в машиностроении, стала система охлаждения двигателя использующая ОЖ. Рассматриваемая система охлаждения, стала наиболее действенной и практичной к эксплуатации. Система охлаждения, равномерно осуществляет понижение температуры рабочих частей двигателя. Рассмотрим устройство и способ функционирования системы, используя наиболее популярный пример.

Вне зависимости от особенностей двигателя, конструкция и функционирование охладительной системы, отличаются не сильно. Таким образом, двигатели с различным видом топлива, обладают практически идентичной системой поддержания температурного режима. Система охлаждения, включает в себя составные части, обеспечивающие ее функционирование. Каждая составляющая, является крайне важна для полноценной работы. При нарушении работы одной составляющей, нарушается корректная оптимизация температурного режима.

Составные элементы систем охлаждения.
  • Теплообменник ОЖ.
  • Масляный теплообменник.
  • Вентилятор.
  • Насосы. В частности от модели ОС, их может быть несколько.
  • Бак для рабочей смеси.
  • Датчики.
радиатор системы охлаждения

Для функционирования рабочей смеси, в системе существуют специальные проводники. Контроль работы системы, осуществляется благодаря центральной системы управления.

Теплообменник, осуществляет понижение температуры жидкости, потоком холодного воздуха. Для изменения тепловой отдачи, теплообменник оснащается определенным механизмом, представляющим небольшую трубку.

Вместе с штатным передатчиком, некоторые производители, оснащают систему теплообменником масла и переработанных газов. Теплообменник масла, осуществляет понижение температуры жидкости, смазывающей рабочие составляющие. Второй, необходим для понижения температуры выхлопной смеси. Регулятор циркуляции выхлопа — снижает температуру выработки совокупности топлива и воздуха. Тем самым, снижается количество получаемого азота, в процессе функционирования двигателя. За правильную работу рассматриваемого устройства, отвечает специальный компрессор. Компрессор, приводит в движение рабочую смесь, перемещая ее по системе. Устройство, является встроенным в ОС.

Теплообменник, отвечает за противоположное действие. Устройство производит увеличение температуры, функционирующего по системе, потока воздуха. Для обеспечения максимальной продуктивности, механизм находиться на выходной части ОЖ из двигателя автомобиля.

Расширительный бочок, предназначен для заполнения системы рабочей смесью. Благодаря данному, в проводники поступает свежая ОЖ, восстанавливающая объем отработанной. Тем самым, уровень смеси, всегда остается необходимым.

Движение ОЖ, происходит благодаря центральному насосу. В зависимости от производителя, насос приводиться в действие различными методами. Большинство насосов, имеют привод в виде ремня или шестеренки. Некоторые производители, оснащают ОС еще одним насосом. Дополнительный насос, необходим при оснащении механизма компрессором, для охлаждения воздушного потока. Блок управления двигателя, отвечает за функционирование всех насосов системы.

клапан системы охлаждения

Для создания оптимальной температуры жидкости, предусмотрен термостат. Данное устройство выявляет объем жидкости (движущейся через радиатор), который необходимо охладить. Тем самым, создаются необходимый температурный режим, для корректной работы двигателя. Устройство находиться между радиатором и проводника смеси.

Двигатели с большим объемом, оснащаются электрическими термостатами. Данный вид устройств, осуществляют изменение температуры жидкости в несколько этапов. Устройство имеет несколько режимов работы: свободный, замкнутый и промежуточный. Когда, нагрузка на двигатель становиться предельной, благодаря электрическому приводу, термостат приводиться в свободный режим. В данном случае, температура снижается до необходимого уровня. В частности от давления на двигатель, термостат работает в режиме поддержания оптимальной температуры.

Вентилятор, отвечает за улучшение продуктивности регулирования температуры жидкости. В зависимости от модели ОС и производителя, привод вентилятора различается.

Виды привода вентилятора:

  • Механика. Данный вид привода, устанавливает непрерывный контакт с кален — валом движка.
  • Электрика. В таком случае, вентилятор приводиться в действие благодаря электрическому движку.
  • Гидравлика. Специальная муфта с гидравлическим приводом, непосредственно активирует вентилятор.
система охлаждения

Благодаря возможности регулировки и множеству режимов работы, наиболее популярным стал — электрический привод.

Важными составляющими совокупности являются датчики. Датчик уровня и температуры охладительной жидкости, позволяют следить за необходимыми параметрами и своевременно их восстанавливать. Так же, в устройстве располагаются центральный блок управления и элементы регулировки.

Датчик температуры ОЖ, определяет показатель рабочей жидкости и переводит его в цифровой формат, для передачи устройству. На выходе радиатора, устанавливается отдельный датчик, для расширения функциональности охладительной системы.

Электрический блок, принимает показатели от датчика и передает его специальным устройствам. Блок, так же изменяет показатели для воздействия, определяя необходимое направление. Для этого, в блоке существует специальная программная установка.

Для осуществления действий и регулировки температуры охлаждающей жидкости, механизм оснащается рядом специальных устройств.

Исполнительные системы ОС.
  • Регулировщик температуры термостата.
  • Переключатель основного и вторичного компрессора.
  • Блок управления режимов вентилятора.
  • Блок, регулирующий работу ОС, после остановки движка.

Принципы функционирования охлаждающей системы.

замена охлаждающей жидкости

Контроль за работой охладительной совокупности, осуществляет центральный блок управления двигателя. Большинство автомобилей оборудованы системой, в основе которой лежит определенный алгоритм. Необходимые условия работы и период определенных процессов, определяются с использованием соответствующих показателей. Оптимизация происходит, исходя из показателей датчиков (температура и уровень ОЖ, температура смазывающей жидкости). Тем самым, задаются оптимальные процессы для поддержания температурного режима в движке автомобиля.

Центральный насос, отвечает за постоянное движение охлаждающей жидкости по проводникам. Под давление, жидкость непрерывно движется по проводникам ОС. Благодаря данному процессу, происходит понижение температуры рабочих частей двигателя. В зависимости от особенностей определенного механизма, различают несколько направлений движения смеси. В первом случае, смесь направляется из начального цилиндра в конечный. Во втором, от коллектора выхода до входного.

Исход из показателей температуры, жидкость поступает по узкой или широкой дуге. При запуске двигателя, рабочие элементы и жидкость, в том числе, обладают низкой температурой. Для быстрого повышения температуры, смесь движется по узкой дуге, не охлаждая радиатор. Во время этого процесса, термостат находиться в замкнутом режиме. Тем самым, достигается оперативный прогрев двигателя.

По ходу повышения температуры элементов двигателя, термостат переходит в свободный режим (открывая крышку). При этом, жидкость начинает проходить через радиатор, двигаясь по широкой дуге. Поток воздуха в радиаторе, охлаждает нагретую жидкость. Вспомогательным элементом для охлаждения, так же, может являться вентилятор.

После создания необходимой температуры, смесь переходит в проводники, расположенные на двигателе. Во время работы автомобиля, процесс оптимизации температуры постоянно повторяется.

радиатор

На автомобилях — оснащенных турбиной, устанавливается специальный механизм охлаждения с двумя уровнями. В данном, происходит разделение проводников ОЖ. Один из уровней — отвечает за охлаждения двигателя автомобиля. Второй — охлаждает воздушный поток.

Охладительное устройство, является особо важным для правильной работы автомобиля. При возникновении неполадок в нем, двигатель может перегреться и выйти из строя. Как и любая составляющая автомобиля, ОС, требует своевременного обслуживания и ухода. Одним из важнейший элементов для поддержания температурного режима, является охлаждающая жидкость. Данную смесь, необходимо регулярно менять, согласно рекомендациям производителя. При возникновении неисправностей в ОС, не рекомендуется эксплуатировать автомобиль. Это может подвернуть двигатель, влиянию высоких температур. Во избежание серьезных неисправностей, необходимо оперативно диагностировать устройство. Изучив устройство и принцип функционирования, вы сможете определить характер неисправности. При возникновении серьезных неисправностей, обратитесь к профессионалам. Данные знания, так же пригодятся вам в этом. Обслуживайте устройство своевременно и вы существенно увеличите срок ее эксплуатации. Удачи в изучении полезного материала.

Похожие статьи

carmend.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости