Система охлаждения двигателя

    Оглавление

1. Введение.
2. Система охлаждения

а) Система  охлаждения двигателя.

б) Насос охлаждающей жидкости.

в) Радиатор и расширительный бачок.

г) Термостат.

3. Заключение.

4. Литература. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Когда двигатель автомобиля работает, будь он дизельным или бензиновым, к несчастью, не вся энергия, содержащаяся в топливе, преобразуется в мощность, нужную для передвижения автомобиля. При различных пропорциях, в зависимости от скорости двигателя и условий работы, приблизительно 30% “химической энергии”, содержащейся в топливе, рассеивается в форме тепла, выделяемого при сгорании. Если не контролировать это тепло, возрастание температуры, создаваемой им, может достичь таких значений, которые являются критическими для структурной целостности самого двигателя. Главная цель системы охлаждения состоит в поддержании температуры металлических частей двигателя в предусмотренных границах, чтобы гарантировать хорошие рабочие характеристики и надежность двигателя.

    Главные компоненты системы охлаждения двигателя - это радиаторы охлаждения, гарантирующие выделение в атмосферу той части энергии, которая содержится в топливе и не превращается в энергию, доступную для передвижения автомобиля. Автомобильные радиаторы охлаждения выполняются из набора тонких трубок, содержащих подлежащую охлаждению горячую жидкость. На трубках закреплены тонкие ребра: за счет проводимости их металла, они “извлекают” тепло из трубок и, посредством конвекции, они рассеивают его в окружающем воздухе.

    Трубки  и ребра автомобильного радиатора выполнены из металлов с высоким уровнем проводимости и легкого веса, допускающим обработку тонких элементов малой площади. Этими характеристиками обладают медь и алюминий. 
 
 
 
 

Система охлаждения

Система жидкостного охлаждения общепринята  для легковых и грузовых автомобилей. Современные охлаждающие жидкости представляют собой смесь воды, антифриза (в основном, этиленгликоля) и различных ингибиторов коррозии, выбираемых в зависимости от назначения двигателя. При концентрации антифриза в охлаждающей жидкости порядка 30-50% возрастает точка кипения этой смеси, что позволяет использовать ее при температурах до 120°С и давлении до 1,4 бар

Система охлаждения двигателя 1. Трубка отвода жидкости из радиатора отопителя. 2. Шланг отвода жидкости от впус-ного трубопровода. 3. Шланг отвода жидкости из радиатора отопителя. 4. Шланг подвода горячей жидкости из головки цилиндров в радиатор отопителя. 5. Перепускной шланг термостата. 6. Выпускной патрубок рубашки охлаждения. 7. Подводной шланг радиатора. 8. Расширительный бачок, 9. Пробка бачка. 10. Шланг подачи жидкости (пара) а расширительный бачок. 11. Пробка радиатора. 12. Выпускной (паровой) клапан пробки. 13. Впускной клапан. 14. Верхний бачок радиатора. 15. Заливная горловина радиатора. 16. Трубка радиатора. 17. Охлаждающая пластина радиатора. 18. Кожух радиатора. 19. Вентилятор. 20. Шкив привода вентилятора и насоса охлаждающей жидкости. 21. Резиновая опора радиатора. 22. Окно со стороны блока цилиндров для подачи жидкости насосом. 23. Обойма сальника. 24. Подшипник валика насоса охлаждающей жидкости. 25. Крышка насоса. 26. Ступица шкива насоса. 27. Валик насоса. 28. Стопорный винт. 29. Манжета сальника. 30. Корпус насоса. 31. Крыльчатка насоса. 32. Приемный патрубок насоса. 33. Нижний бачок радиатора. 34. Отводной шланг радиатора. 35. Ремень вентилятора. 36. Насос охлаждающей жидкости. 37. Шланг подачи жидкости в насос. 38. Термостат. 39. Резиновая вставка. 40. Входной патрубок (от радиатора). 41. Основной клапан. 42. Перепускной клапан. 43. Корпус термостата. 44. Патрубок перепускного шланга. 45. Патрубок шланга для подачи охлаждающей жидкости в насос. 46. Крышка термостата, 47. Поршень рабочего элемента.

    Температура жидкости при работе двигателя замеряется указателем на щитке приборов; датчик температуры жидкости устанавливается в головке цилиндров.

    При нормальном тепловом режиме работы двигателя  стрелка указателя должна находиться у начала красного поля шкалы в  пределах показаний +80- +100°С.

    Слив  охлаждающей жидкости из системы  осуществляется через сливные отверстия, закрываемые пробками. Одно отверстие  находится в нижнем бачке 33 радиатора  в левом нижнем углу, другое - в  блоке цилиндров слева по ходу движения автомобиля.

    К системе охлаждения подключен отопитель салона автомобиля. Нагретая жидкость из головки цилиндров поступает по шлангу 4, через кран в радиатор отопителя, а затем по шлангу 3 и трубке 1 отсасывается насосом 36. 

    Насос охлаждающей жидкости - центробежного типа, приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновым ремнем привода вентилятора и генератора.

Система охлаждения двигателя 22. Окно со стороны блока цилиндров для подачи жидкости насосом. 23. Обойма сальника. 24. Подшипник валика насоса охлаждающей жидкости. 25. Крышка насоса. 26. Ступица шкива насоса. 27. Валик насоса. 28. Стопорный винт. 29. Манжета сальника. 30. Корпус насоса. 31. Крыльчатка насоса. 32. Приемный патрубок насоса.

    Насос состоит из корпуса 30 и крышки 25, изготовленных из сплава алюминия. Между собой корпус с крышкой стягивается четырьмя болтами через уплотнительную прокладку. Насос в сборе крепится к блоку цилиндров также через уплотнительную прокладку болтами с моментом затяжки 26 Н-м (2,6 кгс-м). В корпусе установлен неразборный шариковый подшипник 24, который стопорится в крышке винтом 28. Подшипник не имеет внутренней обоймы; роль обоймы выполняет валик. На задний конец валика напрессована чугунная крыльчатка 31, а на передний - ступица 26 шкива привода вентилятора и насоса. Передний торец крыльчатки закален токами высокой частоты на глубину 3 мм. К торцу, к закаленной поверхности прижато уплотнительное кольцо, изготовленное из графитовой композиции.

    В крышку 25 запрессована обойма 23 неразборного сальника. В резиновой манжете 29 сальника установлена пружина, которая обеспечивает прижатие уплотнительного кольца к крыльчатке насоса.  
  Охлаждающая жидкость всасывается к центру крыльчатки 31 через приемный патрубок 32 насоса и выбрасывается лопатками крыльчатки через окно 22 в рубашку охлаждения блока цилиндров. 

Вентилятор 19 - четырехлопастной, пластмассовый. Крепится вентилятор тремя болтами к ступице вала насоса вместе со шкивом привода. Лопасти вентилятора имеют переменный по радиусу угол установки и для уменьшения шума переменный шаг по втулке.

    Для повышения эффективности работы вентилятор находится в кожухе, который крепится к кронштейнам радиатора четырьмя болтами.  
Вентилятор приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновым ремнем. Натяжение ремня осуществляется смещением генератора в сторону от двигателя. При нормальном натяжении прогиб ремня под усилием 100 Н (10 кгс) должен быть 10-15 мм.  

Радиатор  и расширительный бачок. Радиатор - трубчато-пластинчатый, вертикальный, с двумя рядами латунных трубок и стальными лужеными охлаждающими пластинами. Радиатор устанавливается на две резиновые опоры 21, крепится к кузову четырьмя болтами. Радиатор состоит из верхнего 14 и нижнего 33 бачков, трубок 16 и охлаждающих пластин 17. Заливная горловина радиатора закрывается герметично пробкой 11 и соединяется шлангом 10 с полупрозрачным пластмассовым расширительным бачком 8.

    Пробка  радиатора имеет выпускной (паровой) клапан, поджимаемый пружиной к посадочному  пояску заливной горловины, и впускной клапан 13, через который радиатор соединен шлангом с расширительным бачком. Впускной клапан не прижат к прокладке и имеет зазор 0,5-1,1 мм, вследствие чего допускает впуск и выпуск охлаждающей жидкости в расширительный бачок при нагревании и охлаждении.

    При закипании жидкости или резком увеличении температуры из-за небольшой пропускной способности впускной клапан не успевает выпустить жидкость в расширительный бачок и закрывается, разобщая систему с расширительным бачком. Когда давление при дальнейшем нагревании возрастает до 50 кПа, откроется выпускной клапан 12 и часть охлаждающей жидкости выйдет в расширительный бачок.

    Расширительный  бачок закрыт пробкой с резиновым  клапаном, срабатывающим при давлении, близком к атмосферному, 

Термостат системы охлаждения поддерживает необходимый тепловой режим работы двигателя и ускоряет его прогрев.  

Система охлаждения двигателя 39. Резиновая вставка. 40. Входной патрубок (от радиатора). 41. Основной клапан. 42. Перепускной клапан. 43. Корпус термостата. 44. Патрубок перепускного шланга. 45. Патрубок шланга для подачи охлаждающей жидкости в насос. 46. Крышка термостата, 47. Поршень рабочего элемента.    

Термостат неразборной конструкции состоит  из корпуса 43 и крышки 46, которые завальцованы вместе с седлом основного клапана 41. Термостат имеет три патрубка: патрубок 44 перепускного шланга 5 перепускает жидкость в насос, минуя радиатор; патрубок 45 служит для подачи охлаждающей жидкости в насос, а входной патрубок 40 - для подачи жидкости от радиатора в термостат.

    Основной  клапан 41 установлен на стакан, в который завальцована резиновая вставка 39. В резиновой вставке находится стальной полированный поршень 47, который закреплен на неподвижном держателе. Между стенками стакана и резиновой вставкой находится термочувствительный твердый наполнитель. Основной клапан прижат к седлу пружиной. На основном клапане на двух стойках установлен перепускной клапан 42, поджимаемый пружиной перепускного клапана. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Заключение.

      В заключении хотелось бы отметить актуальность системы охлаждения в наши дни. Я считаю, что системы охлаждения будут актуальны не только сегодня, но и в будущем. К такому выводу я пришел по двум причинам – первая: следуя законам механики вечного двигателя не существует, так как всегда присутствует трение между взаимодействующими деталями, а тем где есть трение есть и расширение деталей из-за их нагревания. То есть если даже  будут изобретены двигатели, которые не выделяют столько тепла сколько Д.В.С., все равно система охлаждения (или отвода тепла), на мой взгляд, должна присутствовать.

      Вторая  причина: по-моему  водители (в основном «наши»),  не встречаются так часто с поломками, как в системе охлаждения двигателя и отопления салона. Всем известна «холодная» волга (даже современный ГАЗ 3110), кипучая ГАЗель и т.д.

      К этим «качествам» можно добавить частую утечку охлаждающей жидкости по причине отхода трубок, или течи в радиаторе. Так же тосол, который  обычно используется как охлаждающая  жидкость - ядовит. 

      Но  нет худа без добра. Так например новейшая разработка фирмы Prestone – Extended Life 5/100 – штрих к воплощению концепции необслуживаемого автомобиля. Особенность данного антифриза- повышенный срок службы. В отличие от наших «тосолов» продолжительность эксплуатации американского долгожителя зашифрована в названии – пять лет или 100 миль (приблизительно 160 тысяч километров) пробега! Есть у препарата и другие достоинства. Он также защищает от коррозии большинство металлов.

            Еще одна вариация на тему «антифриз будущего» – препарат Low tox (той же фирмы – Prestone). Этот препарат пониженной токсичности, так как вместо этиленгликолевой основы, печально известной своей способностью вызывать даже летальные исходы, применен куда менее ядовитый пропиленгликоль. При попадании в организм он существенно безопаснее своих аналогов как для людей, так и для животных. Правда, за это приходиться расплачиваться чуть сниженными показателями температур кипения и кристаллизации : +105°С и –32,2°С при разбавлении водой на 50%.

      Кстати  иногда на рынках можно услышать: вам «Тосол» или антифриз? В переводе на русский язык это означает: вам отечественную охлаждающую жидкость или импортную? Ведь именно как «незамерзающая жидкость» можно перевести надпись «Antifreeze». Этим словом «у них» принято называть охлаждающую жидкость, хотя иногда могут написать более конкретно «Cooling Water»         (охлаждающая жидкость), просто антифриз - это более общее понятие: то, что не замерзает. У нас препараты, используемые в качестве охлаждающих жидкостей, называются «тосолами».