Тепловой режим двигателя
Температура газов в цилиндрах двигателя в момент воспламенения рабочей смеси достигает 2000—2200°С. Из общего количества выделяемого тепла только 25-30% превращается в полезную работу, 10-15% теряется на преодоление трения и привода механизмов, до 40% тепла уносится вместе с отработавшими газами, а остальное тепло должно быть отведено системой охлаждения. Чрезмерный отвод тепла вредно сказывается на работе двигателя – снижается мощность двигателя, увеличивается износ его деталей и увеличивается расход топлива. Не лучше влияет на работу двигателя недостаточный отвод тепла, что ведет к перегреву двигателя. С перегревом двигателя связано снижение мощности, увеличение износа деталей, расход топлива и появление преждевременной вспышки.
Таким образом, нормальная работа двигателя возможна только при условии обеспечения системой охлаждения наивыгоднейшего теплового режима, то есть такого режима, при котором температура охлаждающей жидкости колеблется в пределах 85-90°С (независимо от нагрузки и окружающей температуры).
Система охлаждения автомобильного двигателя может быть жидкостной или воздушной. На двигателях отечественных автомобилей (кроме «Запорожца») применяют замкнутую систему охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Замкнутой ее называют потому, что она непосредственно с атмосферой не сообщается. Этим достигается повышение температуры кипения воды до 120°С, что значительно снижает расход жидкости на испарение. Принудительной же считают ее потому, что циркуляция жидкости осуществляется водяным насосом центробежного типа под давлением. На рисунке 1 показана схема системы охлаждения современного двигателя. Водяной насос 5, приводимый в действие коленчатым валом через клиновидный ремень, засасывает воду (антифриз) из нижнего бачка радиатора 1 через шланг 4 в водяную рубашку 6. Вода охлаждает цилиндры, затем она через водораспределительную трубку 7 поступает в водяную рубашку камер сгорания, отводя от них излишнее тепло, и далее через патрубок термостата 10 и шланг 11 поступает в верхний бачок радиатора, откуда по множеству трубок протекает в нижний бачок, охлаждаясь потоком воздуха, создаваемого вентилятором 2. Такой путь воды называется «циркуляцией по большому кругу».
Рис.1. Схема системы охлаждения:
1 – радиатор, 2 – вентилятор, 3 – сливной кран, 4, 11 – шланги, 5 – водяной насос, 6 – рубашка охлаждения цилиндров, 7 – водораспределительная трубка, 8 – цилиндр, 9 – термостат, 10 – патрубок термостата.
В верхнем патрубке 10 установлен термостат 9, который перекрывает путь охлаждающей жидкости в радиатор, направляет ее обратно в водяную рубашку (ускоряя подогрев) до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет 70°С. Эта циркуляция – «по малому кругу».
Радиатор (рис.2) служит для охлаждения воды. Он состоит из двух бачков 1, 5, соединенных между собой несколькими рядами тонких трубок (сердцевина) 4. В верхнем бачке находится наливное отверстие, которое закрывается пробкой 3. Пароотводная трубка 2, впаянная в верхний бачок 1, служит для выпуска пара из радиатора при избыточном давлении и впуска воздуха, когда в системе создается разряжение.
Рис.2. Радиатор:
1 – верхний бачок с патрубком, 2 – пароотводная трубка, 3 – пробка радиатора, 4 – сердцевина, 5 – нижний бачок.
Пробка радиатора (рис.3) создает герметичность, в системе охлаждения. Она снабжена двумя клапанами – выпускным (паровой) 2, открывающимся при достижении давления пара в радиаторе 1,3-1,5 кГ/см2 и впускным (воздушный) 9, открывающимся при падении давления в радиаторе до 0,85-0,90 кГ/см2.
Рис.3. Пробка радиатора:
1 – пароотводная трубка радиатора, 2 – выпускной клапан, 3 – пружина выпускного клапана, 4 – корпус пробки, 5 – запорная пружина, 6 – наливная горловина радиатора, 7, 8 – прокладки, 9 – впускной клапан, 10 – пружина впускного клапана, 11 – седло впускного клапана.
Водяной насос (рис.4) центробежного типа, обеспечивает в системе принудительную циркуляцию воды. В корпусе насоса на валике установлена крыльчатка. Для предотвращения утечки воды между корпусом насоса и валиком устанавливается сальник. К валику насоса при помощи ступицы крепится вентилятор, создающий тягу воздуха через радиатор. Число лопастей вентилятора зависит от размеров и емкости радиатора. Иногда вентилятор изолирован кожухом (диффузором), прикрепленным к радиатору. Такое устройство обеспечивает направленный поток воздуха через радиатор.
Рис.4. Водяной насос двигателя «Москвич-412»:
1 – корпус, 2 – корпус сальника, 3 – манжета сальника, 4 – корпус шайбы, 5 – крыльчатка, 6 – подшипник, 7 – гайка, 8 – стопорный винт, 9 – дистанционная втулка, 10 – валик насоса
Термостат – автоматический регулятор, предназначенный для быстрого подогрева холодного двигателя и дальнейшего поддержания температуры воды в нужных пределах (85-90°С). Термостаты бывают жидкостные и с твердым наполнителем. На современных двигателях устанавливаются в основном термостаты с твердым наполнителем. Они более надежны в работе, проще и дешевле при изготовлении. Их работа основана на эффекте расширения активной массы при достижении определенной температуры (70°С). При этом клапан открывается, пропуская через радиатор воду. При охлаждении воды активная масса затвердевает и детали клапана термостата возвращаются в исходное положение, прикрывая доступ воды в радиатор.
Перед радиатором крепятся жалюзи (набор отдельных пластин, шарнирно укрепленных на прямоугольном каркасе). Изменяя величину воздушного потока через радиатор, жалюзями можно регулировать тепловой режим двигателя. Управление жалюзями осуществляется рукояткой, установленной в кронштейне на панели.
В системе охлаждения двигателя автомобиля «Жигули» жалюзи отсутствуют. Вместо них применяется специальный съемный утеплитель.
В систему охлаждения двигателя современных автомобилей включен расширительный бачок, предназначенный для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости в ней при работе двигателя.
Расширительный бачок установлен в моторном отсеке. Изготовляется он из полупрозрачной пластмассы и имеет контрольную отметку с надписью «мин». В нижней части бачка выполнен штуцер, предназначенный для соединения бачка при помощи гибкой трубки с отводящим патрубком наливной горловины радиатора.
Для конденсации пара, поступающего из радиатора, в бачке установлена парораспределительная трубка с отверстиями. Наливная горловина бачка закрывается пробкой с отверстиями, через которые бачок сообщается с атмосферой.
При воздушном охлаждении двигатель охлаждается воздушным потоком, непосредственно омывающим наружную поверхность цилиндров и их головок. Для лучшего охлаждения двигателя его цилиндры и головки снабжаются большим числом ребер, которые расположены по направлению воздушного потока.
Двигатели с воздушным охлаждением обладают рядом преимуществ. Они более компактны, имеют меньшую массу на единицу мощности, просты и удобны в эксплуатации, особенно
в зимнее время года и в безводных местностях.
Двигатели с воздушным охлаждением обладают рядом преимуществ. Они более компактны, имеют меньшую массу на единицу мощности, просты и удобны в эксплуатации, особенно
в зимнее время года и в безводных местностях.
Смотрите также:
- Система охлаждения двигателя МеМЗ
- Типы систем охлаждения
- Система жидкостного охлаждения двигателя
- Устройство деталей и приборов системы жидкостного охлаждения
- Воздушная система охлаждения
- Неисправности системы охлаждения
Особенности конструкции газораспределительного механизма двигателя автомобиля «Жигули» Система охлаждения двигателя МеМЗ
Смотрите также: