Изучение устройства системы охлаждения

Цель работы:

Изучить устройство и комплектующие детали системы охлаждения двигателя.

Система охлаждения предназначена для обеспечения оптимального и стабильного теплового состояния двигателя на любом режиме его работы путем принудительного отвода теплоты от его деталей. Нарушение теплового режима работы двигателя негативно сказывается на работе всех его систем и механизмов.

При переохлаждении двигателя растут потери на трение из-за повышения вязкости масла, интенсивность износа, ухудшается смесеобразование и сгорание, конденсация паров воды в картере усиливает коррозионный износ деталей.

При перегреве двигателя снижается вязкость масла, и растут потери на трение, снижается прочность материалов, растут температурные напряжения и деформации деталей, а в двигателях с искровым зажиганием также возрастает вероятность детонации.

К системе охлаждения предъявляются следующие требования:

автоматическое поддержание температурного режима двигателя, независимо от режима его работы и внешних условий; быстрый прогрев двигателя до рабочих режимов; длительное сохранение температуры двигателя после его остановки.

В зависимости от вида теплоносителя, с помощью которого осуществляется отвод теплоты от двигателя, различают жидкостные и воздушные системы охлаждения.

Закрытая система сообщается с атмосферой при большой разности давлений, с помощью специальных клапанов. Такая система позволяет поднять давление в системе и температуру кипения охлаждающей жидкости и, тем самым, повысить рабочую температуру жидкости, что дает возможность уменьшить габариты радиатора.

Регyлирование температуры охлаждающей жидкости.

В жидкостном тракте роль регуляторов выполняют жидкостный насос и термостат. Термостат организует циркуляцию охлаждающей жидкости по «большому» кругу через радиатор, и по «малому» кругу через обводной трубопровод , минуя радиатор, или частично по одному и другому кругу в зависимости от степени открытия регулирующего элемента для прогрева двигателя, а также для поддержание температуры жидкости.

Расход охлаждающего воздуха зависит от скорости движения транспортного средства и, следовательно, частоты вращения коленчатого вала, а также от скорости воздуха, создаваемой вентилятором. Изменять расход воздуха также можно варьированием аэродинамического сопротивления воздушного тракта с помощью жалюзи, установленных перед радиатором.

В качестве охлаждающей жидкости используют тосол - раствор этиленгликоля в воде с добавлением присадок, а также антифриз.

Детали системы охлаждения:

Жидкостный насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию жидкости в системе охлаждения. В улиткообразном корпусе 1 насоса в подшипниках 4 и 5 вращается валик 11 с крыльчаткой 8. В корпусе и его крышке 3 валик уплотняется сальниками и манжетой 10. Валик 11 приводится во вращение через шкив 2 и ременную передачу.

По патрубку 12 жидкость подводится к центру крыльчатки 8 и вращается вместе с ней. Центробежная сила отбрасывает жидкость от центра к периферии, поэтому в центре крыльчатки образуется пониженное давление, а на периферии - повышенное, под действием этого перепада и происходит циркуляция жидкости в системе охлаждения.

Радиатор предназначен для охлаждения жидкости, отводящей теплоту от двигателя.

Охлаждение происходит в обдуваемой воздухом сердцевине радиатора, соединяющей верхний и нижний бачки. Сердцевина состоит из латунных медных или алюминиевых трубок и латунных или стальных охлаждающих ребер.

Заливная горловина бочка закрывается пробкой, в которой имеется впускной и выпускной клапан.

Если температура жидкости превысит 100⁰С, клапан 2 под давлением ее паров закроется, но после увеличения давления в системе на 0,05 МПа откроется клапан 1 и пары закипающей жидкости направятся в расширительный бачок, где они конденсируются.

Вентилятор с приводом от электродвигателя автоматически включается при увеличении температуры охлаждающей жидкости до 85 – 95⁰С, при меньшей температуре вентилятор не работает.

Термостат 5 автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигателя.

Термостаты могут быть жидкостными или с твердым наполнителем. Например, термостат дизеля КамАЗ имеет твердый наполнитель из церезина (нефтяной воск) с температурой плавления 70-830⁰С.

В режиме прогрева дизеля клапан закрыт. В режиме прогрева двигателя охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу (минуя радиатор), что ускоряет прогрев двигателя. Когда охлаждающая жидкость прогреется до 84⁰С, вместе с ней разогреется и наполнитель 3 термостата, заключенный в баллоне 2. При этом наполнитель расплавится, и, увеличиваясь в объеме, переместит баллон 2 вправо, т. е. откроет клапан 12 и прикроет клапан 4. Охлаждающая жидкость начнет циркулировать через радиатор, т. е. по большому кругу. После прогрева охлаждающей жидкости до температуры 93⁰С клапан 12 термостата откроется полностью, а клапан 4 прижмется к своему седлу, при этом вся жидкость будет проходить через радиатор. Пружина 7 обеспечивает возвращение клапанов.