Автослесарь 2003

Рис. 14. Схема воздушной системы охлаждения

Однако система воздушного охлаждения имеет существенные недостатки: плохая равномерность отвода тепла по высоте цилиндра, большие потери мощности двигателя на привод вентилятора, шумность работы.

В автомобильных двигателях наиболее часто применяют систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или низкозамерзающие жидкости — антифризы, водный раствор этиленглюколя («Тосол»).

Поток циркулирующей жидкости направляется в первую очередь к наиболее нагретым деталям двигателя: стенкам камеры сгорания, свечам зажигания, выпускным клапанам, цилиндрам двигателя. Теплота от нагревающихся деталей

передается через стенки агрегатов двигателя охлаждающей жидкости, а от нее также через наружные стенки агрегатов системы охлаждения в атмосферу.

Ксистеме жидкостного охлаждения (рис. 15) относятся:

•полость (рубашка) охлаждения блока и головки ци линдров;

•радиатор с жалюзями;

•вентилятор;

•водяной насос (помпа);

•термостат;

•датчики температуры охлаждающей жидкости;

•водораспределительная труба;

•патрубки и шланги с деталями крепления;

•расширительный (компенсационный) бачок;

•сливные краники;

•отопитель кабины водителя (салона);

•предпусковой подогреватель.

Рис. 15. Схема жидкостной системы охлаждения:

1 — радиатор; 2 — вентилятор; 3 — верхний патрубок; 4 — водяная рубанта; 5 — термостат; 6 — распределительная труба; 7 — насос

Охлаждающая жидкость циркулирует в полости (рубашке) блока и головки цилиндров, омывая гильзы цилиндров и стенки камеры сгорания. Затем, омывая приливы клапанов, охлаждает их и поступает в полость подогрева впуск ного коллектора. Далее через верхний патрубок охлаждающая жидкость попадает в верхний бачок радиатора, где охлаждается потоком воздуха, перетекая по трубкам в нижний бачок радиатора, и через патрубок и шланг поступает к водяному насосу. Водяной насос обеспечивает принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости. Он приводится в действие от коленчатого вала приводным ремнем.

Интенсивность охлаждения жидкости регулируется термостатом, который в зависимости от температуры жидкости пускает ее по большому или малому контуру охлаждения, а также отключением и включением вентилятора.

Заправляется система охлаждающей жидкостью через заливную горловину расширительного бачка. Сливается жидкость из системы через сливной кран и краны дополнительногооборудования автомобиля.

Система жидкостного охлаждения в современных автомобилях — закрытого типа, то есть она сообщается с атмосферой через паровоздушный клапан, что обеспечивает повышение температуры кипения жидкости и уменьшает ееиспарение.

По сравнению с воздушной системой охлаждения жидкостная система лучше регулируется, равномернее охлаждает детали двигателя, расходует гораздо меньше мощности на привод водяного насоса и вентилятора, бесшумна в работе. Однако эта система дороже воздушной и уязвима в эксплуатации.

Систему жидкостного охлаждения используют также для охлаждения компрессора пневматической тормозной системы.

Радиатор (рис. 16) предназначен для охлаждения жидкости, отводящейтеплоту отдеталейдвигателя. Охлажде-

ние жидкости происходит в сердцевине радиатора, набранной из медных, латунных или алюминиевых трубок, на которых имеются охлаждающие ребра, изготовленные из латуни или стали. Сердцевина соединяет между собой верхний и нижний бачки радиатора. Поток воздуха, обдувающий сердцевину радиатора, регулируется положением створок жалюзи, а также в современных моделях автомобилей отключением и включением вентилятора через температурный датчик охлаждающей жидкости. Заливная горловина верхнего бачка радиатора закрыта пробкой с паровоздушным клапаном. При перегреве охлаждающей жидкости и

Рис. 16. Радиатор

повышении давления паров жидкости выше расчетного клапан автоматически открывается.

Расширительный бачок соединен патрубком с верхним бачком радиатора и предназначен для компенсации изменения объема низкозамерзающей охлаждающей жидкости («Тосол») при работе двигателя и после его остановки. Пробка бачка имеет паровоздушный клапан.

Жалюзи предназначены для регулирования обдува радиатора встречным потоком воздуха. Жалюзи состоят из отдельных пластин. Для управления их положением из кабины водителя имеется привод.

Водяной насос (рис.17) центробежного типа обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения. Насос устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из улиткообразного силуминового корпуса, вала с крыльчаткой и самоуплотняющегося сальника.

Вращающаяся крыльчатка создает центробежные силы, под действием которых жидкость от центра корпуса насоса отбрасывается к его наружным стенкам. Вытеканию жидкости по разъему между корпусом насоса и блоком цилиндров препятствует резиновая прокладка, а по валу — самоуплотняющийся сальник, состоящий из резиновой манжеты, стальной обоймы и текстолитовой упорной шайбы.

Вентилятор (рис. 18) обеспечивает обдув вентилятора и двигателя за счет усиления движения потока воздуха через еердцевину радиатора. Вентилятор имеет несколько лопас тей, изготовленных из стали или пластмассы, имеющих специальную форму для снижения затрат на его привод. Для улучшения обдува двигателя может быть установлен на радиаторе направляющий кожух.

	Рис. 18. Вентилятор с электроприводом:
	1 — радиатор; 2 — пробка радиатора; 3 — вентилятор; 4 — элект-
	род игатель; 5 — кожух вентилятора; 6 — датчик включения элект-
Рис. 17. Водяной насос	родвигателя; 7 — пробка сливного отверстия; 8 — нижняя опора
	радиатора

•°бычно вентилятор монтируется на одном валу с водя-
1ы.л часосом и приводится в движение от коленчатого вала
герез ременную передачу. В привод могут быть включены
электромагнитная муфта или гидромуфта. Гидромуфта обес-
печивает плавную передачу вращения от коленчатого вала
вентилятору. Частота вращения вентилятора зависит от ко-
личества масла, поступающего в гидромуфту из системы
смазки, которое регулируется перемещением золотника вклю-
чателя. В современных автомобилях все чаще используется
автономный привод вентилятора от специального электро-
двигателя. Этот вентилятор автоматически включается при
достижении охлаждающей жидкостью температуры 75°—
85°С.
Термостат автоматически поддерживает тепловой режим
двигателя, направляя движение жидкости по малому или
большому контуру охлаждения. Его устанавливают в поло-
сти впускного патрубка или на выходе жидкости из рубашек
охлаждения головок цилиндров.
Термостаты (рис. 19) могут быть с жидким или твердым
наполнителем. Внутрь гофрированного латунного цилиндра
налита жидкость, температура кипения которой 70°—75°С.
В баллоне термостата с твердым наполнителем — церезин
(нефтяной воск) с температурой плавления 70°—83 °С.
Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт
и жидкость циркулирует, минуя радиатор, по малому кон-
туру охлаждения: полость охлаждения — термостат — пе-
репускной шланг — водяной насос — полость охлаждения
(рис. 19, а), что ускоряет прогрев двигателя. По мере на-
грева охлаждающей жидкости наполнитель термостата на-
гревается и расширяется, и в конечном итоге открывается
клапан (рис. 19, б). Жидкость начинает циркулировать по
большому кругу охлаждения: ЕОДЛНОЙ насос — полость
охлаждения — термостат — верхний бачок радиатора — сер-
дцевина — нижний бачок радиатора — насос — полость	Рис. 19. Термостаты: а — с жидким наполнителем
охлаждения.

С понижением температуры охлаждающей жидкости гофрированная поверхность цилиндра термостата сжимается и клапан закрывается. В термостатах с твердым наполнителем имеется дополнительная пружина, обеспечивающая возвращение клапанов в закрытое положение при снижении температуры охлаждающей жидкости и соответствующем уменьшенииобъеманаполнителябаллонатермостата.

Датчики контрольно-измерительных приборов размещают в головке цилиндров, верхнем бачке радиатора и рубашке охлаждения верхнего патрубка. Сигнальные указатели и лампы на щитке приборов служат для контроля температурыохлаждающейжидкостивсистеме.

Предпусковой подогреватель (рис. 20) предназначен для облегченияпускадвигателяпринизкихтемпературахокру-

Рис. 19. Термостаты: 5— с твердым наполнителем

Рис. 20. Предпусковой подогреватель

жающей среды и способствует значительному уменьшению износа деталей поршневой группы. Подогреватель состоит из:

•котла с направляющим патрубком;

•системы электроискрового зажигания;

•топливного бачка;

•электровентилятора;

•электромагнитного запорного клапана;

•пульта управления;

•наливной воронки

•патрубков, соединительных трубок и шлангов;

•сливного крана.

Котел предпускового подогревателя постоянно соединен с системой охлаждения двигателя. Топливный бочок заполняют топливом, соответствующим типу двигателя (бензин или дизельное топливо). Топливо самотеком поступает в камеру сгорания котла через электромагнитный запорный клапан. Воздух, необходимый для поддержания горения топлива, подается электровентилятором. Первоначальное зажигание топливной смеси осуществляется свечой накаливания, дальнейшеегорение— отранеезажженногофакелапламени.

Горячие газы нагревают воздух в котле, а затем направляются через патрубок на поддон картера двигателя для подогрева моторного масла. Вследствие конвекции горячая вода поступает в рубашку охлаждения двигателя, а холодная вытесняется в котел.

В автомобилях с дизельным двигателем предпусковой подогреватель используют при температуре ниже -25°С. При более высокой температуре применяют электрофакельное устройство, включающее в себя факельные свечи накаливания, в которых топливо испаряется. Пары топлива смешиваются с воздухом и воспламеняются. Так как факельные свечи установлены во впускных коллекторах, факел горящего топлива подогревает поступающий в коллекторы

воздух и этим облегчает пуск холодного двигателя. После пуска при необходимости водитель может некоторое время поддерживать горение факела, держа включенной кнопку электрофакельного устройства.

Отопителъ (рис. 21) кабины водителя грузового автомобиля или салона автобуса и легкового автомобиля действует по принципу использования тепла охлаждающей жидкости двигателя. Системы жидкостного отопления выполняются ~ю одинаковой принципиальной схеме для всех видов автомобилей.

Радиатор отопителя соединен с рубашкой охлаждения блока цилиндров (головкой цилиндров) через запорный кран. Воздух, нагретый от радиатора, подается в воздухораспределительный канал и далее через шланги к патрубкам, размещенным у ног водителя, лобового стекла и в других местах, нуждающихся в отоплении. Регулировка поступления

Рис. 21. Отопитель кабины водителя

воздуха в радиатор отопителя осуществляется заслонкой, которая имеет три положения. Первое положение направляет воздух в отопитель только из кабины (салона), второе — из вентиляционного канала в отопитель, третье — только в кабину с забором воздуха снаружи.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

/.Для чего служит система охлаждения двигателя?

2.Какие системы охлаждения существуют, каков принцип их. работы?

3.Из чего состоит система жидкостного охлаждения?

4.Для чего служит и как работает радиатор?

5.Объяснить, какустроениработаеттермостат.

6.Для чего предназначен и как работает предпусковой подо греватель?

Система смазывания

В зависимости от условий и режима работы того или иного механизма применяются различные сорта и виды смазок.

Масла, применяемые для смазки двигателей, должны отвечать ряду требований: обладать определенной вязкостью, не содержать механических примесей, воды, кислот и щелочей. Присадки, вводимые в масла, должны обеспечивать снижение износа трущихся деталей (противоизносные), устранять коррозию металла (противокоррозионные), предотвращать пенообразование (антипенные) и задиры поверхностей трения.

В марках масел буква «М» обозначает моторное масло. Затем следуют цифры — класс кинематической вязкости в сантистоксах (сСт) при 100°С. Далее буквы, обозначающие группу по эксплуатационным свойствам. Нижние цифровые

индексы 1 и 2 обозначают соответственно масла для карбюраторных двигателей и дизелей, буквенные индексы — наличие присадок.

Например:

M-10Bt — масло моторное, кинематическая вязкость 10 сСт, всесезонное, для карбюраторных двигателей.

М-10Г2п — масло моторное, кинематическая вязкость

10сСт, летнее, для дизельных двигателей, с присадками. Для автомобильных двигателей применяют комбиниро-

ванную систему смазки. В зависимости от размещения и условий работы деталей масло подается либо под давлением, либо разбрызгиванием, либо самотеком. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, к остальным — разбрызгиванием и самотеком.

Система смазки представляет собой ряд приборов и агрегатов для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла:

•поддон картера двигателя;

•маслозаборник;

•масляный фильтр грубой очистки;

•масляный фильтр тонкой очистки;

•масляный насос;

•маслопроводы;

•масляный радиатор;

•контрольно-измерительные приборы и датчики. Рассмотрим работу системы смазки дизельного двигате ля КамАЗ-740 (рис. 22). Масло из поддона через маслоприемник с сетчатым фильтром поступает в секции масляного насоса. Из нагнетающей секции масло через канал подается

вполнопоточный фильтр, а оттуда в главную масляную ма гистраль. Затем по каналам в блоке и головках цилиндров маслоподдавлениемподаетсякдеталямКШМиГРМ, ТНВД и компрессору.

Рис. 22. Схема системы смазки двигателя КамАЗ-740

К шатунным подшипникам масло подается по каналу коленчатого вала от ближайшей к ним коренной шейки. Опоры штанг и толкателей газораспределительного механизма омываются пульсирующей струей, а остальные детали — разбрызгиванием или самотеком масла.

Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемными кольцами, отводится через сверления в поршневых канавках внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в верхней головке шатуна и бобышках поршня.

Из главной смазочной магистрали масло под давлением подается к термосиловому датчику, а при открытом кране включения гидромуфты — в саму гидромуфту.

Из радиаторной секции масляного насоса масло подается к фильтру центробежной (тонкой) очистки и через открытый кран включения масляного радиатора в сам радиатор, а из него в поддон картера двигателя. Если кран включения масляного радиатора закрыт, то из центрифуги (фильтр центробежной очистки) масло поступает в поддон через сливной клапан.

Недостаточная подача масла к трущимся деталям двигателя вызывает потерю мощности, усиленный износ деталей, перегрев и расплавление подшипников скольжения, заклинивание поршней и в конечном итоге — прекращение работы двигателя.

При чрезмерной подаче часть масла попадает в камеру сгорания, забрызгивает контакты свечей, от чего на них увеличивается отложение нагара и ухудшается работа системы зажигания.

Масляный насос шестеренчатого типа создает давление и обеспечивает циркуляцию масла в смазочной системе.

Двухсекционный масляный насос (рис. 23) состоит из корпуса, внутри которого расположены две пары шестерен, образующие нагнетательную и радиаторную секции. Нагнетательная секция подает масло в главную масляную магистраль для смазки двигателя. Радиаторная секция подает масло через центробежный фильтр в масляный радиатор.

Две шестерни насоса закреплены неподвижно через шпонку на приводном валике, а две другие — свободно на оси, запрессованной в корпусе насоса. Приводной валик масляного насоса вращается от косозубой шестерни, которая в зависимости от модели двигателя может располагаться на переднемконцеколенчатоговалалибонараспределительномвалу.

При вращении шестерни верхней секции захватывают масло впадинами между зубьев и переносят его в главную

Рис. 23. Шестеренчатый двухсекционный масляный насос: 1 — ведущая шестерня верхней секции; 2 — ведомая шестерня верхней секции; 3 — редукционный (плунжерный) клапан; 4 — ведущая шестерня нижней секции; 5 — ведомая шестерня нижней секции; 6 — перепускной клапан; 7 — кран масляного радиатора; 8 — вал

масляную магистраль двигателя. Максимальное давление в системеограничиваетсяредукционнымклапаном, приповышении которого часть масла через перепускной клапан возвратитсявподдонкартерадвигателя.

Масляные фильтры. В процессе эксплуатации двигателя масло загрязняется в результате износа деталей металлическими частицами, продуктами нагара и коксования масла, образующимисяврезультатесгоранияегонастенкахцилиндровидеталяхдвигателя.

Сетчатый фильтр маслоприемника предварительно фильтрует масло от механических примесей перед его поступлением в насос. После выхода из насоса масло частично или полностьюочищаетсявфильтрахгрубой, тонкойилицентробежной очистки. Фильтры устанавливают в различных сочетаниях в зависимости от модели двигателя и конструкции системы смазывания. На многих двигателях применяют дополнительную очистку масла, выполняя грязеуловители в шатунныхшейкахколенчатоговала.

Фильтрующий элемент пластинчато-щелевых фильтров грубойочисткисостоитизнабораметаллических фильтрующих пластин, разделенных тонкими металлическими пластинами.

Фильтр тонкой очистки имеет сменный фильтрующий элемент, заполненныйфильтрующеймассой.

Фильтр центробежной очистки масла представляет собой центрифугу (рис. 24). Преимущество этого фильтра состоит в том, что он в первую очередь задерживает тяжелые примеси. Его работу легко и надежно можно проверить прослушиванием вращения ротора в течение короткого временипослеостановкидвигателя.

Полнопоточный масляный фильтр имеет два сменных фильтрующих элемента, заполненных древесной мукой на пульвербакелитовойсвязке(рис. 25).

Масляный радиатор служит для охлаждения масла и предотвращения его разжижения в результате нагрева от соприкосновениясгорячимидеталямидвигателя.

Рис. 24. Фильтр центробежной очистки масла: 1 — ось ротора; 2 — жиклер; 3 — поддон; 4 — ротор; 5 — колпак ротора; 6 — кожух фильтра; 7 — фильтрующая сетка; 8 — гайка крепления колпака; 9 — гайка крепления ротора; 10 — гайка-бара- шек крепления кожуха

Рис. 25. Полнопоточный масляный фильтр КамАЗа: 1 —

крышка; 2 — фильтрующий элемент; 3 — прокладка; 4 — колпак

Масляный радиатор состоит из двух бачков и горизонтальных трубок между ними. Для увеличения площади охлаждения и жесткости трубки скреплены металлическими пластинами.

Масляными радиаторами снабжаются, как правило, грузовые автомобили ввиду тяжелых условий работы их двигателей. Для легковых автомобилей достаточное охлаждения масла обеспечивают обдув поддона картера встречным потоком воздуха и вентиляция картера.

Для предотвращения разрушения масляных трубопроводов при повышенном давлении и для обеспечения нормальной подачи масла при износе деталей в системе смазки предусмотрен редукционный клапан. При понижении давления масла включается предохранительный клапан, который отключает масляный радиатор от системы.