Жидкостная система охлаждения

Большинство автомобильных двигателей имеют жидкостные системы охлаждения закрытого типа. Жидкостная система охлаждения более инерционна. Двигатель медленно прогревается, но и медленно остывает. Кроме того, большая теплоемкость охлаждающей жидкости обеспечивает интенсивный и равномерный теплоотвод и меньшую температуру деталей. Теплота, отводимая от двигателей, используется для подогрева впускного трубопровода и улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду. Система охлаждения двигателя состоит из радиатора, вентилятора, жидкостного насоса, рубашки охлаждения блока цилиндров, рубашки охлаждения головки блока цилиндров, термостата, патрубков, шлангов, расширительного бачка, приборов контроля температуры жидкости, сливных краников. Циркуляцию жидкости в системе охлаждения осуществляют по двум кругам: малому и большому. По малому кругу жидкость циркулирует при пуске холодного двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев в такой последовательности: жидкостной насос — распределительные трубы — рубашка охлаждения блока цилиндров — рубашка охлаждения головки блока цилиндров — верхний патрубок термостата (клапан закрыт) — перепускной шланг приемная полость жидкостного насоса.

По большому кругу жидкость циркулирует при прогретом двигателе: жидкостной насос (как и по малому кругу) — термостат (клапан открыт) — резиновый шланг — патрубок радиатора — верхний бачок радиатора — сердцевина радиатора — нижний бачок радиатора — патрубок — шланги — приемная полость жидкостного насоса.

Приборы жидкостной системы охлаждения

Радиатор является теплообменником системы охлаждения, где поступающая из двигателя жидкость передает теплоту потоку воздуха. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных между собой трубками, образующими его охлаждающую решетку (сердцевину радиатора). Верхний бачок радиатора имеет наливную горловину с пробкой, а нижний — сливной кран. В наливную горловину впаяна пароотводная трубка, соединенная с расширительным бачком. Пароотводная трубка заглублена в радиатор, где отводимые пары конденсируются. К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки. Стойки и пластина образуют каркас радиатора. Сердцевина радиатора состоит из нескольких рядов трубок, впаянных в верхний и нижний бачки. К трубкам крепятся тонкие охлаждающие пластины или гофрированные ленты, изготовленные из латуни, алюминия или красной меди. Пробка наливной горловины в закрытых системах жидкостного охлаждения имеет два предохранительных клапана с уплотнительными резиновыми прокладками и пружинами. Паровой клапан регулируют на избыточное давление (0,145—0,160 МПа), воздушный клапан открывается при падении давления в системе против атмосферного не более чем на 0,01 МПа.

При нормальном функционировании клапанов система охлаждения только кратковременно может сообщаться с окружающей средой или полостью расширительного бачка. Жалюзи устанавливаются перед радиатором, с их помощью регулируется количество воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Жалюзи изготовляются в виде набора вертикальных или горизонтальных пластин — створок из оцинкованного железа, которые объединены общей рамкой и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный или групповой поворот их вокруг своей оси. Жалюзи прикрепляют к каркасу радиатора или к его наружной облицовке. Управление створками осуществляется вручную или с помощью устройства с термостатом. Жидкостной насос создает в системе охлаждения принудительную циркуляцию жидкости. Применяют одноступенчатые жидкостные насосы центробежного типа. Привод насоса, как правило, работает от шкива коленчатого вала посредством клиноременной передачи. Жидкостной насос состоит из корпуса, вала привода с крыльчаткой, ступицы для крепления шкива привода, самоподжимной уплотняющей манжеты, двух латунных обойм, резиновой манжеты, уплотняющей шайбы и пружинного кольца.

Вал насоса вращается в двух шарикоподшипниках. Центробежные насосы одноступенчатого типа, рассчитанные на давление в 0,04 —0,1 МПа, отличаются компактностью и обеспечивают достаточную подачу жидкости при сравнительно больших зазорах между крыльчаткой и стенками корпуса.

Вентилятор служит для создания воздушного потока, проходящего через сердцевину радиатора, для охлаждения жидкости, протекающей по трубкам. Вентилятор состоит из ступицы со шкивом, к которой крепятся лопасти. Лопасти вентиляторов изготовляются из листовой стали или из пластмассы.

Привод вентилятора имеет автоматическое включение и выключение и осуществляется посредством:

• зубчатых колес;

• клиноременной передачи;

• электромагнитной муфты;

• гидродинамической муфты (рис. 31);

• автономного электрического привода;

• вязкостной муфты;

• фрикционной муфты.

Вентилятор устанавливают непосредственно за радиатором. Для повышения эффективности работы вентилятора его иногда размещают в направляющем кожухе, закрепленном на радиаторе. На привод вентилятора затрачивается 3—5 % мощности двигателя. Вентилятор повышает уровень шума двигателя. Поэтому стремятся обеспечить эффективную работу системы охлаждения с минимальными энергетическими затратами.

Термостат автоматически поддерживает необходимую температуру жидкости в системе охлаждения и позволяет быстро прогреть холодный двигатель при пуске.

Термостаты бывают жидкостные (сильфонные) и с твердым наполнителем, а также одноклапанные, которые ограничивают только поток жидкости, и двухклапанные, распределяющими поток жидкости между радиатором и малым кругом циркуляции жидкости. Устанавливают термостат либо на пути движения жидкости к радиатору (верхний патрубок), либо перед насосом. Жидкостной термостат состоит из корпуса с окнами, гофрированного баллона, заполненного легко испаряющейся жидкостью — смесью 2/з Дистиллированной воды и У3 этилового спирта и клапана. Нижняя часть баллона жестко соединена с кронштейном корпуса. К верхней части баллона припаян шток с клапаном. Шток может перемещаться в направляющей корпуса. Если жидкость в системе охлаждения не прогрета, то давление в сильфоне понижено и жидкость находится в сжатом состоянии (клапан закрыт). По мере прогрева системы охлаждения жидкость в сильфоне испаряется, давление повышается, сильфон расширяется, открывается клапан. С этого момента жидкость начинает циркулировать через радиатор. Клапан

начинает открываться при температуре жидкости 70—80 °С и полностью открывается при температуре 85—95 °С. Термостаты жидкостного типа вследствие образования микроскопических трещин в стенках сильфона и потери герметичности имеют ограниченный срок службы. В настоящее время применяют термостаты с твердым наполнителем. Они состоят из капсулы, заполненной активной массой (кристаллическим воском с медными опилками и церезином). Капсула закрыта резиновым буфером-мембраной, соединенным со штоком. Шток упирается в регулировочный винт, расположенный в верхней рамке термостата, кольцо которой образует седло для основного клапана. Клапан и вместе с ним капсула поджимаются пружиной, которая вторым своим концом упирается в нижнюю рамку. При расширении активной массы шток, упирающийся в регулировочный винт, отжимает всю капсулу вместе с основным клапаном и открывает проход жидкости к радиатору.

Предпусковой подогреватель

Предпусковой подогреватель (рис. 33) служит для предварительного прогрева двигателя перед пуском при низких температурах окружающей среды и способствует уменьшению износа цилиндров и поршней. В комплект пускового подогревателя входят котел, заполненный охлаждающей жидкостью, топливный бачок, электромагнитный клапан, вентилятор с электродвигателем, свеча накаливания, пульт управления. Перед пуском двигателя открывается электромагнитный клапан, и топливо поступает в камеру сгорания котла, где первоначально воспламеняется свечой. Воздух подается в котел от вентилятора. Горячие газы, проходя через газопроводы котла, нагревают жидкость, а при выходе из котла

патрубком направляются на поддон картера, нагревая в нем масло. Охлаждающая жидкость нагревается в котле и вследствие конвекции поступает в рубашку охлаждения блока цилиндров.