Пределы распределения теплоты.

Таблица № 1

Показатели	Карбюраторные двигатели	Дизельные двигатели
Теплота Qc эквивалентная эффективной работе, %	24 - 28	32 -40
Теплота Qox отводимая системой охлаждения, %	25-35	20-30
Теплота Q отводящаяся с отработанными газами	35-40	25-35
Тепловые потери Qнс и Qoc, %	7-12	10-15

Практикой установлено, что для обеспечения нормальной работы двигателя в окружающую среду должно рассеиваться до 35% от общего количества теплоты, получаемой в результате сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

При рассеивании малого количества теплоты в окружающую среду происходит перегрев двигателя, что приводит к тепловому расширению и возможной потере подвижности деталей, коксованию масла, короблению и разрушению клапанов и головок цилиндров, ухудшению наполнения и возникновению детонации в двигателях с принудительным воспламенением.

При рассеивании чрезмерного количества теплоты в окружающую среду происходит переохлаждение двигателя, что приводит к ухудшению смесеобразования, увеличению тепловых потерь, затруднению самовоспламенения топлива, возрастанию механических потерь и износа деталей двигателя.

Таким образом, для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо поддерживать оптимальные температуры его деталей, которые следует считать близкими к наибольшим предельно допустимым значениям.

Система охлаждения двигателя ЗиЛ-131.

Жидкостная, закрытая с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Заправочный объем 29 л (с расширительным бачком 31 л). Система охлаждения включает:

• радиатор с пробкой;

• водяной насос;

• рубашки охлаждения;

• термостат;

• вентилятор;

• жалюзи;

• соединительные трубопроводы и шланги;

• контрольные приборы;

• сливные краники.

Радиатор служит для интенсивного охлаждения рабочей жидкости, трубчато-пластинчатый состоит из:

• верхнего бачка;

• сердцевины;

• нижнего бачка.

Верхний бачок изготовлен из катушки, имеет заливную горловину, закрываемую пробкой с паровым и воздушным клапаном и патрубок для подсоединения подводящего шланга. Паровой клапан открывается при избыточном давлении в системе 0,28-0,38 кгс/см кв. и выпускает пар в атмосферу. Воздушный клапан открывается при разряжении 0,01-0,12 кгс/см кв. и впускает атмосферный воздух в радиатор.

Сердцевина состоит из трех рядов латунных трубок, между которыми для увеличения площади теплоотдачи припаяны пластины. Сердцевина заключена в штампованный каркас, припаянный к бачкам радиатора. Нижний бачок латунный, имеет патрубок для соединения с водяным насосом. Установлен кожух вентилятора, который направляет поток воздуха по всей площади радиатора.

Водяной насос служит для создания принудительной циркуляции жидкости в системе. Насос центробежного типа, установлен на переднем торце блока цилиндров, привод от шкива коленчатого вала через клиновидный ремень.

Водяной насос состоит из:

• корпуса;

• крыльчатки;

• валика с подшипниками;

• корпуса подшипников;

• уплотнительного устройства.

Корпус насоса чугунный, крепится четырьмя болтами к блоку. В корпусе размещается крыльчатка. К корпусу насоса через уплотнительную прокладку крепится корпус подшипника. Валик привода крыльчатки вращается на двух шариковых подшипниках, установленных в корпусе подшипников. Между подшипниками находится распорная втулка. На внутреннем конце вала на лыске посажена крыльчатка водяного насоса, которая удерживается от осевого перемещения болтом.

В ступице крыльчатки установлен уплотняющий сальник, который состоит из:

• резиновой манжеты;

• двух упорных шайб пружины;

• распорной пружины;

• графетизированной текстолитовой шайбы;

Графетизированная текстолитовая шайба прижимается к торцевой поверхности корпуса подшипника обеспечивает уплотнение водяного насоса. В средней части валика на шпонке и разрезной конусной втулке установлена ступица шкива привода водяного насоса и компрессора. На наружном конце валика на двух шарикоподшипниках установлена ступица вентилятора со шкивом. Для подачи смазки к подшипникам в корпусе подшипников и ступице вентилятора выполнены клапаны. Для контроля за состоянием уплотнения в нижней части корпуса подшипников находится контрольный канал, через который сливается просочившаяся через сальник жидкость. Перед малым подшипником (со стороны крыльчатки ) установлена водосбрасывающая шайба.

Термостат служит для автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя и для ускорения его прогрева после пуска. В системе охлаждения установлен термостат с твердым наполнителем, помещен в патрубке, отводящем охлаждающую жидкость из рубашки охлаждения блока цилиндров в радиатор, состоит из:

• корпуса;

• заслонки со штоком, коромыслом, пружиной;

• медного баллона с крышкой;

• мембраны;

• активной массы, состоящей из церезина и медного порошка.

При холодном двигателе активная масса находится в твердом состоянии и заслонка термостата под действием пружины закрыта. Охлаждающая жидкость через радиатор не циркулирует. При нагревании до 68-72⁰С активная масса баллона начинает плавиться и, увеличиваясь в объеме, приподнимает мембрану. Мембрана действует на шток, который открывая заслонку, пропускает охлаждающую жидкость в радиатор.

Вентилятор служит для создания охлаждающего потока воздуха через радиатор. Вентилятор шестилопастный, изготовлен из листовой стали. Привод вентилятора осуществ-ляется клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Лопасти имеют отогнутые концы, что обеспечивает лучшее распределение потока вдоль боковых поверхностей двигателя. Натяжение ремня привода осуществляется изменением положения генератора.

Жалюзи служат для регулирования проходящего потока воздуха через радиатор. Установлены перед радиатором и представляют собой набор пластин створок шарнирно закрепленных в каркасе. Привод осуществляется из кабины. Для контроля за температурой охлаждающей жидкости в системе охлаждения служит указатель температуры и контрольная лампочка. Датчик контрольной лампочки установлен в патрубке термостата. Датчик указателя установлен в рубашке охлаждения впускного трубопровода. Охлаждающая жидкость сливается через три краника. Один из них находится на патрубке нижнего блока цилиндров, третий на котле предпускового подогревателя.

Система охлаждения двигателя КамАЗ-740.

Жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, рассчитанная на постоянное применение низкозамерзающих жидкостей "Тосол". Температура кипения охлаждающей жидкости примерно 113-114⁰С при избыточном давлении 0,65 кгс/см². При достижении температуры 110⁰С на щитке прибора загорается лампа аварийного перегрева охлаждающей жидкости. Нормальный тепловой режим системы 75-98⁰С. Емкость системы охлаждения 29,5 л без системы отопления и пускового подогревателя. Жидкостная система охлаждения состоит из:

• водяного насоса с приводом;

• рубашек блока цилиндров и головок блока цилиндров;

• трубчато-ленточного радиатора;

• расширительного бачка;

• двух термостатов;

• перепускного патрубка;

• жалюзи;

• пятилопастного осевого вентилятора с кожухом;

• гидромуфты привода вентилятора с включателем;

• сливных краников (радиатора, отопителя кабины, котла подогревателя блока или двух кранов рубашки блока и радиатора, если нет подогревателя);

• двух датчиков контроля температуры охлаждающей жидкости.

Водяной насос.

Водяной насос служит для сообщения необходимой скорости движения жидкости в системах охлаждения с принудительной циркуляцией.

Водяной насос лопастной, центробежного типа, установлен на передней части блока цилиндров слева (по ходу двигателя автомобиля), привод - клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Производительность 395 л/мин при сопротивлении на выводе 1,15 кгс/см². При сборке насоса полость корпуса между подшипниками на 1/3 - 2/3 заполняется смазкой ЛЗ-31. Пополнение смазки в процессе эксплуатации не требуется.

Водяной насос состоит из:

• корпус литой чугунный;

• шкив двуручьевой;

• вал с двумя подшипниками;

• крыльчатка с уплотнением (графитное кольцо, две манжеты, упорное кольцо, пружина, обойма манжеты);

• сальники (2 штуки) резиновые самоподжимные;

• пылеотражатель;

• замковая шайба;

• колпачковая гайка.

Принцип действия центробежного насоса: на шкив насоса крутящий момент передается ремнями от шкива гидромуфты, который вращается с угловой скоростью, равной частоте коленчатого вала.

Валик вращается в тарелкоподшипниках с двусторонними резиновыми уплотнениями, позволяющими не выполнять смазку в процессе эксплуатации. Рабочая смазка подшипников заполняется заводом-изготовителем.

Уплотнение препятствует вытеканию жидкости из водяной полости насоса и запрессовано в корпусе водяного насоса, графитовое кольцо постоянно прижато пружиной к упорному кольцу, между упорным кольцом и крыльчаткой уплотнительное резиновое кольцо.

Высокое качество изготовления поверхности торцов графитового и стального упорного кольца обеспечивает надежное контактное уплотнение водяной полости насоса.

Для контроля неисправностей торцевого уплотнения в корпусе насоса имеется дренажное отверстие.

Рубашка охлаждения.

Рубашка охлаждения представляет собой пространство между стенками блока цилиндров и мокрыми гильзами цилиндров, между двойными стенками головок блока цилиндров, между стенками впускного трубопровода.

Радиатор предназначен для охлаждения жидкости и передачи тепла охлаждающей жидкости окружающему воздуху. Радиатор устанавливается впереди двигателя на специальных кронштейнах и крепится к раме.

Водяной радиатор - трубчато-ленточный, трехрядный с трубками овального сечения расположен перед двигателем. Он состоит из верхнего и нижнего бачков, остова и боковых стоек.

Верхние и нижние бачки припаяны к остову, состоящему из трубок, расположенных в три ряда. Промежутки между трубками заполнены гофрированной медной лентой, изогнутой змейкой и припаянной к трубкам. К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки, представляющие собой стальные пластины. Вместе с нижней пластиной они образуют каркас радиатора. В верхний латунный бачок впаян подводящий патрубок, в нижний - отводящий.

Расширительный бачок установлен на двигателе с правой стороны по ходу автомобиля и соединен с коробкой термостатов верхним бачком радиатора, водяной полостью блока и компрессором.

Расширительный бачок служит для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости при ее расширении от нагревания, а также позволяет контролировать степень заполнения системы охлаждения и способствует удалению из нее воздуха и пара.

В горловине расширительного бачка установлена паровоздушная пробка с впускным и выпускным клапанами. Выпускной клапан, нагруженный пружиной, поддерживает в системе охлаждения избыточное давление до 0,58...0,80 кгс/см², выпускной клапан нагруженный более слабой пружиной препятствует созданию в системе разряжения при остывании двигателя. Он открывается и сообщает систему охлаждения с атмосферой при разряжении 0,01...0,13 кгс/см².

Охлаждающая жидкость. заливается в двигатель через заливную горловину бачка. Уровень жидкости в расширительном бачке контролируется краном контроля уровня, уровень должен находиться выше крана контроля уровня, при этом объем жидкости в бачке должен составлять 2/3 объема бачка.

Термостат.

Термостат служит для автоматической регулировки температуры воды в системе охлаждения двигателя и для ускорения его прогрева после пуска, размещены у пробки закрепленной на переднем торце правого ряда блока цилиндров.

Термостат с твердым наполнителем и прямым ходом клапана. На холодном двигателе вход жидкости в радиатор перекрыт клапаном, а вход в перепускную трубу к водяному насосу открыт клапаном. Охлаждающая жидкость циркулирует минуя радиатор, что ускоряет прогрев двигателя.

По достижении температуры охлаждающей жидкости 70-82⁰С активная масса (церезин) заключенная в баллон, плавится, увеличиваясь в объеме. При этом баллон начинает перемещаться вправо открывая клапан. Охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор.

Жалюзи.

Жалюзи радиатора служит для регулирования количества воздуха, проходящего через середину радиатора. Жалюзи створчатые, управляются из кабины водителя ручкой, расположенной под щитком, справа от рулевой колонки. Они выполнены в виде набора горизонтальных сравнительно узких из оцинкованного железа, объединенных общей рамкой и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный поворот их около оси. Жалюзи прикрепляют к каркасу радиатора перед охлаждающей решеткой.

Вентилятор.

Вентилятор предназначен для создания искусственного потока воздуха, проходящего через радиатор, и тем самым для уменьшения его размера, емкости и веса охлаждающей системы в целом. вентилятор осевого типа, пятилопастной, установлен на ведомом валу гидромуфты с коленчатым валом двигателя. Вентилятор вращается в установленном на рамке радиатора диффузоре, который уменьшает подсос лопастями воздуха с боков.

Гидромуфта привода вентилятора.

Передает крутящий момент от коленчатого вала к вентилятору и гасит инерционные нагрузки, возникающие при резком изменении частоты вращения коленчатого вала.

Передняя крышка блока и корпус подшипника соединены винтами и образуют полость, в которой установлена гидромуфта. Ведущий вал в сборе с кожухом, ведущее колесо, вал и шкив соединены болтами, составляют ведущую часть гидромуфты, которая вращается в шарикоподшипниках. Ведущая часть гидромуфты приводится во вращение от коленчатого вала двигателя через шлицевой валик. Ведомое колесо в сборе с валом, на котором закреплена ступица вентилятора, составляет гидромуфту, вращающуюся в шарикоподшипниках. Гидромуфта уплотнена резиновыми манжетами. На внутренних тероидальных поверхностях ведущего и ведомого колес отлиты радиальные лопатки: на ведущем 23 лопатки, на ведомом -32. Межлопаточное пространство колес образует рабочую полость гидромуфты.

Передача крутящего момента с ведущего колеса гиромуфты на ведомое колесо происходит при заполнении рабочей полости маслом, частота вращения ведомой части гидромуфты зависит от количества масла поступающего в гидромуфту. Масло поступает через выключатель, который управляет работой гидромуфты привода вентилятора. Он установлен в передней части двигателя на патрубке, подводящем охлаждающую жидкость к правому ряду цилиндров. Выключатель имеет три фиксированных положения и обеспечивает работу вентилятора в одном из режимов: автоматический, вентилятор отключен, вентилятор включен постоянно.

Действие системы охлаждения двигателя КамАЗ-740.

В систему охлаждения двигателя заливают антифриз через заливную горловину в расширительном бачке. В работе системы охлаждения двигателя необходимо выделить следующий режим:

1. Двигатель не прогрет. Температура охлаждающей жидкости ниже 75⁰С. При этой температуре клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость циркулирует по так называет по так называемому "малому кругу"; водяной насос-рубашка охлаждения-водяной насос. Двигатель прогревается быстрее.

2. Двигатель прогрет. Температура охлаждающей жидкости в пределах 75-98⁰С. Клапан термостата открыт и охлаждающая жидкость циркулирует по так называемому "большому кругу"; водяной насос-рубашка охлаждения-радиатор-водяной насос.

3. Промежуточный режим. Клапан открыт не полностью, часть охлаждающей жидкости идет через радиатор, а часть по "малому кругу".