Самостійна робота № 4 (8 год.)

ТЕМА: Система охолодження

МЕТА:  Вивчити та засвоїти загальну будову системи охолодження

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ:

1 Головчук А.Ф. Трактори : підруч. для викладачів та студентів ВНЗ / А.Ф. Головчук, В.І. Мельниченко. – К. : Урожай, 2008. – с. 32-44

2 Кисликов В.Ф. Будова й експлуатація автомобілів: підручник для учнів професійно-технічних закладів освіти / В.Ф. Кисликов, В.В Лущик. – Київ. : Либідь, 2002. – c. 57-65

3 Лудченко О.А. Технічне обслуговування і ремонт автомобілів : підручник / О.А. Лудченко. – К. : Вища шк., 2007. – с. 285-295

ПЛАН

1 Призначення системи. Вплив на роботу ДВЗ зайвого або недостатнього охолодження

2 Значення постійного теплового режиму ДВЗ. Засоби підтримання постійного теплового режиму ДВЗ. Тип охолодної рідини

3 Будова приладів(вузлів) системи охолодження

4 Велике та мале коло циркуляції охолодної рідини

5 Повітряна система охолодження ДВЗ

ЗМІСТ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ

1 Призначення системи. Вплив на роботу ДВЗ зайвого або недостатнього охолодження

Система охолодження призначається для підтримання оптимального режиму двигуна.

Двигун працює нормально тільки при постійному тепловому режимі. Якщо головка циліндрів, циліндри, поршні та інші деталі стикаються з гарячими газами перегріваються то підвищується їх знос і вигорання мастильного матеріалу. Зменшення зазорів внаслідок теплового розширення може привести до заклинюванню поршнів в циліндрах. Водночас знижується потужність із-за погіршення наповнення циліндрів. В карбюраторних двигунах перегрів може бути причиною детонації. Таких наслідків не буде якщо охолоджувати гарячі деталі.

Однак зайве охолодження теж недопустиме. Якщо двигун переохолоджений то збільшуються затрати теплоти в процесі перетворення її в механічну енергію. Крім того паливо погано випаровується, важко займається і не повністю згорає, що понижує потужність і економічність двигуна, а також приводить до утворення нагару при неповнім згоранні палива може привести до залягання поршневих кілець і зависанню клапанів. Знос в переохолодженому двигуні теж збільшується так як проходить конденсація продуктів згорання в циліндрах, а вони будучи в рідинному стані викликають велику корозію циліндрів, поршнів і поршневих кілець. В дизелях із-за збільшеної затримки самозгорання палива підвищується жорсткість роботи, а в карбюраторних двигунах пари бензину, конденсуючись на стінках циліндрів змивають масло і розріджують його. Для сучасних двигунів нормальним тепловим режимом вважається такий, при якому температура рідини дорівнюватиме 85...95 °С.

2 Значення постійного теплового режиму ДВЗ. Засоби підтримання постійного теплового режиму ДВЗ. Тип охолодної рідини

В автомобільних двигунах застосовують такі системи охолодження: рідинна, повітряна.

Температура охолодної рідини, що міститься в головці блока циліндрів, має становити 80. . .95C. Такий температурний режим найвигідніший, забезпечує нормальну роботу двигуна й не повинен змінюватися залежно від температури навколишнього середовища та навантаження двигуна.

Рідинні системи охолодження бувають: відкриті, закриті. Відкрита система охолодження безпосередньо сполучається з навколишнім середовищем, а закрита, що застосовується в сучасних двигунах періодично, через спеціальні клапани в кришці радіатора або розподільного бачка. В закритих системах охолодження підвищується температура кипіння охолодної рідини, й вона менше випаровується. Крім того, циркуляція рідини примусова. Як охолодну рідину використовують воду або антифризи ( водяні розчини етиленгліколю, в тому числі « Тосол-А40 » і « Тосол-А65 » з температурою замерзання не вище ніж –40 та - 65C відповідно ).

В двигунах з рідинною системою охолодження циліндри і їх головки створюють водяну сорочку, яка сполучається з радіатором. При роботі двигуна рідина циркулює: нагріта гарячими деталями вона поступає в радіатор і розтікається по трубкам: повітря обдуває трубки в результаті чого рідина охолоджується і повертається в водяну сорочку циліндрів.

3 Будова приладів(вузлів) системи охолодження

Радіатор призначається для охолодження рідини, що відводить теплоту від двигуна. Він складається з нижнього та верхнього бачків, припаяних до серцевини, патрубків і заливної горловини з пробкою. Патрубки бачків через прогумовані шланги сполучають радіатор із сорочкою охолодження циліндрів. Заливна горловина радіатора герметично закривається пробкою, в яку встановлено випускний і перепускний клапани. Найпоширеніші трубчасті і пластинчасті радіатори. У перших серцевина кількома рядами латунних трубок, які проходять через горизонтальні пластини, що збільшують поверхню охолодження серцевини і підвищують жорсткість радіатора. У других серцевина складається з одного ряду плоских латунних трубок, кожна з яких виготовлена із спаяних між собою по краях гофрованих пластин.

Верхній бачок радіатора вищеописаних автомобілів (крім КамАЗ-5320) має заливну горловину і паровідвідну трубку.

Горловина радіатора герметично закривається пробкою, в якій е два клапани: паровий і повітряний. Паровий клапан Відкривається автоматично лише із підвищенням тиску в системі охолодження понад 0,04 МПа (0,4 кгс/см2), внаслідок чого температура кипіння рідини підвищуєтеся. Повітряний клапан відкривається і пропускає в систему повітря, коли тиск в ній зменшуються, внаслідок охолодження рідини, захищаючи таким чином трубки радіатора від сплющування під дією атмосферного тиску.

Розширювальний бачок який виготовляється із пластмаси, містить певний об'єм охолодної рідини й слугує для компенсації зміни об'єму охолодної рідини в системі охолодження під час роботи двигуна.

Рисунок 4.1 – Водяний насос і вентилятор:

а - пристрій, б - привід; 1 - корпус, 2 - крильчатка, 3 - валик, 4 - пружина, 5 - самопіджимний сальник, 6 - верхній патрубок, 7 - маслянка, 8 - шків, 9 - хрестовина, 10 - лопать вентилятора, 11 - генератор, 12 - приводний пас

Відцентровий водяний насос установлюється в передній частині блока циліндрів і забезпечує примусову циркуляцію рідини в системі охолодження. Привод здійснюється трапецієподібним пасом від шківа колінчатого вала. Цим самим пасом приводиться в обертання генератор. Під час роботи двигуна крильчатка насоса своїми лопатями захоплює охолодну рідину, що надходить з нижнього бачка радіатора, під дією відцентрової сили відкидає її до стінок корпусу й нагнітає в сорочку блока й головки циліндрів.

Вентилятор – чотирилопатевий , пластмасовий, слугує для створення сильного потоку повітря, що просмоктується через серцевину радіатора, для швидшого охолодження в ньому рідини. Лопаті вентилятора разом із приводним шківом кріпляться болтами до маточини вала відцентрованого насоса.

У системах охолодження практично всіх сучасних автомобілів використовуються один або два електричних вентилятора. Вентилятори зазвичай управляються встановленим в радіаторі датчиком температури або комп'ютером, який управляє двигуном. Вони включаються, коли температура охолоджуючої рідини досягає заданого значення, і вимикаються, коли температура охолоджуючої рідини опускається нижче цього значення. У деяких автомобілях при використанні кондиціонера завжди працює один з цих вентиляторів.

Муфта вентилятора системи охолодження

У більшості автомобілів з приводом вентилятора системи охолодження від двигуна використовується термостатична керована вискомуфта вентилятора. Ця муфта, розташована на маточині вентилятора в потоці проходить через радіатор повітря, являє собою спеціальну вискомуфту, багато в чому нагадує в'язкісні муфти, що застосовуються в деяких системах повного приводу. При нагріванні рідина в муфті загусає, в результаті чого вентилятор обертається швидше, щоб "встигати" за двигуном. При холодному двигуні рідина в муфті має низьку температуру, і вентилятор обертається повільно, дозволяючи двигуну швидко прогрітися до необхідної робочої температури.

Термостат – двоклапанний, призначається для прискорення підігрівання двигуна після пуску й автоматичного підтримання найвигіднішого теплового режиму двигуна під час руху автомобіля. Його встановлюють у корпусі відвідного патрубка головки циліндрів.

Термостат складається з мідного балона і кришки, між якими герметично закріплена гумова мембрана. Балон заповнений активною сумішшю, що складається з церезину (гірського воску), змішаного з мідним порошком. Об'єм активної маси під час нагрівання збільшується. На мембрану спирається шток, розміщений у напрямній частині кришки. Шток шарнірно з’єднаний з клапаном Коли двигун холодний, клапан термостата закритий і рідина надходить через канал до вхідного отвору насоса, а через нього — в сорочку охолодження, тобто циркулює по малому колу, не потрапляючи в радіатор. У двигуні ЗИЛ-130, коли клапан термостата закритий, рідина, що нагнітається у сорочку насосом, перепускається через систему охолодження повітряного компресора.

Коли рідина нагрівається до 70...80 °С, клапан термостата під дією парів рідини, що заповнює його циліндр, або внаслідок розширення твердого наповнювача відкриється і рідина циркулюватиме через радіатор, тобто по великому колу.

Жалюзі складаються з вертикальних пластин, шарнірно закріплених угорі та внизу перед радіатором. Повертання пластин для зміни кількості повітря, що проходить крізь серцевину радіатора, а отже, регулювання температури охолодної рідини здійсніться рукояткою з місця водія.

Для з'єднання двигуна з радіатором системи охолодження і радіатором нагрівника в автомобілях використовуються гнучкі гумові шланги. Вони повинні компенсувати переміщення / вібрацію двигуна при його роботі. Шланги є важливими з'єднувальними елементами системи охолодження; їх слід регулярно перевіряти і замінювати через рекомендовані проміжки часу.

4 Велике та мале коло циркуляції охолодної рідини

При обертанні колінчатого вала крутний момент за допомогою приводного паса передається на шків вала насоса, приводячи його в обертання. При цьому крильчатка захоплює рідину, що підводить по шлангу й патрубку з радіатора, і подає її в сорочку охолодження. Там вона прохолоджує нагріті деталі Якщо двигун непрогрітий і температура охолоджувальної рідини менша за 75-80 0С то охолоджувальна рухається по малому колу циркуляції охолоджувальної рідини водяний насос – водяна сорочка – перепускні вікна термостата (так як основний клапан термостата закритий) – водяний насос. При прогрівані двигуна більше ніж 80 0С повністю відкривається клапан термостата і охолоджувальна рідина починає рухатися по великому колі циркуляції охолоджувальної рідини. Водяний насос – водяна сорочка – клапан термостату – верхній патрубок – радіатор – нижній патрубок водяний насос.Температуру рідини контролюють за покажчиком температури, вимірювальний перетворювач якого встановлено в сорочці охолодження блока циліндра. При температурі в системі охолодження понад 95 °С у двигунах ЗМЗ-53 і ГАЗ-24 або 115 °С у двигуні ЗИЛ-150 на щитку спалахує сигнальна лампочка, яка вмикається вимірювальним перетворювачем, установленим у верхньому бачку радіатора.

У двигуні ГАЗ-24 рідину із системи охолодження зливають через два краники: під радіатором і з правого боку в блоці циліндрів.

Двигуни ЗМЗ-53 і ЗИЛ-130 мають три зливні краники: один під радіатором і два у нижній частині водяної сорочки обох секцій блока, В системі охолодження двигуна КамАЗ-5320, в якій застосовують антифриз, замість зливних кранів установлюють конічні різьбові пробки.

5 Повітряна система охолодження ДВЗ

Для повітряних систем охолодження характерна безпосередня передача теплоти в атмосферу. Потрібна інтенсивність охолодження досягається за допомогою охолодних ребер, вентилятора та рефлектора. Витрата охолодного повітря може регулюватися. Система проста за будовою та в експлуатації, забезпечує швидке прогрівання двигуна після запуску, має невелику масу. Недоліки системи повітряного охолодження: велика потужність, що витрачається на привод вентилятора, шумність роботи, нерівномірність відведення теплоти по висоті циліндра.

ЗАВДАННЯ (в тому числі індивідуальні):

Вивчити й законспектувати необхідний матеріали, замалювати необхідні малюнки та схеми, або вклеїти в конспект їх ксерокопії, зробити порівняльні характеристики будови та експлуатації двигунів різних мотелів автомобілів і тракторів

ФОРМА КОНТРОЛЮ

Перевірка конспектів

ВИКЛАДАЧ – Колот П.Д.