СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОТА ЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ.

Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей двигателя лишнего тепла и передачи его окружающему воздуху. Благодаря этому создается определенный температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается. Тепло в двигателях отводится двумя способами: жидкостью (жидкостная система охлаждения) или воздухом (воздушная система охлаждения). Эти системы поглощают 25 — 35 % тепла, выделяющегося во время сгорания топлива. Температура охлаждающей жидкости, находящейся в головке блока цилиндров, должна быть равна 80 —95 0С. Такой температурный режим наиболее выгоден, обеспечивает нормальную работу двигателя и не должен изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузки двигателя. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80—120 °С (минимальная) в конце впуска до 2000 —2200 °С (максимальная) в конце сгорания смеси.

Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя и они расширяются. Масло на цилиндрах и поршнях выгорает, их трение и износ возрастают, а от чрезмерного расширения деталей происходит заклинивание поршней в цилиндрах дви­гателя, и двигатель может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных явлений, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.

Однако чрезмерное охлаждение двигателя вредно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя на стенках цилиндров конденсируются пары топлива (бензина), смывая смазку, разжижают масло в картере. В этих условиях происходит интенсивный износ поршневых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя. Нормальная работа системы охлаждения способствует получению наибольшей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.

Большинство двигателей имеет жидкостные системы охлаждения (открытые или закрытые). У открытой системы охлаждения внутреннее пространство непосредственно сообщается с окружающей атмосферой. Распространение полу­чили закрытые системы охлаждения, у которых внутреннее пространство только периодически сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах охлаждения повышается температура кипения охлаждающей жидкости и уменьшается ее выкипание.

Двигатели автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5335 и КамАЗ-5320 имеют закрытую жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости, создаваемой водяным центробежным насосом. Жидкостная система охлаждения автомобильного двигателя (рис. 1) состоит из водяной рубашки 16, радиатора 1, вентилятора 24, термостата 9, насоса с крыльчаткой 17. отводящего 8 и подводящего 8 патрубков, ремня 23 привода вентилятора, датчика 13 указателя температуры жидкости, сливных краников 15 и 21 и дру­гих деталей. Вокруг цилиндров двигателя и головки блока имеется пространство с двойными стенками (водяная рубашка), где циркулирует охлаждающая жидкость.

Рис. 1. Схема жидкостей системы охлаж­дения:

1 — радиатор; 2 — верхний бачок; 3 — про­бка радиатора; 4 — контрольная трубка; 5 — верхний патрубок радиатора; 6 и 19 — резиновые шланги; 7—перепускной канал; 8 и 18 — соответственно отводящий и под­водящий патрубки; 9 —термостат; 10 — отверстие; 11 — головка блока; 12 — водо­распределительная трубка; 13 — датчик ука­зателя температуры жидкости; 14 — блок цилиндров; 15 и 21 — сливные краники; 16 — водяная рубашка; 17 — крыльчатка во­дяного центробежного насоса; 20 — нижний патрубок радиатора; 22 — нижний бачок радиатора; 23 — ремень привода вентиля­тора; 24 — вентилятор

Во время работы двигателя охлаждающая жидкость нагревается и водяным насосом подается в радиатор, где охлаждается, а затем снова поступает в рубашку блока цилиндров. Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы охлаждаю­щая жидкость постоянно циркулировала по замкнутому кругу: двигатель — радиа­тор — двигатель. Жидкость может циркулировать по малому кругу, минуя радиатор (непрогретый двигатель, термостат закрыт), или по большому кругу, поступая в радиатор (прогретый двигатель, термостат открыт). Направление движения охлаждающей жидкости показано на рис. 1 стрелками.

Водяная рубашка 16 двигателя состоит из рубашки блока 14 цилиндров и рубашки головки 11 блока, соединенных между собой отверстиями в прокладке между головкой и блоком. Крыльчатка 17 водяного центробежного насоса и вентилятор приводятся в действие клиновидным ремнем 23. При вращении крыльчатки насоса охлаждающая жидкость нагнетается в водораспределительную трубку 12, расположенную в головке блока. Через отверстия 10 в трубке жидкость направляется к патрубкам выпускных клапанов, благодаря чему охлаждаются наиболее нагретые части головки блока и цилиндров. Нагретая охлаждающая жидкость проходит в верхний отводящий патрубок 8. Если термостат 9 закрыт, то по перепускному каналу 7 жидкость снова поступает к центробежному насосу. При открытом термостате охлаждающая жидкость проходит в верхний бачок 2 радиатора, охлаждается, протекая по трубкам, и поступает в нижний бачок 22 радиатора. Охлажденная в радиаторе жидкость по нижнему подводящему патрубку 18 подводится к насосу.

Водяная рубашка двигателя автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 2) соединена с радиа­тором 1 гибкими шлангами. Верхний бачок 5 радиатора соединен с рубашкой впускного трубопровода 14, а нижний бачок 27 — с подводящим патрубком 26 водяного насоса. Левый и правый ряды цилиндров соединены с насосом двумя трубопроводами. В патрубке 12, по которому нагретая охлаждающая жидкость подводится к верхнему бачку радиатора, установлен термостат 11. Водяная рубашка компрессора 8 гибкими шлангами 9 и 7 постоянно соединена с системой охлаждения двигателя. Радиатор 18 отопителя соединен с системой охлаждения двигателя шлангами 16 и 17: включается отопитель в работу краном 5.

Рис. 2. Система охлаждения двигателя автомобиля ЗИЛ-130:

1 – радиатор; 2 — жалюзи; 3 — вентилятор; 4 — водяной насос; 5 и 27 – соответственно верхний и нижний бачки радиатора; б — пробка радиатора; 7 – отводящий шланг; 8 – компрессор; 9 — подводящий шланг; 10 — перепускной шланг; 11 — термостат; 12 — патрубок; 13 - фланец для уста­новки карбюратора; 14 — впускной трубопровод; 15 — кран отопителя; 16 к 17 — соответственно подводящая и отводящая трубки; 18 – радиатор отопителя; 19 — датчик указателя температуры жидкости; 20 - дотирующая вставка; 21 – водяная рубашка головки блока; 22 - водяная рубашка блока цилиндров; 23 — сливной кран рубашки блока цилиндров; 24 — рукоятка привода сливного крана; 25 – сливной кран патрубка радиатора; 26 – подводящий патрубок

При пуске, прогреве и работе двигателя, пока температура воды в системе охлаждения ниже 73 °С, жидкость циркулирует по водяным рубашкам блока, головок блока и компрессора, но не поступает в радиатор, так как термостат закрыт. К водяному насосу (независимо от положения клапана термостата) охлаждающая жидкость подается по перепускному шлангу 10 из рубашки впускного трубопровода, от компрессора и из радиатора 18 отопителя (если он включен).