Назначение систем смазки и охлаждения, устройство и работа их агрегатов

Средняя температура газов в цилиндре работающего двигателя составляет 800...900°С. При такой температуре необходимо принудительное. охлаждение деталей двигателя. Без охлаждения произойдет сильный перегрев деталей, что может вызвать их раз рушение, выгорание смазки, привести к чрезмерному расширению и заклиниванию поршней, выплавлению вкладышей подшипников и другим неисправностям.

Рис. 5. Система охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ-2106:

1— патрубок отвода жидкости из отопителя; 2—патрубок подвода горячей жидко, из головки блока цилиндров в отопитель; 3 — шланг перепускного патрубка термостата; 4 — выпускной патрубок рубашки охлаждения: 5 — подводящий шланг к радиатору: 6 - расширительный бачок; 7 — шланг; 8— рубашка охлаждения; 9 — пробка радиатора; 10 - радиатор; 11 — кожух вентилятора; 12 — вентилятор; 13 — шкив привода вентилятора насоса системы охлаждения; 14 — отводящий шланг радиатора; 15 — ремень; 16 — нас системы охлаждения; 17 — отводящий патрубок от термостата к насосу; 18 — термостат.

Система охлаждения служит для отвода излишнего тепла от нагретых деталей двигателя. Нормальная температура охлаждающей жидкости у работающего двигателя должна находиться в пределах 80…100 °С. Вместе с тем двигатель не должен переохлаждаться, так как при этом теряется полезное тепло и уменьшается давление газов на поршень, а слишком охлажденное или остывшее масло увеличивает потери мощности на трение, часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, износ деталей увеличивается.

Жидкостная система охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ-2106 включает в себя рубашку 8 (рис. 5) охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор 10, расширительный бачок 6, центробежный насос 16, вентилятор 12, термостат 18, соединительные патрубки и шланги, сливные пробки, датчик и указатель температуры охлаждающей жидкости.

Принцип работы системы охлаждения заключается в следующем. Центробежный насос 16, вал которого приводится во вращение с помощью ремня 15 от шкива коленчатого вала, забирает охлаждающую жидкость из нижней части радиатора и нагнетает ее в рубашку охлаждения 8 головки и блока цилиндров. Жидкость омывает наиболее нагретые части, отнимает от них часть тема' и нагревается, а затем через шланг 5 поступает в верхний бачок радиатора. Одновременно часть нагретой жидкости проходит через рубашку впускного трубопровода двигателя, подогревая горючую смесь; при необходимости жидкость может отводиться с помощью крана в отопитель салона кузова. Проходя через сердцевину радиатора в его нижний бачок, нагретая жидкость охлаждается и снова поступает к центробежному насосу.

Рис. 6. Сердцевина (а) и пробка (б) радиатора: 1 — трубки; 2 — стальные пластины; 3 — выпускной клапан; 4 — впускной клапан; 5 - горловина радиатора; 6 —корпус пробки; 7—патрубок к расширительному бачку.

Радиатор состоит из нижнего и верхнего латунных бачка припаянных к сердцевине. Бачки имеют патрубки, а верхний, кроме того,— заливную горловину с пробкой 9. Сердцевина радиатора изготовлена из латунных трубок 1 (рис. 6, а), соединяющих верхний и нижний бачки, и стальных пластин 2, увеличивающих поверхность охлаждения.

Радиатор автомобиля ВАЗ-2106 изготовлен из алюминия и имеет вертикальное расположение бачков. Патрубки бачков через резиновые шланги соединяют радиатор с рубашкой охлаждения, головки блока цилиндров и центробежным насосом. Заливная горловина 5 (рис. 6, б) радиатора автомобилей ВАЗ-2106 закрывается пробкой 6, в которой имеются выпускной (паров) 3 и впускной (вентиляционный) 4 клапаны. Выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе охлаждения 0,5 кгс/см². Увеличение давления в системе позволяет в случае применения в качестве охлаждающей жидкости воды повысить температуру ее кипения до 109 °С. При открытом клапане жидкость или пар отводятся в расширительный бачок. Это предохраняет от разрушения радиатор и патрубки. Впускной клапан не имеет пружины и допускает впуск и выпуск в расширительный бачок жидкости при ее нагревании и охлаждении. Открытие его происходит при разрежении 0,01 кгс/см². При этом в радиатор поступает жидкость из расширительного бачка, что предотвращает сдавливание трубок сердцевины радиатора под воздействием атмосферного давления.

Расширительный бачок пластмассовый, в нем содержится определенное количество охлаждающей жидкости. Он служит для компенсации изменяющегося объема жидкости в системе охлаждения при работе двигателя.

Центробежный насос служит для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения.

Рис. 7. Центробежный водяной насос двигателя автомобиля ВАЗ-2106: 1—крыльчатка; 2— окно подвода жидкости в рубашку блока цилиндров; 3 — сальник; 4—шариковый подшипник; 5 — вал; 6 — ступица; 7 -крышка насоса; 8 — стопорный винт; 9 — обойма сальника; 10— манжета; 11 — корпус насоса; 12— приемный патрубок

На двигателе ВАЗ-2106 он крепится болтами к передней части блока цилиндров и состоит из алюминиевого корпуса 11 (рис. 7), в котором установлен вал 5 на двухрядном шарикоподшипнике 4 закрытого типа, запрессованном в корпусе. Подшипник заполняется смазкой, пополнение которой не требуется до ремонта. На передний конец вала напрессована ступица 6, а на задний — чугунная крыльчатка 1. Уплотнение заднего конца вала на выходе его из корпуса достигается самоподжимным сальником 3 с уплотнительной графитосвинцовой шайбой, помещенной внутри корпуса сальника. По поверхности шайбы скользит своим торцом крыльчатка. Внутри корпуса сальника помещаются также резиновая манжета 10, разжимная пружина, которая через латунные обоймы 9 прижимает торцы манжеты к корпусу 11 насоса и к уплотнительной шайбе.

Вентилятор четырехлопастный, пластмассовый служит для создания направленного потока воздуха через сердцевину радиатор с целью более быстрого охлаждения в нем жидкости. Лопасти вентилятора вместе с приводным шкивом крепятся болтами к ступи вала центробежного насоса. Для увеличения эффективности боты на двигателе ВАЗ вентилятор снабжен специальным кожухом 11 (см. рис. 5), закрепленным к радиатору.

Термостат служит для ускорения прогрева двигателя его пуска и автоматического поддержания наивыгоднейшего теплового режима при работе двигателя. Он устанавливается перед входом охлаждающей жидкости в насос.

Рис. 8. Устройство и работа термостата: а — основной клапан полностью закрыт, перепускной открыт; б — основной клапан полностью открыт, перепускной клапан закрыт; 1 — твердый наполнитель; 2 — стакан; 3 резиновая вставка; 4— входной патрубок (из радиатора); 5 —основной клапан; 6 — перепускной клапан; 7 — корпус; 8—входной патрубок (из рубашки охлаждения); 9 выходной патрубок (к центробежному насосу); 10 — крышка; 11 — стержень; 12 — пружина перепускного клапана; 13 — пружина основного клапана; 14 — термочувствительный элемент.

Термостат двухклапанный, неразборной конструкции имеет три патрубка: два входных 4 (рис. 7), 8 и выходной 9. Термочувствительный элемент состоит из стакана 2 с резиновой вставкой 3, между стенками которых помещается твердый наполнитель / (церезин — кристаллический воск), обладающий большим коэффициентом объемного расширения. Внутри резиновой вставки находится стержень 11, закрепленный в стойке основного клапана 5, который прижимается к седлу конической пружиной 13. На стойке основного клапана помещается перепускной клапан 6 с пружиной 12.

При температуре охлаждающей жидкости ниже 80°С основной клапан полностью закрыт, а перепускной открыт (рис. 8, а), поэтому жидкость из радиатора в насос не поступает, а циркулирует по малому кругу: от центробежного насоса в рубашку охлаждения и через перепускной клапан обратно к насосу, что обеспечивает более быстрый прогрев двигателя. По мере нагрева охлаждающей жидкости церезин в термостате плавится и, расширяясь, преодолевает сопротивление пружины 13, перемещая оба клапана вверх (рис. 8, б). При температуре 94°С циркуляция по малому кругу прекращается и вся жидкость проходит через радиатор. При промежуточных температурах охлаждающая жидкость проходит через оба клапана, что обеспечивает работающему двигателю оптимальный температурный режим.

Для слива из системы охлаждающей жидкости на двигателе имеются две сливные резьбовые пробки. Они расположены с левой стороны: одна — в нижней части рубашки охлаждения блока цилиндров, а вторая — на нижнем бачке радиатора. Расположение сливных пробок 6 и 7 системы охлаждения двигателя ВАЗ-2106 показано на рис. 5.