Практическая работа №5,6

Изучение устройства системы охлаждения.

Цель работы:

Изучить устройство и комплектующие детали системы охлаждения двигателя.

Пояснение к практической работе:

Система охлаждения предназначена для обеспечения оптимального и стабильного теплового состояния двигателя на любом режиме его работы путем принудительного отвода теплоты от его деталей. Нарушение теплового режима работы двигателя негативно сказывается на работе всех его систем и механизмов.

При переохлаждении двигателя растут потери на трение из-за повышения вязкости масла, интенсивность износа, ухудшается смесеобразование и сгорание, повышается выброс углеводородов, увеличиваются тепловые потери в стенки цилиндра, конденсация паров воды в картере усиливает коррозионный износ деталей.

При перегреве двигателя снижается вязкость масла, и растут потери на трение, снижается прочность материалов, растут температурные напряжения и деформации деталей, вызывая их коробление и выбирая зазоры в подвижных сочленениях, уменьшается массовое наполнение, а в двигателях с искровым зажиганием также возрастает вероятность детонации.

К системе охлаждения предъявляются следующие требования:

автоматическое поддержание температурного режима двигателя, независимо от режима его работы и внешних условий; быстрый прогрев двигателя до рабочих режимов; длительное сохранение температуры двигателя после его остановки; малые энергетические затраты, связанные с приводом элементов системы охлаждения; небольшие масса и габариты при приемлемой стоимости производства и эксплуатации.

В зависимости от вида теплоносителя, с помощью которого осуществляется отвод теплоты от двигателя, различают жидкостные и воздушные системы охлаждения.

В автотракторных двигателях применяют жидкостные системы закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающего теплоносителя. Она состоит из жидкостного и воздушного трактов. Жидкостный тракт системы включает: рубашку 6 (рис. 5.1) охлаждения блока цилиндров, термостат 3, радиатор 1, жидкостный насос 7, расширительный бачок 4 и трубопроводы. Воздушный тракт системы состоит из радиатора 1, вентилятора 8 и направляющих элементов тракта.

Закрытая система сообщается с атмосферой при большой разности давлений с помощью специальных клапанов. Такая система позволяет поднять давление в системе и температуру кипения охлаждающей жидкости и, тем самым, повысить рабочую температуру жидкости, что дает возможность уменьшить габариты радиатора.

Регyлирование температуры охлаждающей жидкости осуществляется изменением массового расхода горячего и холодного теплоносителей, циркулирующих в жидкостном и воздушном трактах системы. В жидкостном тракте роль регуляторов выполняют жидкостный насос и термостат. Последний организует циркуляцию охлаждающей жидкости по «большому» кругу через радиатор (наиболее интенсивное охлаждение), по «малому» кругу через обводной трубопровод 9, минуя радиатор, или частично по одному и другому кругу в зависимости от степени открытия регулирующего элемента.

Расход охлаждающего воздуха зависит от скорости движения транспортного средства и, следовательно, частоты вращения коленчатого вала, а также от скорости воздуха, создаваемой вентилятором. Варьирование расхода воздуха при приводе вентилятора от коленчатого вала осуществляется с помощью гидравлической или электромагнитной муфты, изменяющей частоту его вращения. Все большее применение находят системы с автономным электрическим приводом вентилятора и позиционным регулированием его производительности. Изменять расход воздуха также можно варьированием аэродинамического сопротивления воздушного тракта с помощью жалюзи, установленных перед радиатором.

В качестве охлаждающей жидкости используют тосол - раствор этиленгликоля в воде с добавлением присадок. В отличие от воды, он обеспечивает надежную работу двигателя при низких температурах и не вызывает разрушения системы.

Детали системы охлаждения:

Жидкостный насос центробежного типа (рис. 5.2) обеспечивает циркуляцию жидкости в системе охлаждения. В улиткообразном корпусе 1 насоса в подшипниках 4 и 5 вращается валик 11 с крыльчаткой 8. В корпусе и его крышке 3 валик уплотняется сальниками и манжетой 10. Валик 11 приводится во вращение через шкив 2 и ременную передачу.

По патрубку 12 жидкость подводится к центру крыльчатки 8 и вращается вместе с ней. Центробежная сила отбрасывает жидкость от центра к периферии, поэтому в центре крыльчатки образуется пониженное давление, а на периферии - повышенное, под действием этого перепада и происходит циркуляция жидкости в системе охлаждения.

Радиатор предназначен для охлаждения жидкости, отводящей теплоту от двигателя. Охлаждение происходит в обдуваемой воздухом сердцевине радиатора, соединяющей верхний и нижний бачки. Сердцевина состоит из латунных медных или алюминиевых трубок и латунных или стальных охлаждающих ребер.

Заливная горловина бочка закрывается пробкой, в которой имеется впускной и выпускной клапан.

Если температура жидкости превысит 100⁰C, клапан 2 под давлением ее паров закроется, но после увеличения давления в системе на 0,05 МПа откроется клапан 1 и пары закипающей жидкости направятся в расширительный бачок, где они конденсируются.

Вентилятор обеспечивает обдув радиатора просасыванием через его сердцевину атмосферного воздуха. Лопасти вентилятора изготовляют из листовой стали или из пластмассы, придавая им специальную форму для снижения затрат мощности на привод вентилятора. Привод вентилятора обеспечивается клиноременной передачей от коленчатого вала или электродвигателя.

Вентилятор с приводом от электродвигателя автоматически включается при увеличении температуры охлаждающей жидкости до 75 – 85⁰С, при меньшей температуре вентилятор не работает.

Термостат 5 (см. рис. 5.5) автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигателя. Как правило, термостат устанавливают на выходе охлаждающей жидкости из рубашек охлаждения головок цилиндров или впускного трубопровода двигателя.

Термостаты могут быть жидкостными или с твердым наполнителем. Например, термостат дизеля КамАЗ имеет твердый наполнитель из церезина (нефтяной воск) с температурой плавления 70-830⁰С. В режиме прогрева дизеля (рис. 4.7) клапан закрыт, и охлаждающая жидкость не поступает из блока в радиатор. Она через открытый клапан 4 по перепускному каналу направляется на вход насоса. В этом режиме охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу (минуя радиатор), что ускоряет прогрев дизеля. Когда охлаждающая жидкость прогреется до 84⁰С, вместе с ней разогреется и наполнитель 3 термостата, заключенный в баллоне 2. При этом наполнитель расплавится, и, увеличиваясь в объеме, переместит баллон 2 вправо, т. е. откроет клапан 12 и прикроет клапан 4. Охлаждающая жидкость начнет циркулировать через радиатор, т. е. по большому кругу. После прогрева охлаждающей жидкости до температуры 93⁰С клапан 12 термостата откроется полностью, а клапан 4 прижмется к своему седлу, при этом вся жидкость будет проходить через радиатор.

Пружина 7 обеспечивает возвращение клапанов.

Задание студентам:

При домашней подготовке изучить устройство системы охлаждения. На демонстрационном автомобиле при работающем двигателе проследить включение вентилятора. В моторном отсеке осмотреть детали системы охлаждения. Обратить внимание на работу датчика включения электродвигателя вентилятора 6 (рис. 5.4). В отчете о практической работе дать описание принципа работы и конструкции узлов и деталей системы охлаждения.

Порядок выполнения практической работы:

1. Завести демонстрационный автомобиль.

2. Прогреть и наблюдать по прибору на панели приборов температуру включения вентилятора системы охлаждения.

3. Открыть капот и осмотреть детали системы охлаждения.

4. Замкнуть контакты датчика включения вентилятора отверткой – вентилятор должен включиться.

5. Заполнить отчет о практической работе с описанием принципа работы и конструкции деталей и узлов системы охлаждения.

Литература:

В.К. Вахламов «Автомобили» М.И.Ц. «академия»2003г. Стр. 88-101

Правила безопасного выполнения работы:

Руководствуйтесь общими правилами безопасного выполнения практических работ.