Краткие сведения. Цель работы: ознакомиться с назначением и устройством системы охлаждения двигателя, изучить принцип действия и классификацию приборов системы охлаждения

Лабораторная работа № 5

НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И РАБОТА

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Цель работы: ознакомиться с назначением и устройством системы охлаждения двигателя, изучить принцип действия и классификацию приборов системы охлаждения.

Оборудование рабочего места

1. Стенд двигателя ВАЗ 2106-70.

2. Приборы системы охлаждения двигателя.

3. Набор инструментов слесаря-автомеханика.

4. Инструкционные карты по разборке приборов системы охлаждения двигателя.

План работы

1. Ознакомиться с методическими указаниями, техническими условиями и требованиями по технике безопасности.

2. Подготовить рабочее место.

3. Изучить общее устройство системы охлаждения, подготовить к работе слесарный инструмент.

4. Произвести внешний осмотр приборов системы охлаждения.

5. Произвести разборку приборов системы охлаждения двигателя (по указанию преподавателя).

6. Ознакомиться с устройством деталей системы охлаждения.

7. Произвести сборку приборов системы охлаждения двигателя в обратной последовательности разборки.

8. Составить отчет.

Краткие сведения

В современных автомобильных двигателях в полезную работу превращается лишь 23–40 % теплоты, выделяющейся в цилиндрах двигателя, остальная теплота уносится отработавшими газами с охлаждающей жидкостью или воздухом и затрачивается на трение, рассеивание в окружающую среду внешними поверхностями двигателя.

Так как сгорание в двигателе происходит при высоких температурах, достигающих 2 100–2 300 °С, то без принудительного охлаждения такие детали, как цилиндр, поршень и направляющие втулки клапанов, нагревались бы до температуры выше воспламенения масла.

При перегреве двигателя увеличиваются силы трения и изнашивание деталей, уменьшаются тепловые зазоры, происходит коксование масла с отложением нагара, ухудшается наполнение цилиндров карбюраторных двигателей горючей смесью, а дизельных – очищенным воздухом. Однако при чрезмерном отводе тепла возникает переохлаждение двигателя, которое вызывает изменение вязкостных свойств масла, что приводит также к увеличению изнашивания деталей и механических потерь на трение, снижению мощности и экономичности двигателя.

Поэтому следует поддержать тепловой режим двигателя в пределах 85–95°, независимо от его нагрузки и температуры окружающей среды. На современных двигателях применяют жидкостное или воздушное охлаждение. При воздушном охлаждении через оребренные поверхности блока и головки цилиндров излишняя теплота отводится потоком воздуха, создаваемым многолопастным вентилятором с устройством, регулирующим интенсивность охлаждения.

К преимуществам такой системы относится простота конструкции, уменьшение массы, удобство обслуживания, и, кроме того, исключается опасность размораживания двигателя зимой. Однако система воздушного охлаждения хотя и обеспечивает условия для необходимого отвода тепла от сильно нагретых деталей, но при этом требуется сравнительно большая мощность двигателя для приведения в действие вентилятора и затрудняется пуск двигателя при низкой температуре из-за отсутствия возможности прогрева его горячей водой.

На автомобильных двигателях наибольшее распространение получили жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Такие системы более эффективны в работе и вместе с пусковыми устройствами обеспечивают легкий пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха и создают меньший шум при его работе.

В качестве охлаждающих жидкостей применяется вода или ее этиленгликолевые смеси-антифризы. Широкое распространение получили смеси, замерзающие при низкой температуре: Тосол А-40 и Тосол А-65. Антифриз получают разбавлением технического этиленгликоля с водой. Тосол А-40 представляет собой 50%-ную смесь воды с этиленгликолем, который при температуре -40° превращается не в лед, а в густую массу, не вызывающую повреждения блока цилиндров или радиатора.

В зависимости от теплового состояния двигателя циркуляция жидкости в системе происходит по большому или малому кругу системы охлаждения (рис. 1а), и циркуляция обеспечивается насосом 8, который приводится в действие от шкива 18, соединенного через клиноременную передачу со шкивом коленчатого вала. При нормальном тепловом режиме работы двигателя охлаждающая жидкость циркулирует по большому кругу. При этом клапан термостата 10 открыт и жидкость через патрубок 11 подается к верхнему бачку 13 радиатора 16, откуда по трубкам сердцевины радиатора она поступает в нижний бачок 20. Жидкость, проходящая через радиатор, охлаждается воздухом подаваемым под напором вентилятора 19 и потоком воздуха, возникающим при движении автомобиля и регулируемым при помощи жалюзи (пластин-створок) 17. Охлажденная жидкость через нижний патрубок 22 радиатора подается снова к насосу 8 и далее в рубашку охлаждения 7 блока и в головки цилиндров.

Рис. 1. Схемы жидкостной системы охлаждения двигателей:

а) ЗМЗ-24-01; б) ЗИЛ-130

При пуске и работе непрогретого двигателя, когда температура охлаждающей жидкости ниже 72 °С, её циркуляция происходит по малому кругу. В этом случае жидкость не поступает в радиатор, т.к. клапан термостата 10 закрыт, при этом жидкость проходит по рубашке блока 7 и головки цилиндра, затем через перепускной клапан 9, омывая термостат 10, снова поступает к насосу, обеспечивая тем самым быстрый прогрев холодного двигателя. По мере повышения температуры охлаждающей жидкости, клапан термостата открывается, и она начинает циркулировать по большому кругу.

В V-образных двигателях ЗИЛ-130 (рис. 1б) жидкость через приливы 23 корпуса насоса подается в раструбы рубашки охлаждения левого и правого рядов цилиндров и далее через полость 26 впускного трубопровода и термостата 10 поступает в радиатор 16, а затем – к насосу. Одновременно из полости трубопровода по гибкому шлангу 24 жидкость также поступает в рубашку охлаждения компрессора, а по шлангу 25 возвращается в насос.

Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей жидкости при входе в водяную рубашку должна быть в переделах 75–80°, а при выходе из неё – 85–95°.

Температуру охлаждающей жидкости контролируют с помощью дистанционных магнитоэлектрических термометров, состоящих из указателей 5 (рис. 1а) и встроенных в систему охлаждения датчиков 6.