Система вентиляции картера

При работе двигателя из камер сгорания часть газов проходит через кольца в картер. В картере образуются картерные газы, содержащие горючую смесь, отработавшие газы и масляный туман. Газы выходят под большим давлением, и картер приходится соединять с атмосферой – вентилировать.

Применяется специальная система вентиляции картера, показанная на рис.6,д). Она предназначена для отвода картерных газов. Система обеспечивает снижение расхода масла, топлива и загрязнения окружающей среды.

Картерные газы выходят через резиновый шланг 1 и поступают в маслоотделитель 7. Капли масла осаждаются на сетке 6, масло по шлангу 2 подается в нижнюю часть карбюратора 3 и засасывается двигателем в камеры сгорания. В нижней части карбюратора предусмотрено калиброванное отверстие, ограничивающее количество проходящих с маслом газов, чтобы не снижать разряжение. Основная часть картерных газов (без масла) подается через шланг 5 в воздушный фильтр 4, где они смешиваются с воздухом и затем поступают в карбюратор. Сетка 6 одновременно служит пламегасителем – не допускает прорыва пламени в картер при вспышке смеси в карбюраторе.

Система охлаждения

Система охлаждения обеспечивает охлаждение двигателя и автоматически поддерживает оптимальный его тепловой режим.

На нагрев двигателя расходуется 20…35% теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Если ее не отводить, то двигатель перегреется. Если двигатель не прогрет, то ухудшается смазка деталей, увеличивается расход топлива и снижается мощность двигателя. Снижение мощности приводит к возникновению опасных ситуаций в транспортном потоке и способствует образованию ДТП. Для охлаждения двигателей применяется закрытая система жидкостного охлаждения. Двигатели с воздушным охлаждением применяются редко (мотороллеры, мотоциклы и др.).

В системе применяется специальная не замерзающая охлаждающая жидкость, называемая антифризом. Широко используется антифриз, называемый тосолом. Он состоит из смеси воды с двухатомным спиртом – этиленгликолем. Тосол при замерзании не расширяется, двигатель не разрушается. Если тосол чрезмерно разбавлен водой, то при замерзании жидкость не расширяется. В тосол добавляют присадки, улучшающие смазывающие и антикоррозионные его свойства. Тосол ядовит. Разбавлять водой тосол не следует. Это приводит не только к интенсивному износу насоса. При низкой температуре жидкость замерзает в соединительных патрубках и закипает в двигателе.

Принципиальная схема системы охлаждения показана на рис.7,А). Для охлаждения двигателя в блоке и головке блока предусмотрены каналы. По ним циркулирует жидкость, и они образуют рубашку 11 охлаждения. Рубашка соединяется патрубками 8 и 15 с радиатором 2. Радиатор предназначен для отвода теплоты окружающему воздуху. На радиаторе установлена пробка 5 и сливной кран 1. Для отвода пара и жидкости при ее кипении предусмотрена трубка 4. Перед радиатором установлены жалюзи 3, с помощью которых регулируется количество воздуха, подаваемого на радиатор. Насос 14 обеспечивает непрерывную циркуляцию жидкости. Для автоматического регулирования температуры применяется термостат 10. Вентилятор 6 обеспечивает принудительный поток воздуха через радиатор. Его вращение организовано с помощью муфты 7.

При низкой температуре двигателя клапан термостата закрыт, и жидкость циркулирует по малому кругу охлаждения: из рубашки в насос и затем снова в рубашку. При увеличении температуры клапан термостата открывается, часть жидкости поступает в

Рис. 7. А) Схема системы охлаждения;

В) Система охлаждения автомобиля ВАЗ-2101;

С) Радиатор двигателя автомобиля ГАЗ-53А

большой круг охлаждения: из рубашки через клапан термостата через патрубок 8 в радиатор, где охлаждается, возвращается через патрубок 15 к насосу, и подается в рубашку. При увеличении нагрузки на двигатель клапан термостата открывается больше, и через радиатор циркулирует большее количество жидкости. Температура охлаждающей жидкости контролируется датчиком и отражается указателем 13 на щитке приборов.

На рис.7,В) показана система охлаждения двигателя АЗ-2101.

Для хранения жидкости предусмотрен расширительный бачок 5. В бачок через пробку заливается жидкость. При нагревании тосол расширяется, жидкость и пар выходят через горловину 3 радиатора через шланг 4 в бачок. Объем бачка рассчитан на расширение, поэтому при доливке его нельзя полностью заполнять жидкостью.

В рубашку 10 включены каналы блока и головки двигателя, а также каналы впускного коллектора. Через впускной коллектор в двигатель подается горючая смесь, приготовленная карбюратором. Канала коллектора используются для его подогрева, чтобы обеспечить надежную работу двигателя при низкой температуре.

Термостат 2 обеспечивает циркуляцию жидкости по малому кругу (рубашка, насос, рубашка) и большому кругу (рубашка, радиатор 1, патрубок 12, клапан термостата, рубашка). Жидкость подается насосом 11. Вал насоса и вентилятора приводится во вращение с помощью ременной передачи. Ремень охватывает шкив на коленчатом валу и шкив на валу насоса, шкив на генераторе. Генератор используется для натяжения ремня.

В системе применяется радиатор 9 отопителя салона. Жидкость подается в радиатор через кран 8. На нагрев салона расходуется значительное количество теплоты. Это позволяет использовать отопитель для дополнительного охлаждения двигателя в экстренных случаях: например, движение в транспортном потоке с низкой скоростью (пробка).

В системе нет жалюзи, поэтому в зимнее время перед радиатором устанавливают ограничивающие чехлы.

На рис.7,С) показана конструкция радиатора автомобиля ГАЗ-53А. Он изготавливается из большого числа тонкостенных медных трубок, между которыми проходит воздух. Верхние концы трубок выведены в верхний бачок 6, и нижние – в нижний бачок 3. В верхнем бачке располагается пробка радиатора 7. Она соединена с бачком горловиной 8. В нижнем бачке установлен сливной кран 2. Радиатор подсоединяется к двигателю патрубками 1 и 9. Перед радиатором устанавливаются жалюзи 5. В зимнее время жалюзи закрываются с помощью ручки 4, расположенной в кабине. За радиатором расположен экран 11, улучшающий циркуляцию воздуха, создаваемую вентилятором.

На радиаторе применяется пробка 5 (рис.8,С), содержащая два клапана: паровой и воздушный. С помощью парового клапана в системе охлаждения поддерживается избыточное давление 45…55 кПа. При избыточном давлении повышается температура кипения воды до 120 °С. Это позволяет уменьшить кипение жидкости и снизить ее расход. Увеличивается температура жидкости в радиаторе, увеличивается интенсивность охлаждения. Это позволяет уменьшить размеры радиатора.

Давление пара передается на паровой клапан 3. Клапан открывается тогда, когда сила давления на клапан превысит силу пружины 4. При открывании клапана пар (и жидкость) выходит в расширительный бачок. При охлаждении двигателя давление снижается. Чтобы исключить разрушение атмосферным давлением трубок радиатора и патрубков, применяется воздушный клапан 2. При разряжении пружина 1 сжимается, в систему входит воздух или жидкость из расширительного бачка.

В системе охлаждения применяется водяной насос центробежного типа, показанный на рис.8, А). Вал 10 насоса приводится во вращение от шкива 3. На валу располагаются вентилятор 2 и крыльчатка насоса 6. Вал вращается на подшипниках 8 и 9. Шкив 3 соединен с валом ступицей 1. При вращении крыльчатки жидкость поступает в ее середину, захватывается лопастями и под действием центробежных сил отбрасывается в стороны. В корпусе 5 насоса имеется улитка (выходное отверстие), через которую жидкость подается в рубашку двигателя.

Рис. 8. А) Водяной насос двигателя ЗИЛ-130;

В) Термостат двигателя ЗИЛ-130;

С) Паровой а) и воздушный б) клапаны радиатора

Конструкция термостата отражена на рис.8,В. Он устанавливается в соединении патрубка 8 с кронштейном двигателя. К патрубку подходит шланг от радиатора. Термостат имеет клапан 7 (или заслонку) и рабочий элемент. Рабочий элемент состоит из баллона 1 и штока 11. В баллоне располагается твердый наполнитель. Он представляет собой смесь церезина с медным порошком, которая при нагревании расширяется, и прогибает мембрану 3. Мембрана перемещает вверх шток 11. Для рабочего элемента применяются также жидкие наполнители. Шток 11 открывает клапан при температуре жидкости 70 °С, а при температуре 83 °С клапан полностью открывается. Термостат изменяет количество жидкости, подаваемой в радиатор, и автоматически регулирует температуру двигателя.