Устройство и работа системы охлаждения

 

Температура при работе двигателя в среднем составляет 800…900° С, а при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателей достигает 2500° С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может привести к заклиниванию поршней в цилиндре, обгоранию головок клапанов, выгоранию смазки, выплавлению вкладышей подшипников и другим неисправностям. Жидкостная или воздушная система охлаждения служит для необходимого поддерживания в двигателе определенного теплового режима. В системе охлаждения температура охлаждающей жидкости на всех режимах работы двигателя должна поддерживаться в пределах 87...102° С.

Система охлаждения имеет следующие основные элементы: рубашка охлаждения двигателя, центробежный насос, трубо­проводы, радиатор, вентилятор, расширительный бачок, термо­стат и датчик с указателем температуры охлаждающей жид­кости (рис.6.1).

Рассмотрим принцип действия жидкостной системы охлаждения. При пуске холодного двигателя термосиловой элемент 11 термостата 13 (см.рис.6.1) находится в крайнем левом положении, при котором основной клапан 12 закрыт, а перепускной 15 открыт. При работе двигателя крыльчатка центробежного насоса 9, при­водимая во вращение через ременную передачу от шкива колен­чатого вала, захватывает охлаждающую жидкость из патрубка 10 и нагнетает ее в рубашку 8 блока и головки цилиндров двигате­ля 7. При этом жидкость отнимает излишнее тепло от нагретых частей, нагревается сама и через открытый перепускной кла­пан 15 термостата 13 снова поступает к насосу, т. е. цирку­ляция происходит по «малому кругу», минуя радиатор (см. стрелки I), что ускоряет нагрев двигателя.

Термосиловой элемент 11 термоста­та по мере прогрева двигателя нагревается и перемещает клапаны вправо, постепенно закры­вая перепускной 15 и открывая основной 12 клапаны. При этом циркуляция жидкости будет происходить, как и преж­де, по «малому кругу» и одновременно частично по «большому кругу» через радиатор 1 по патрубкам 4 и 14.

Необходимый тепловой режим двигателя поддерживается следующим образом. Перепускной клапан полностью за­кроется, когда двигатель полностью прогреется и температура жид­кости достигнет 85...95° С. В это время откроется основной клапан, и циркуляция жидкости будет происходить только по «большому кругу» (см. стрелки II) в сле­дующей последовательности: от насоса 9 в рубашку 8 блока и головки цилиндров по патрубку 4 в верхний бачок радиатора, че­рез сердцевину (по трубкам) в нижний бачок 16, и охлажден­ная при помощи вентилятора 5, по патрубку 14, через открытый клапан 12 термостата, по патрубку 10 снова к насосу.

 

 

Рис.6.1. Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения двигателя:

I – циркуляция жидкости по малому кругу; II – циркуляция жидкости по большому кругу; 1– радиатор; 2 – заливная горловина с пробкой; 3 – расширительный бачок; 4, 10, 14 – патрубки; 5 – вентилятор; 6 – цилиндр; 7 – двигатель 8 – рубашка охлаждения блока и головки цилиндров; 9 – центробежный насос; 11 – термосиловой элемент; 12 – основной клапан; 13 – термостат; 15 – перепускной клапан; 16 – нижний бачок радиатора

 

Для компенсации измене­ний объема жидкости в результате работы двигателя служит расширительный бачок 3.

На двигателе автомобиля ВАЗ-2105 система охлаждения жид­костная, закрытая, с принудительной цикруляцией охлаждающей жидкости. Она содержит следующие элементы: рубашка 2 (рис.6.2) охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор 3, расширительный бачок 1, центробежный насос 5, вентилятор 4, термостат 6, соединительные патрубки и шланги, сливные пробки, датчик и указатель температуры охлаждающей жидкости.

Рис.6.2. Система охлаждения ВАЗ-2105: 1 – расширительный бачок; 2 – рубашка охлаждения; 3 – радиатор; 4 – вентилятор; 5 – центробежный насос системы охлаждения; 6 – термостат; 7 – патрубок отвода жидкости из отопителя; 8 – патрубок подвода жидкости из головки цилиндров в отопитель

Радиатор представляет собой два латунных бачка (нижний и верхний), припаянных к сердцевине. Бачки соединены патрубками, верх­ний бачок имеет заливную горловину с пробкой. Сердцеви­на радиатора изготовлена из латунных трубок 1 (рис.6.3,а), соединяющих верхний и нижний бачки, и стальных пластин 2, увеличивающих поверхность охлаждения.

Пробкой 6 закрывается заливная горловина 5 (см.рис.6.3,б) радиатора и соединяется шлангом 7 с расширительным бач­ком 1 (см.рис.6.2). Пробка радиатора имеет выпускной 3 и впускной 4 клапаны, через которые радиатор сообщается с расширительным бачком.

Для предохранения от разрушения радиатора и патрубков выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе охлаждения до 0,5 кгс/см², и жидкость или пар отводятся из радиатора в расширительный бачок.

Клапан впускного бачка открывается при разрежении 0,01 кгс/см², и в радиатор поступает жидкость из расширительного бачка, что предотвращает сдавливание трубок сердцевины радиатора под действием атмосферного давления.

 

Рис.6.3. Сердцевина (а) и пробка (б) радиатора автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич»: 1 – трубки; 2 – стальные пластины; 3 – выпускной клапан; 4 – впускной клапан; 5 – горловина радиатора; б – корпус пробки; 7 – патрубок к расширительному бачку

Центробежный насос охлаждающей жидкости обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения. Он имеет корпус, в котором установ­лен вал 3 (рис.6.4) на шариковом подшипнике 9. На заводе подшипник заполняется смазкой Литол-24 и в дальнейшем не сма­зывается. На передний конец вала напрессована ступица 11 шки­ва 10, а на задний – крыльчатка 5.

Для уплотнения заднего конца вала на выходе его из корпуса служит самоуплотняющийся сальник с уплотнительной шай­бой 4, изготовленной из графитовой композиции, по поверхности которой скользит своим торцом крыльчатка. Внутри корпуса саль­ника находится резиновая манжета и разжимная пружина, прижимающая торцы манжеты к корпусу и к уплотнительной шайбе.

Привод насоса осуществляется трапециевидным ремнем от шкива коленчатого вала. Этим же ремнем осуществляется при­вод генератора.

Вентилятор 4 (см.рис.6.2) четырехлопастный пласт­массовый служит для создания направленного потока воздуха через сердцевину радиатора, в результате в нем происходит охлажде­ние жидкости. К ступице вала центробежного насоса болтами крепятся лопасти вентилятора вместе с приводным шкивом. Вентилятор снабжен специальным кожухом, прикрепляемым к радиатору для увеличения эффективности работы.

Аналогично устроена система охлаждения двигателя автомо­биля «Москвич-2140», а на автомобиле ВАЗ-2108 она имеет некоторые конструктивные особенности.

 

Рис.6.4. Центробежный насос охлаждающей жидкости ВАЗ-2105: 1 – стопорный винт подшипника; 2 – крышка корпуса; 3 – вал насоса; 4 – опорная уплотнительная шайба неразборного самоуплотняющегося сальника; 5 – крыльчатка; 6 – приемный патрубок; 7 – приемное отверстие отопителя салона кузова; 8 – окно подачи жидкости в рубашку блока цилиндров; 9 – двухрядный шариковый подшипник; 10 – шкив; 11 – ступица шкива

 

Разборной радиатор состоит из двух вертикальных пласт­массовых бачков 2 и 6 и сердцевины, изготовленной из ребрис­тых алюминиевых пластин 4 и горизонтальных трубок 3 (рис.6.5). В левом бачке имеется перегородка для улучшения циркуляции жидкости и теплоотдачи. Заливная горловина распо­ложена на расширительном бачке. В пробке расширительного бачка помещаются два клапана:

- выпускной (паровой) клапан открывается при избыточном давлении в системе охлаждения 0,2 кгс/см² и выпускает пары в атмосферу;

- впускной клапан (воздушный) открывается при понижении давления в системе до 0,97...0,87 кгс/см² (разрежение) вслед­ствие остывания или слива жидкости и пропускает в систему ат­мосферный воздух.

Для предупреждения образования паровых пробок верхний патрубок бачка шлангом постоянно соединен с патрубком радиатора. Нижний патрубок бачка шлангом соединяется с дополнительным патрубком термостата.

Датчик 4 установлен в бачке радиатора, и в зависимости от температуры охлаждающей жид­кости, которая поддерживается в пределах 85...95⁰ С, автоматически включает и выключает электродвигатель в бачке радиатора. Вентилятор 9 (см.рис.6.5) приводится от электродвигателя 10.

Рис.6.5. Система охлаждения ВАЗ-2108: 1 – расширительный бачок; 2 – левый бачок радиатора; 3– алюминиевые трубки; 4 – охлаждающие пластины сердцевины; 5 – датчик включения электровентилятора; 6 – правый бачок радиатора; 7 – сливная пробка; 8 – сердцевина радиатора; 9 – кожух электровентилятора; 10 – крыльчатка электровентилятора; 11 – электродвигатель; 12 – насос охлаждающей жидкости

Охлаждающие жидкости представляют собой смесь технического этиленгликоля и дистиллированной воды с темпера­турой замерзания соответственно минус 40 и 65° С (Тосол А-40 или Тосол А-65). При этой температуре жидкость превращается не в лед, а в густую массу, не вызывающую повреждений радиатора и блока цилиндров двигателя.

Охлаждающие жидкости не склонны к вспениванию, отложению накипи и испарению, но являются ядовитыми. При попадании их в организм человека может произойти тяже­лое отравление, поэтому их нельзя отсасывать ртом через шланг. После работы с ними надо хорошо мыть руки с мылом, не допускать попадания жидкости на окрашенную поверхность кузова во избежание порчи окраски. Жидкость хранят в закупоренной чистой пластмассовой или стеклянной посуде.