Система охлаждения

Рис. 2.48. Схема жидкостной системы охлаждения двигателей ЗМЗ-402 и УМЗ-4215:
I — с одним отопителем;
II — с двумя отопителями и электронасосом (для фургонов с двумя рядами сидений и автобусов);
1 — расширительный бачок;
2 — термостат;
3 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;
4 — радиатор;
5 — сливная пробка (кран) радиатора;
6 — вентилятор;
7 — ремень привода вентилятора;
8 — ремень привода насоса охлаждающей жидкости;
9 — насос охлаждающей жидкости;
10 — сливной кран блока цилиндров;
12 — электронасос системы отопления;
11; 13 — кран отопителя;
14 — радиатор дополнительного отопителя;
15, 16 — радиатор основного отопителя;
Термостат
17 — основной клапан термостата;
18 — байпасный клапан

Во время работы двигателя внутреннего сгорания происходит большое выделение тепла (температура газов в камере сгорания в момент воспламенения смеси доходит до 2 500 °С). В процессе сгорания происходит интенсивный нагрев цилиндров, поршней, головки блока и других деталей. На нагрев деталей двигателя расходуется около 20–35 % энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Перегрев вызывает снижение мощности двигателя, большое температурное расширение металлических деталей, масло на многих движущихся деталях двигателя выгорает, что может привести к заклиниванию поршней в цилиндрах, обгоранию клапанов, выплавлению подшипников и последующей аварии двигателя, поэтому излишки тепла нужно принудительно отводить от нагретых деталей — другими словами, двигатель нужно охлаждать. При охлаждении двигателя необходимо учитывать, что при изменении режимов его работы, частоты вращения и нагрузки происходит изменение интенсивности нагрева. Чрезмерное переохлаждение двигателя также нежелательно, потому что это приводит к ухудшению топливной экономичности и повышенному износу движущихся деталей двигателя из-за того, что присадки в масле «работают» только при достижении определенной температуры. Следовательно, двигатель должен иметь систему охлаждения, которая бы поддерживала оптимальный тепловой режим.
Тепло от нагретых частей двигателя можно принудительно отводить потоком воздуха или жидкости. Существуют две системы охлаждения ДВС: воздушная и жидкостная. Воздушная система охлаждения успешно применяется в двигателях мопедов, мотоциклов, газонокосилок и сравнительно маломощных двигателях автомобилей. Двигатели с воздушной системой охлаждения легче, компактнее и проще в обслуживании.
На автомобилях наибольшее распространение получили системы жидкостного охлаждения. По сравнению с системами воздушного охлаждения, они обеспечивают более равномерное и эффективное охлаждение и являются менее шумными. Кроме того, жидкостная система охлаждения дает возможность создать простую и эффективную систему отопления салона автомобиля.
В современных двигателях с жидкостной системой охлаждения применяются антифризы — жидкости с низкой температурой замерзания. Большинство антифризов представляет собой смесь воды с этиленгликолем. Кроме этих двух составляющих, в состав антифриза входят различные присадки:антикоррозионные, антипенные и др.
Блок цилиндров и головка блока двигателя с жидкостной системой охлаждения имеют каналы для прохода охлаждающей жидкости. Такой канал называется рубашкой охлаждения.
Рубашка охлаждения соединяется эластичными патрубками с радиатором, который служит для охлаждения нагретой жидкости и является теплообменником. В нем тепло от жидкости передается воздуху, проходящему через сердцевину радиатора. Рубашкаохлаждения и радиатор заполняются охлаждающей жидкостью через заливную горловину, закрывающуюся пробкой. В пробке имеются специальные клапаны, через которые система охлаждения сообщается с атмосферой. Такая система называется закрытой. Взакрытойсистемеохлажде- нияподдерживаетсяизбыточноедавление(до100кПа). Оптимальнымтемпературнымрежи- момдвигателяявляетсятакой, прикоторомтемператураохлаждающейжидкостинаходится впределах80–110°С. Повышенноедавлениевсистемеохлажденияподнимаеттемпературу кипениядо120°С, вследствиечегопроисходитменьшеевыкипаниежидкости. Антифризыменяютсвойобъемприизменениитемпературы:принагреванииобъемуве- личивается, априохлажденииуменьшается. Длякомпенсациитемпературногоизменения объемаслужитрасширительныйбачок, подключаемыйксистемеохлаждения. Приработедвигателяохлаждающаяжидкостьпринудительноциркулируетвсистемеохлаж- денияспомощьюнасоса, которыйприводитсявдействиеотколенчатоговалаилиотэлектро- двигателя. Охлаждающаяжидкостьсоприкасаетсяснагретымистенкамицилиндровиголовка- миблока, послечегопоступаетврадиатор. Движениевоздухачерезрадиаторобеспечивается встречнымнапоромпридвиженииавтомобиляипринудительноспомощьювентилятора. Длятогочтобысистемаохлажденияобеспечивалаоптимальныйтемпературныйрежим ибыстрыйпрогревдвигателяпослепуска, вконтурциркуляциижидкостивключаютспеци- альноеустройство—термостат. Втермостатеимеетсяклапан, управляемыйтеплочувстви- тельнымэлементом. Покажидкостьвсистемеохлажденияхолодная, клапантермостатазакрытижидкость циркулируетпотакназываемомумаломукругуциркуляции—отнасосапорубашкеохлаж- дения, минуярадиатор. Посколькужидкостьнепопадаетврадиаторинеохлаждаетсявнем, онабыстронагревается. Когдатемпературажидкостиподнимаетсядооптимальной, клапан термостатаоткрываетсяижидкостьначинаетпроходитьчерезрадиаториохлаждатьсявнем (большойкругциркуляции). Проходноесечениетермостатаизменяетсяприизменениитем- пературы, иэтодаетвозможностьвопределенныхпределахавтоматическирегулировать температурныйрежимдвигателя.

Назад

Блок цилиндров и головка блока двигателя с жидкостной системой охлаждения имеют каналы для прохода охлаждающей жидкости. Такой канал называется рубашкой охлаждения.