Общее устройство и работа жидкостной системы охлаждения

Теплоту в двигателях отводят двумя способами: жидкостью (жидкостная си­стема охлаждения) или воздухом (воз­душная система охлаждения). Эти си­стемы поглощают 25 — 35% теплоты, выделяющейся во время сгорания топ­лива. Температура охлаждающей жид­кости, находящейся в головке блока ци­линдров, должна быть равна 80 — 95 °С. Такой температурный режим является оптимальным. Он обеспечивает нор­мальную работу двигателя и не должен меняться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузки двига­теля. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80 — 120 С (минимальная) в конце впуска до 2000 — 2200 "С (максимальная) в конце сгорания смеси.

Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя и они расширяются. Масло на цилин­драх и поршнях выгорает, их трение и скорость изнашивания возрастают. От чрезмерного расширения деталей проис­ходит заклинивание поршней в цилин­драх двигателя, в результате чего он может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных явлений, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.

Однако чрезмерное охлаждение дви­гателя также отрицательно сказывается на его работе. При переохлаждении на стенках цилиндров конденсируются пары топлива (бензина),

которые смы­вают смазочный материал, разжижают масло в картере. В этих условиях проис­ходит интенсивное изнашивание порш­невых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя. Нормальная работа системы охлаждения способствует получению на­ибольшей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.

Большинство двигателей имеет жид­костные системы охлаждения. Распро­странение получили закрытые системы охлаждения с принудительной циркуля­цией жидкости. В данных системах вну­треннее пространство только периоди­чески сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах повышается температу­ра кипения охлаждающей жидкости, уменьшается ее вскипание и образова­ние накипи. Жидкость подается в двига­тель насосом под давлением. Интенсив­ность циркуляции жидкости и обдув радиатора воздухом зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Открытые системы охлаждения на авто­мобильных двигателях не применяются.

Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения показана на рис. 45. Система охлаждения автомобильного двигателя состоит из водяной рубашки 16, радиатора /, вентилятора 24, термостата 9, насоса с крыльчаткой 17, отводящего 8 и подводящего 18 па­трубков, ремня 23 привода вентилятора, датчика 13 указателя температуры жид­кости, сливных кранов 15 и 21 и других деталей. Вокруг цилиндров двигателя и головки блока имеется пространство с двойными стенками (водяная рубашка или водяная полость), где циркулирует охлаждающая жидкость.

Рис. 45.

Схема жидкостной системы охлаждения двигателя:

/ — радиатор; 2 — верхний бачок; 3 — пробка

радиатора; 4 — контрольная трубка;

5 — верхний патрубок радиатора; 6 и 19 —

резиновые шланги; 7 — перепускной шланг;

8 и 18 — соответственно отводящий и подводящий

патрубки; 9 — термостат; 10 — отверстие;

// — головка блока; /2— водораспределительная

трубка; 13 датчик указателя температуры

жидкости; 14 — блок цилиндров; 15 и 21 —

сливные краны; 16 — водяная рубашка:

17 — крыльчатка водяного центробежного

насоса; 20 — нижний патрубок радиатора;

22 — нижний бачок радиатора; 23 ~ ремень

привода вентилятора; 24 — вентилятор

Во время работы двигателя охла­ждающая жидкость нагревается и пода­ется водяным насосом в радиатор, где она охлаждается, а затем снова поступает в рубашку блока цилиндров. Для на­дежной работы двигателя необходимо, чтобы охлаждающая жидкость постоян­но циркулировала по замкнутому кругу двигатель — радиатор — двигатель. Жидкость может циркулировать по малому кругу, минуя радиатор (непрогретый двигатель, термостат закрыт), или по большому кругу, поступая в ра­диатор (прогретый двигатель, термо­стат открыт). Направление движения охлаждающей жидкости показано на рис. 45 стрелками.

Водяная рубашка 16 двигателя со­стоит из рубашки блока цилиндров и рубашки головки блока, соединенных между собой отверстиями в прокладке между головкой и блоком. Крыльчатка 17 водяного центробежного насоса и вентилятор приводятся в действие клиновидным ремнем 23. При вращении крыльчатки насоса охлаждающая жид­кость нагнетается в водораспредели­тельную трубку 12, расположенную в головке блока. Через отверстия К) в трубке жидкость направляется к па­трубкам выпускных клапанов, благода­ря чему охлаждаются наиболее на­гретые части головки блока и цилин­дров. Нагретая охлаждающая жидкость поступает в верхний отводящий патру­бок 8. Если термостат 9 закрыт, то по перепускному шлангу 7 жидкость снова поступает к центробежному насосу. При открытом термостате охлаждающая жидкость проходит в верхний бачок 2 радиатора, охлаждается, протекая по трубкам, и поступает в нижний бачок 22 радиатора. Охлажденная в радиаторе жидкость по нижнему подводящему па­трубку 18 подводится к насосу.