Насоси системи охолодження 5 страница

 

Принцип роботи радіатора

 

Повітря, що засмоктується вентилятором та проходить через радіатор, охолоджує серцевину з трубками та пластинами, а також і охолоджувальну рідину, яка протікає трубками.

Ефективність охолодження залежить від кількості повітря, що проходить через радіатор і регулюється положенням жалюзі або включенням чи виключенням вентилятора.

Засмоктування повітря та проходження через радіатор може здійснюватися вентилятором з приводом від шківа колінчастого вала, або електровентилятором, який керується датчиком температури і дозволяє в автоматичному режимі відключатися при зниженні температури охолоджувальної рудини, або включатися при підвищенні температури вище визначених показників.

Для регулювання кількості повітря, яке проходить між трубками радіатора перед радіатором встановлені жалюзі або шторка. Для підтримки певного температурного рівня двигуна ручку жалюзі можна встановити на фіксаторі в будь-якому проміжному положенні.

 

Рис. 2.143. Радіатор системи охолодження двигуна автомобіля ЗІЛ

 

Конструкція

 

Верхній бачок з впаяною заливною горловиною, яка закривається пробкою та патрубок для під'єднання гнучкого трубопроводу, який підводить гарячу рідину в радіатор. Збоку заливна горловина має отвір для паровідвідної трубки. Паровідвідна трубка з'єднує радіатор з розширювальним бачком або з навколішним середовищем. В нижній бачок впаяний патрубок відвідного трубопроводу з краном. Верхній та нижній бачки, що з'єднані серцевиною. До верхнього та нижнього бачків прикріплені бокові стійки, які з'єднані пластиною, припаяною до нижнього бачка. Стійки і пластина формують каркас радіатора. Серцевина трубчасто пластинчастого радіатора складається з декількох рядів трубок, впаяних у верхній та нижній бачки. На трубки одягнені тонкі пластини, виготовлені з латуні. Деколи охолоджувальні пластини роблять гофрованими, що значно збільшує площу поверхні охолодження радіатора. Широку гофровану стрічку розміщують між трубками і припаюють до них.

Радіатор з'єднаний із сорочкою охолодження двигуна патрубками.

 

Рис. 2.144. Пробка радіатора системи охолодження двигуна та її робота

 

Призначення

Ізоляція системи охолодження двигуна від навколишнього середовища.

 

Конструкція

 

Корпус, паровий (випускний) і повітряний (перепускний) клапани, пружини.

Принцип дії пробки радіатора

 

У випадку закипання рідини в системі охолодження, тиск пари в радіаторі зростає. При збільшенні тиску до 145-160 кПа відкривається паровий клапан. Система охолодження з`єднується з розширювальним бачком і пар з надлишковою кількістю охолоджувальної рідини виходить з радіатора через паровідвідну трубку. Після зупинки двигуна рідина охолоджується, пар конденсується і в системі має місце розрідження. При зниженні тиску до 1 – 13 кПа відкривається повітряний клапан і охолоджувальна рідина з розширювального бачка заповнює радіатор. Паровий і повітряний клапани попереджують можливе ушкодження радіатора під дією як зовнішнього, так і внутрішнього тиску.

При пошкодженні прокладок система охолодження стає відкритою і вода закипає при 100°С.

У разі відсутності в системі охолодження розширювального бачка, пароповітряний клапан пробки радіатора з'єднує радіатор з навколішним середовищем.

 

Насоси системи охолодження

 

Призначення

Для забезпечення примусової циркуляції охолоджувальної рідини в системі охолодження при роботі та короткотерміново при зупинці двигуна.

 

Класифікація

- За приводом – механічний від шківа (привідних механізмів) колінчатого валу, електричний від електромережі автомобіля.

- За конструкцією: відцентрового типу.

 

Конструкція

Корпус з чавуну, кришка, стальний приводний вал з підшипниками, крильчатка, ущільнюючі пристрої, шків приводу вентилятора.

 

Принцип дії насосів

Насос постійно примушує циркулювати охолоджувальну рідину в системі під час роботи двигуна. Електронасос короткотерміново вмикається при вимиканні двигуна для виключення короблення деталей системи.

 

Рис. 2.145. Насос системи охолодження двигуна V 10TDI та його привід

 

Рис. 2.146. Насос охолоджуючої рідини та вентилятор двигуна автомобіля ЗИЛ-131:

1-ступиця вентилятора; 2-вентилятор; 3-шків; 4-чавунний корпус підшипників; 5-алюмінієвий корпус крильчатки насоса; 6-крильчатка;

7-самопіджимний сальник; 8,9-підшипники.

 

Призначення

 

Створення в системі охолодження примусової циркуляції охолоджувальної рідини.

Конструкція

 

Рідинний насос конструктивно об'єднаний з вентилятором і має загальний привід.

Корпус рідинного насоса двигуна ЗИЛ складається з чавунного корпуса 4, підшипників і алюмінієвого корпусу 5, крильчатки. Вал 10 насоса обертається на двох кульових підшипниках 8 і 9, які забезпечені сальниками для утримування мастильного матеріалу. На одному кінці вала закріплена пластмасова крильчатка 6. В крильчатці встановлений самопідтискний сальник 7, текстолітова шайба якого притискається пружиною до кромки корпуса підшипників. Самопідтискний сальник не дає змоги витіканню рідини із насоса. (Підтікання рідини з контрольного отвору свідчить про несправність самопідтискного сальника.) На другому кінці вала розташована маточина 1 приводу рідинного насоса і вентилятора 2. До маточини прикріплений шків 3.

Привод рідинного насоса і вентилятора здійснюється клинопасовою передачею. Шків колінчастого вала двома пасами з'єднаний зі шківом 3, який приводить у дію рідинний насос і вентилятор.

 

Принцип дії

 

При обертанні вала насоса рідина потрапляє до центра крильчатки, захоплюється її лопастями і під дією відцентрової сили відкидається до корпуса крильчатки і направляється до вихідного патрубка. При частоті обертання колінчастого вала двигуна 3000 об/ хв. подача насоса складає 240 л/ хв.

 

Рис. 2.147. Електронасос системи охолодження

 

Забезпечує інтенсивну тепловіддачу при роботі двигуна з невеликими

обертами та теплообмін на деякий час у системі охолодження при зупинці двигуна.

Вентилятор

Призначення

Створення охолоджувального потоку повітря через радіатор та по поверхні двигуна.

Класифікація:

- За приводом: з механічним, з гідромеханічним, з електричним; з віскозними та електромагнітними муфтами.

- За матеріалом вентилятора: стальний або пластмасовий.

Принцип дії

 

Вентилятор з механічним приводом на багатьох двигунах працює постійно при роботі двигуна. На двигунах з гідромеханічним, електричним приводом та з віскозними і електромагнітними муфтами працює у автоматичному режимі в залежності від температури охолоджувальної рідини.

Термостат

Призначення

 

Регулювання руху потоків рідини у системі охолодження. При встановленні одного термостата, регулюється рух охолоджувальної рідини по малому або великому колу. При застосуванні двох термостатів може регулюватися рух охолоджувальної рідини по кожному ряду циліндрів V-подібного двигуна. В однорядних двигунах може регулюватися рух охолоджувальної рідини та температурний режим в головці блоку циліндрів та рух охолоджувальної рідини та температурний режим у блоку циліндрів.

 

Класифікація:

 

- За наповнювачем: З рідинним та з твердим наповнювачами.

- За способом керування: Некеровані з автоматичним регулюванням в залежності від температури та з електронним керуванням в залежності від температури рідини.

Конструкція

Корпус, циліндр, активна маса (церезин або водний розчин етилового спирту), клапани, шток, пружини, електричний контур з датчиками. У системі охолодження може встановлюватись один або два термостата.

Термостат дозволяє швидко прогріти холодний двигун при запуску, направляючи охолоджуючу рідину по малому колу циркуляції. На автомобільних двигунах застосовують термостати з рідким або твердим наповнювачем. В рідинні термостати заливають легковипарювальну рідину (суміш 70% етилового спирту і 30% води). В якості твердого наповнювача використовується церезин із мідною стружкою, який має великий коефіцієнт об’ємного розширення.

На сучасних двигунах застосовують двоклапанний термостат. Його встановлюють в корпусі відвідного патрубка головки циліндрів.

 

 

Рис. 2.148. Пробка радіатора і термостат двигуна автомобіля

ЗИЛ-131 та їх робота:

 

1-пружина впускного клапана; 2-паровідвідний отвір; 3-заливна горловина;

4-корпус пробки; 5-захисна шайба корпуса пробки; 6-тарілка випускного клапана; 7-випускний клапан; 8-впускний клапан; 9-чашка впускного клапана; 10-стержень випускного клапана; 11-пружина випускного клапана; 12-упорна шайба пружини; 13-стержень впускного клапана; 14-корпус термостата; 15-упорний кронштейн; 16-клапан-заслінка термостата;

17-коромисло заслінки; 18-шток заслінки. 19-повертальна пружина;

20-гумова діафрагма; 21-тверда активна речовина-церезин; 22-балон термостата; 23- кришка; 24-гумовий буфер; 25-напрямна втулка;

26-підводящий шланг до радіатора; 27-верхній випускний патрубок;

28-нижній випускний патрубок.

 

Конструкція

 

На двигунах марки ЗІЛ використовують термостати з твердим наповнювачем. Термостат розміщений між впускним трубопроводом і відвідним патрубком. До корпусу постійно притискається пружиною клапан, шарнірно з’єднаний із штоком. Шток у свою чергу опирається на мембрану, яка затиснута між балоном і напрямною втулкою. Внутрішній простір балона заповнений твердим наповнювачем. Поки двигун не прогрітий, наповнювач в твердому стані і клапан термостату закритий.

 

 

 

Рис. 2.149. Схема роботи термостата:

а – циркуляція рідини по малому колу; б- циркуляція рідини під час початкового відкривання клапана; в- циркуляція по великому колу.

1 – перепускний клапан; 2 – корпус; 3 – поворотна пружина; 4 – осердя;

5 – реактивний штифт; 6 – гумовий буфер; 7 – основний клапан;

8 – гумова діафрагма; 9 – церезин.

Принцип дії

 

Під час прогрівання двигуна після пуску основний клапан 7 закритий, а перепускний 1 — відкритий, i охолоджувальна рідина циркулює по малому колу, минаючи радіатор: від відцентрового насоса в сорочку охолодження й через перепускний клапан 1 термостата назад до насосу. Таким чином, охолоджувальна рідна, циркулюючи тільки сорочкою охолодження, швидко нагрівається й прогріває двигун. По мірі нагрівання охолоджувальної рідини церезин в осерді термостата починає плавитися і, розширюючись, відтискає диафрагму 8, передаючи через буфер 6 зусилля на штифт 5. Останній, упираючись у корпус, переміщує осердя 4 з клапанами вниз, вікриваючи основний клапан i прикриваючи перепускний.

При цьому нагріта рідина починає частково надходити через основний клапан 7 у радіатор, а частково – через перепускний до насосу. Коли рідина прогріється до температури 90...94⁰С, основний клапан повністю відкривається, а перепускний – закривається. В цей час циркуляція рідини відбуватиметься по великому колу через радіатор.

Принцип дії термостата двигуна автомобіля ЗіЛ: При підвищенні температури рідини в системі до 70°С і більше, об’єм наповнювача збільшується, так як церезин плавиться й натискає на мембрану. Вона вигинається вверх, тисне через буфер на шток, який повертає клапан, внаслідок чого охолоджувальна рідина поступає в радіатор. Повне відкриття клапану термостата відбувається при прогріві охолоджувальної рідини до температури 83...85°С. При зниженні температури рідини об’єм наповнювача зменшується і клапан термостата під дією пружини закривається.

 

Рис. 2.150. Вузол термостата системи охолодження двигуна V10TDI

 

Електротермостат з електронним блоком керування перерозподіляє потоки охолоджуючої рідини між великим та малим контурами. Керується блоком керування двигуном в залежності режиму роботи двигуна. Дозволяє узгоджувати рівень охолоджуючої рідини з режимом роботи двигуна, що знижує витрати палива, рівень викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами.

 

Рис. 2.151. Електротермостат системи охолодження двигуна V10TDI

 

 

Рис. 2.152. Електротермостат з електронним керуванням

 

Електронне керування термостатом дозволяє автоматично узгодити рівень температури охолоджуючої рідини з поточним режимом роботи двигуна.

 

2.12. Система підготовки двигуна до запуску

Призначення

 

Розігрівання охолоджуючої рідини та мастила перед

запуском двигуна в умовах низьких температур оточуючого повітря.

 

Класифікація:

 

1. Системи підігріву охолоджуючої рідини та мастила.

2. Системи підготовки повітря та пальної суміші.

 

Конструкція систем підігріву охолоджуючої рідини та мастила

 

Котел, паливний бачок, електровентилятор, переключатель вентилятора, електромагнітний клапан, пульт керування, трубопроводи, направляючий кожух.

 

Конструкція систем підготовки повітря та паливної суміші

Електрофакельне обладнання (термостарт) складається з реле включення електрофакельного обладнання, термореле, електромагнітний клапан відкриття подачі палива, факельних свічок.

Спеціальні обладнання з використанням ефірних рідин складаються з емкостей для ефіру, насоса, трубопроводів та форсунок у впускних трубопроводах.

Передпусковий підігрівач охолоджуючої рідини та мастила

 

 

Рис. 2.153. Передпусковий підігрівач охолоджувальної рідини та масла:

 

1-паливний бак; 2-заливна горловина; 3-паливний кран; 4-пульт керування;

5-гвинт регулювання подачі пального; 6- паливний насос; 7-перемикач вентилятора; 8-вмикач підігрівача; 9-спіраль розжарювання; 10-свічка розжарювання; 11-вентилятор; 12-потік повітря; 13-охолоджувальна рідина у підігрівачі; 14-магістраль руху відпрацьованих газів; 15-направлення відпрацьованих газів для нагрівання мастила у картері двигуна.

Перед запуском двигуна котел, який з'єднаний патрубками із сорочкою системи охолодження двигуна 16, заповнюється низькозамерзаючою рідиною. Перевіряється наявність палива в паливному бачку, при необхідності пальне доливається і відкривається краник для подачі пального до електромагнітного клапана. Завдяки пульту керування, в якому заходиться вмикач 8, свічки розжарювання і контрольна спіраль 9, подається напруга на електромагнітний клапан - він відкривається і пальне потрапляє в камеру згорання котла підігрівача. Кількість пального регулюється регулювальним гвинтом 5.

Одночасно напруга подається на електромотор вентилятора, що забезпечує подачу повітря через завихрювач 12 в камеру згорання підігрівача і на свічку розжарювання і починається процес горіння паливної суміші. Гарячі гази проходять через газоводи котла і нагрівають охолоджувальну рідину. При виході з котла через газовідвідний патрубок 14 гарячі гази завдяки кожуху 15 направлені на піддон картера 18, що забезпечує підігрів моторного мастила перед запуском двигуна. Нагріта охолоджувальна рідина внаслідок конвекції потрапляє в сорочку холодження двигуна, нагріває стінки циліндрів і по трубопроводах повертається в котел.

Якщо система охолодження заправлена водою, то перед тривалою стоянкою при низьких температурах воду необхідно із системи злити. Для цього використовують зливний кран 17.

 

 

Рис. 2.154. Робота котла передпускового підігрівача автомобіля ЗИЛ-131

Рис. 2.155. Робота передпускового підігрівача охолоджуючої

рідини двигуна автомобіля ЗИЛ-131:

1-трубопровід відведення гарячої рідини; 2- рубашка підігрівання рідини;

2-камера циркуляції гарячих газів.; 4- канал проходження гарячих газів;

5- корпус підігрівача; 6- свічка запалювання; 7- паливоподаючий трубопровод; 8- заливний трубопровод; 9- вентилятор; 10- корпус нагнітача повітря; 11- направляючі; 12- футеровка; 13- камера згоряння; 14- випускний трубопровод відпрацьованих газів; 15- тяга закриття крана; 16- кран зливання охолоджувальної рідини; 17- трубопровод підведення холодної рідини.

 

Пусковий підігрівач - рідинного типу. Працює на автомобільному бензині. Ємність бака - 2 л, витрата пального - 2 кг/год, теплова продуктивність - 14000 ккал/год. Час прогрівання двигуна перед запуском, при температурі оточуючого повітря мінус 30° - 25 хв.

Перед запуском двигуна з водою у системі охолодження, закривають жалюзі, відключають масляний радіатор і на облицювання водяного радіатора надівають утеплювальний чохол. Після цього відкривають пробку радіатора і зливний кран радіатора. Закривають кран 16, ручкою пульта керування вмикають електродвигун вентилятора 9, поставивши її у положення I, і вимикають вентилятор. Заливають 1.5 л води в лійку котла 5, відкривають кран паливного бачка і ручку пульта на 15-20 секунд перемикають у положення II. У цьому положенні відкриється електромагнітний клапан і паливо трубопроводом 7 подається в камеру згорання 13, де футировка 12 просякнута бензином. Переключивши ручку пульта в положення 0, вмикають свічку розжарювання 6 (до розжарення контрольної спіралі). При цьому відбудеться запалювання бензину в камері згорання і буде чути "вихлоп".

Після "вихлопу" ручку пульта повертають у положення II і, коли котел буде стійко працювати, вимикач виключають. Після запуску підігрівача (1-2 хв після запуску підігрігрівача) через лійку заливають 6-8 л води в сорочку охолодження двигуна і прогрівають до появи пари із наливної горловини радіатора. Якщо колінчастий вал легко прокручується, переводять ручку пульта у положення I при закритому крані паливного бачка. Горіння в котлі припиняється. Вентилятором 9 проводиться продування котла. Двигун запускають стартером; закривають кран радіатора. Прогрівши двигун доливають до рівня воду в радіатор і в розширювальний бачок. Рух автомобіля починають коли двигун прогріється до температури 60-70°С.