Реферат на тему система охолодження

Обновлено: 04.07.2024

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости охлаждения, нагреваясь за счет тепла, образующегося в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в полость охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается водяным насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува радиатора воздухом.
Отдельные детали системы охлаждения соединены трубками и прорезиненными шлангами. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата, жалюзи или путем автоматического включения или выключения вентилятора.

Содержание

Введение
3
Назначение, устройство системы охлаждения
4
Заключение
8
Список литератур

Вложенные файлы: 1 файл

Дипломная работа;назначение и устройство системыохлаждения.docx

Система охлаждения двигателя — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наивыгоднейшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

При сгорании топливовоздушной смеси выделяется значительное количество тепла, способного вывести из строя агрегаты двигателя. При перегреве подвижные элементы расширятся, поршни заклинит в цилиндрах, а многие детали будут изогнуты или просто сломаны.

На изучаемых двигателях применяют систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В качестве теплоносителя применяют воду или специальные незамерзающие смеси — антифризы или тосолы.

К системе жидкостного охлаждения относятся: полость охлаждения блока и головок цилиндров, радиатор, водяной насос, вентилятор, жалюзи, термостат, водораспределительная труба, патрубки, шланги, сливные краники.

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости охлаждения, нагреваясь за счет тепла, образующегося в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в полость охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается водяным насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува радиатора воздухом.

Отдельные детали системы охлаждения соединены трубками и прорезиненными шлангами. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата, жалюзи или путем автоматического включения или выключения вентилятора.

Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей лишней теплоты и передачи её окружающему воздуху. В результате этого создается определённый температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается, т.е. рабочий цикл протекает нормально.
На двигатели ЗИЛ-130 приняты жидкостная система охлаждения закрытого типа с предельной циркуляцией охлаждающей жидкости от водяного насоса.
Наивыгоднейший тепловой режим работы двигателя создается при температуре охлаждающей жидкости 80 –95 градусов Цельсия и обеспечивается системой охлаждения двигателя. Охлаждающая жидкость в систему охлаждения двигателя заливается через горловину верхнего бака радиатора, закрываемый пробкой.

Полная емкость системы охлаждения двигателя с отопительным и пусковым подогревателем 29 л., а без них 26 л. Выпуск охлаждающей жидкости необходимо обязательно осуществлять через три крана. Два сливных крана одной рубашки охлаждения установлены на правом и левом рядах блока цилиндров и один сливной кран радиатора установлен на отводящих патрубке радиатора. Привод к каналам дистанционный, его осуществляют специальными тягами.

Принцип действия системы охлаждения

Система охлаждения должна быть полностью заполнена охлаждающей жидкостью. Если жидкости недостаёт 5-7 % от ёмкости системы, может прекратиться её циркуляция, что при низких температурах приводит к образованию наледи, а при высоких температурах к перегреву двигателя.

Для контроля температурного состояния системы в рубашке охлаждения впускного трубопровода установлен датчик указателя температуры охлаждающей жидкости.

Охлаждающая жидкость из радиатора поступает по нижнему патрубку в водяной насос из которого по двум раструбам и поступает в правую и левую рубашки охлаждения блока цилиндров. А рубашке охлаждения жидкость поднимается вверх и по каналам, проходящим у выпускных клапанов, поступает в рубашки охлаждения головок цилиндров, из которых горячая жидкость проходит в рубашку впускного труба провода и нагревает его, обеспечивая лучшие условия смесеобразования. Далее жидкость проходит через клапан термостата и по выпускному патрубку и его шлангу возвращается в радиатор, где нагретая жидкость охлаждается.

Радиатор и жалюзи

Радиатор состоит из нижнего и верхнего бачков, сердцевины, патрубков, горловины с пробкой и пароотводной трубки.

Радиатор, расположенный на раме впереди двигателя, крепят на резиновых подушках с пружинами. Он охлаждается встречным потоком воздуха, а вентилятор, установленный между радиатором и двигателем, усиливает этот поток.

Наиболее распространенны трубчатые и пластинчатые радиаторы.

У трубчатых сердцевина образованна несколькими рядами латунных трубок пропущенных через горизонтальные пластины увеличивающие поверхность охлаждения и предающие радиатору жесткость.

У пластинчатых сердцевина состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных между собой по краям гофрированных пластин.

Верхний бачек радиатора (кроме КамАЗа) имеет заливную горловину и пароотводную трубку. Горловина радиатора герметически закрывается пробкой имеющей два клапана.

Жалюзи (металлические створки), установленные перед радиатором, позволяют водителю регулировать поток воздуха, проходящий через радиатор. При прогреве двигателя и движение в холодное время жалюзи прикрывают, чтобы обеспечить наиболее выгодную температуру охлаждающей жидкости.[приложение №2]

Пробка радиатора закрывается герметично, что уменьшает потери воды от испарения или расплескивания. Паровой клапан предохраняет систему, и особенно радиатор, от разрыва и выпучивания: он открывается, когда вода закипает и давление в системе достигает 1,25 кгс/см 2 (125 кН/м 2 ). Воздушный клапан предотвращает смятие радиатора при охлаждении (конденсации паров воды). При разрежении 0,8 кгс/см 2 (80 кН/м 2 ) он открывается и в радиатор поступает воздух. В герметично закрытую систему охлаждения не нужно часто доливать воду, это уменьшает отложение накипи на стенках рубашки головки и блока цилиндров и теплопередачу стенок не ухудшает.

У автомобиля КАМАЗ и Газ-24 в системе охлаждения имеется расширительный бачок, позволяющий охлаждающей жидкости изменить объем при расширении или охлаждении.[приложение №3].

Вентилятор усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора. Ступицу вентилятора крепят на валу водяного насоса, они вместе приводятся во вращение от шкива колен. Вала одним или двумя трапециевидными ремнями. Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, сто способствует увеличению скорости потока воздуха проходящего через радиатор.

Охлаждающая жидкость в системе охлаждения должна прокачиваться до 10 раз в 1 минуту. Для обеспечения циркуляции жидкости в систему охлаждения двигателя ЗИЛ-130 включен укрепленный на переднем торце блока двигателя ЗИЛ-130 центробежный водяной насос с односторонним подводом жидкости.

Вал привода водяного насоса установлен в чугунном корпусе на двух шариковых подшипниках, между которыми находится распорная втулка. Крыльчатка насоса находится на одном валу с вентилятором. Для предупреждения попадания жидкости в корпус подшипников на заднем конце вала в ступице крыльчатки помещен самоподжимный сальник, состоящий из резиновой манжеты с пружиной, обоймы и текстолитовой шайбы, которая плотно прижимается к торцу корпуса насоса.

Охлаждающая жидкость поступает в центр крыльчатки насоса от радиатора по патрубку, и далее от крыльчатки подается под давлением 1,4 – 2,6 кг/см 2 через раструбы в правую и левую группы цилиндров двигателя.

В корпусе подшипников имеются отверстие, через которое при износе деталей сальника жидкость вытекает наружу. Для смазки подшипников в их корпусе имеются масленка и контрольное отверстие для выхода лишнего смазочного материала.[приложение №4].

Термостат установлен на выходе охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения впускного трубопровода двигателя (у двигателя ЗИЛ-645 два термостата, установленных в закрепленной на крышке распределительных шестерен термостатной коробке). В системе охлаждения двигателя ЗИЛ-130 и ЗИЛ-645 применен термостат с твердым наполнителем, состоящим из смеси церезина с медным порошком.

Наполнитель помещен в медном баллоне, закрытом резиновой диафрагмой, упирающейся в резиновый буфер. Сверху буфера установлен шток, соединенный с рычагом, который при помощи пружины удерживается в закрытом положении. При нагревании охлаждающей жидкости до 70 С наполнитель в баллоне начинает плавиться и, расширяясь, поднимает диафрагму вверх.

Давление диафрагмы через буфер и шток передается на рычаг, который открывает заслонку термостата. У двигателя ЗИЛ-645 имеется, помимо основного радиаторного клапана, перепускной клапан, который открыт при прогреве двигателя и закрывается при нагреве жидкости до температуры 78…95 С. При этом открывается основной клапан и жидкость начинает циркулировать через радиатор.

При работе двигателя жидкость из нижнего бачка радиатора через отводящий шланг нагнетается водяным насосом в рубашку охлаждения блока цилиндров и головок блока. При прогреве холодного двигателя патрубок, соединяющий рубашку охлаждения двигателя, перекрыт клапаном термостата и жидкость циркулирует по малому кругу, минуя радиатор и поступая из рубашки охлаждения (включая рубашку охлаждения компрессора пневматического привода тормозов) опять к водяному насосу. При прогреве жидкости открывается клапан термостата, и она начинает циркулировать по большому кругу через радиатор, который обеспечивает необходимый отвод тепла.[приложение №5]

Электротепловой указатель температуры

Температура воды в системе охлаждения контролируют по электротепловому термометру. Он состоит из датчика, установленного в головке блока цилиндров указателя, расположенного на щитке приборов.

У непрогретого двигателя размыкание контактов кратковременно, пластина датчика интенсивно нагревается, и стрелка показывает соответствующую низкую температуру. С увеличением температуры воды контакты разомкнуты длительнее. Стрелка перемещается вправо и указывает более высокую температуру.

В заключении хотелось бы отметить актуальность системы охлаждения в наши дни. Я считаю, что системы охлаждения будут актуальны не только сегодня, но и в будущем. К такому выводу я пришел по причине: - следуя законам механики вечного двигателя, не существует, так как всегда присутствует трение между взаимодействующими деталями, а там где есть трение есть и расширение деталей из-за их нагревания. То есть если даже будут изобретены двигатели, которые не выделяют столько тепла сколько Д.В.С., все ровно система охлаждения (или отвода тепла),на мой взгляд, должна присутствовать.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Охлажда́ющая жи́дкость — жидкость, играющая роль теплоносителя в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания и других машин. Современная Охлаждающая жидкость, также выполняет другие функции, включая предохранение системы охлаждения от коррозионных процессов и накипи, разрыва из-за расширения при замерзании и нагревании, самой жидкости от термохимического разрушения. Обеспечение смазывания насоса системы охлаждения (помпы) и так далее. Охлаждающие жидкости делятся на две большие категории — летние охлаждающие жидкости и зимние (низкозамерзающие) охлаждающие жидкости , также известные как антифризы. Наряду с этим, для придания охлаждающей жидкости низкотемпературных качеств могут использоваться практически все водные растворы неорганических Солей.

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначенная для охлаждения деталей двигателя, в процессе его работы и поддержания нормального температурного, наиболее выгодного теплового режима работы двигателя. Существуют жидкостное охлаждение, воздушное охлаждение и комбинированное охлаждение.

Перегрев двигателя ухудшает количественное наполнение цилиндра горючей смесью, вызывает разжижение и выгорание масла, в результате чего, могут заклинить поршни в цилиндрах и выплавиться вкладыши подшипников.

Переохлаждение двигателя вызывает уменьшение мощности и экономичности двигателя, на холодных деталях конденсируются пары бензина и в виде капель стекают по зеркалу цилиндра, смывая смазку, увеличиваются потери на трения, возрастает износ деталей и возникает необходимость в частой замене масла. А также происходит неполное сгорание топлива, отчего на стенках камеры сгорания образуется большой слой нагара – возможно зависание клапанов.Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей жидкости должна быть 80-95 градусов.


Эксплуатационные неисправности, признаки ,причины и способы их устранения

Нередко возникают неполадки, при которых температура жидкости держится на отметке 0 градусов либо когда она даже при холодной погоде очень быстро достигает красной отметки. Иногда случается, что даже летом стрелка не доходит до значения в 90 градусов. Именно эта температура является рабочей для двигателя внутреннего сгорания. Вы узнаете о том, какие причины возникновения данных неисправностей существуют.

Самая частая причина перегрева :

Зачастую выходит из строя такой элемент, как термостат. Именно он является причиной того, что стрелка находится либо ниже рабочего значения, либо же выше него. Затягивать с устранением данной неполадки не стоит, так как работа двигателя в этом случае ненормальная, следовательно, его ресурс значительно уменьшается. Привести это может к нарушению работы кривошипно-шатунного механизма, поршневой группы, клапанов. Поэтому вы обязаны знать неисправности системы охлаждения двигателя и способы их устранения, чтобы не подвергать мотор перегрузкам.

Решение проблемы: Замена термостата

hello_html_71ff930b.jpg




Очень много тепла отдается охлаждающей жидкостью в радиаторе, следовательно, невозможно прогреть антифриз до рабочей температуры. Происходит нарушение работы в термостате по нескольким причинам. Зачастую это использование антифриза, ресурс которого уже давно выработался. Образуется накипь, которая постепенно оседает на элементах термостата. А далее происходит нарушение работы всех компонентов системы. Аналогичная неисправность может быть вызвана заливкой воды в систему охлаждения двигателя. Поэтому нужно как можно чаще менять в системе жидкость, не лить воду из-под крана. Стоит отметить, что ресурс антифриза - примерно 80-90 тысяч километров.

hello_html_39eb1f7e.jpg

Зачастую перегрев возникает в результате засорения радиатора. В его сотах скапливается очень много мусора, накипи, это препятствует не только продвижению антифриза по каналам, но и уменьшает теплоотдачу. Как было сказано ранее, на отечественных автомобилях термостат заклинивает в положении, когда жидкость циркулирует только лишь по меньшему кругу. При этом она не попадает в основной радиатор. Следовательно, жидкость не успевает отдать тепло, зато она постоянно прогревается в рубашке охлаждения.
Устранение: промыть радиатор охлаждения.

Забивание водяной рубашки:

При заливании не дисцелированной воды в радиатор и блок двигателя может образоваться накипь которая с пустя время скажется на том, что забьются каналы и в радиаторе, и блоке двигателя
после чего двигатель будет грется.

Прочистить можно уксусной кислотой или средством от накипи.

hello_html_7892e16d.jpg



Характеристики и марки применяемых охлаждающих жидкостей

На технике в качестве охлаждающих жидкостей используют три основные жидкости:
- вода
- тосолы
- антифризы

Вода более всего подходит под требования, которыми должны обладать охлаждающие жидкости. Она обладает такими положительными свойствами, как высокие теплоемкость и теплопроводность, скрытая теплота испарения, сравнительно низкая температура кипения, незначительная вязкость. Самое основное – вода дешевая и легкодоступная.

Несмотря на большие преимущества воды, как охлаждающей жидкости, она обладает и существенными недостатками: высокой температурой замерзания и большим коэффициентом объемного расширения при замерзании, склонность к образованию отложений (накипи) в системе охлаждения, которые приводят к нарушению теплового режима двигателя; вызывает коррозию на деталях системы охлаждения. Несмотря на указанные недостатки, вода как охлаждающая жидкость широко применяется при охлаждении двигателей внутреннего сгорания, особенно грузовых автомобилей.
В качестве низкозамерзающих охлаждающих жидкостей используют антифризы марок 40 и 65, тосол А-40, тосол А-65. В последнее время попадаются охлаждающие жидкости марки 30. Расшифровывается название очень просто. Например, охлаждающие жидкости марки 40: цифра 40 показывает температуру замерзания, в состав этой охлаждающей жидкости входит этиленгликоль - 53% и вода 47

Отличия Антифриза от Тосола

Тосол
– вид охлаждающей жидкости, изготовленный отечественными производителями согласно традиционной технологии. В его составе присутствуют этиленгликоль и вода с присадками неорганических кислот. Жидкость предназначается для систем охлаждения отечественных автомобилей и утрачивает свойства после нагревания до 105 о С.

hello_html_576d9861.jpg

Антифриз – жидкость, изготовленная иностранными производителями по карбоксилатной технологии. Помимо воды и этиленгликоля, в ее состав входят присадки на основе солей органических кислот. В сравнении с тосолом он имеет повышенные антикоррозийные, антикавитационные и антипенные свойства. Успешно применяется в системах охлаждения как зарубежных, так и отечественных автомобилей. Темпиратура кипения данной жидкости
115 о С

hello_html_4740412e.jpg

Срок использования тосола – до 40 тыс. км пробега, тогда как антифриз можно использовать без замены до 240 тыс. км.

Можно ли смешивать Тосол и Антифриз

Обе жидкости – тосол и антифриз изготавливаются по разным технологиям, и смешивать их нельзя. Если машина эксплуатировалась с тосолом, и ее владелец принял решение перейти на антифриз, перед новой заливкой система охлаждения полностью очищается от следов старой охлаждающей жидкости.

При смешивании тосола и антифриза между присадками происходит химическая реакция, в результате которой некоторые соединения сворачиваются с выпадением в осадок, которые способны забить каналы и протоки охлаждающей системы. Это приведет к перегреву двигателя и последующему дорогостоящему ремонту из-за перерасхода масла по причине залегания поршневых колец.


Тосол или антифриз нужно применять, исходя из особенностей системы охлаждения конкретного автомобиля, так как разные производители авто используют для ее изготовления различные материалы:

Красный антифриз изготовлен для применения в радиаторах, состоящих из латуни или меди.

Зеленый антифриз подходит радиаторам, состоящим из алюминия и сплавов на его основе.

Тосол лучше использовать на отечественных автомобилях с устаревшими чугунными двигателями.

Техническое обслуживание системы охлаждения

При техническом обслуживании системы охлаждения проверяется заправка охлаждающей жидкостью, отсутствие подтеканий, проверяется и регулируется натяжение приводных ремней вентилятора, проверяются крепление радиатора, работа жалюзи, вентилятор, водяной насос, работа термостата и паровоздушного клапана, периодически удаляется из системы накипи

При Меж-сезонным ТО промывается система охлаждения двигателя. При подготовке к зимнему периоду эксплуатации проверяется работа предпускового подогревателя и отопителя кабины.


Техника безопасности при работе с охлаждающей жидкостью

Охлаждающие жидкости Тосол и Антифриз являются ядовитыми жидкостями, поэтому при работе с ними нужно соблюдать следующие правила безопасности:

Антифриз и Тосол (низкозамерзающие жидкости) следует хранить и перевозить в исправных герметично закрытых емкостях (бочках и потребительской таре).

Перед тем, как налить антифриз или тосол необходимо тщательно очистить тару от твердых осадков, налетов и ржавчины, промыть щелочным раствором и пропарить. В таре не должно быть остатков нефтепродуктов.

Запрещается:

- переливать антифриз или тосол шлангом путем засасывания ртом;

- применять тару из-под антифриза или тосола для перевозки и хранения пищевых продуктов;

- перевозить антифриз и тосола совместно с людьми, животными, пищевыми продуктами.

- Слитый из системы охлаждения двигателя антифриз либо тосол должен быть утилизирован

Движения охлаждающих жидкостей
по водяной рубашке

Помимо главной функции отвода тепла от основных узлов двигателя автомобиля, система охлаждения решает ряд дополнительных задач. Фактически она участвует в работе системы смазки, отопления салона, выхлопа и рециркуляции отработавших газов, турбонаддува и коробки передач. О том, как она устроена, а также в чем заключается принцип работы охлаждающей системы и пойдет речь далее.

Виды систем охлаждения двигателя

Регулирование температуры автомобильного двигателя может осуществляться при помощи охлаждающей жидкости (антифриза, ОЖ) и посредством циркуляции воздуха. Исходя из этого различают три вида систем:

  • Воздушная. Физически представляет собой обдув, благодаря которому происходит вытеснение горячего воздуха из подкапотного пространства в атмосферу. Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным (с использованием вентилятора). В силу низкой эффективности как самостоятельная система практически не применяется.
  • Жидкостная. Представляет собой систему трубчатых контуров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Жидкостное охлаждение может быть принудительным (перекачка насосом), термосифонным (за счет разности в плотности нагретой и охлажденной жидкостей) и комбинированным (охлаждение головки блока цилиндров осуществляется принудительно, а остальные узлы термосифонным принципом). Такая система более эффективна в сравнении с воздушной, но при определенных режимах работы (длительный простой с включенным двигателем, повышенные температуры окружающей среды) может быть недостаточной для качественного охлаждения.
  • Комбинированная. Представляет собой использование и воздушного обдува, и жидкостных контуров.

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

  • Радиатор системы охлаждения. .
  • Малый и большой охлаждающие контуры.
  • Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
  • Датчик температуры.
  • Термостат.
  • Расширительный бачок.
  • Насос (помпа).
  • Радиатор печки.
  • Масляный радиатор (опционально).
  • Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

krugi

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Конструкция радиатора системы охлаждения двигателя

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

  • Сердцевина. Она может быть трубчатой (вертикальные трубки овального или круглого сечения, объединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатой (изогнутые пары пластин, спаянные по краям) и сотовой (спаянные трубки с сечением в виде правильного шестиугольника).
  • Верхний бачок. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для установки шланга, подводящего антифриз. В горловине выполнено отверстие для установки пароотводящей трубки. Последняя имеет паровой клапан, который открывается в случае закипания.
  • Воздушный клапан. Он необходим для наполнения радиатора воздухом после остановки двигателя. Когда охлаждающая жидкость полностью остывает, без подачи дополнительного объема воздуха в системе может возникнуть сильное разрежение, провоцирующее сдавливание трубок.
  • Нижний бачок. Оснащен патрубком для крепления шланга отвода жидкости.
  • Крепления.

Принцип работы радиатора основан на многоуровневой циркуляции воздуха в его сердцевине, что делает снижение температуры охлаждающей жидкости, проходящей через него, более интенсивным.

Наиболее эффективными являются радиаторы пластинчатого типа, но они подвержены быстрому загрязнению, а потому самой популярной конструкцией стали трубчатые.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Температурный датчик ДВС

Температурный датчик позволяет контролировать состояние системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости просто: как правило, он расположен в канале головки блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента снижается, а при ее уменьшении увеличивается. Показатель сопротивления передается на электронный блок управления двигателем. Чтобы при этом данные состояния охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью погружен в нее. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть порядка 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если же отклонения больше допустимых, датчик необходимо заменить.

Проверить автомобиль на наличие неисправностей, в том числе и датчика температуры ОЖ, проще всего при помощи автомобильного диагностического сканера. К примеру, это можно сделать недорогим мультимарочным устройством Rokodil ScanX.

фото 10

После диагностики авто, сканер укажет на имеющиеся коды ошибок. В частности если появились ошибки P0115 — P0119, причина неисправности будет в самом датчике ОЖ, разъеме подключения или проводке. После чего необходимо более детально рассмотреть причину неисправности. Также с помощью Rokodil ScanX можно проверить показания датчика в режиме реального времени. На “холодном” двигателе его показания должны быть примерно равны температуре окружающей среды, а на горячем не превышать 150 ˚С.

В некоторых моделях автомобилей может быть предусмотрено два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а второй представляет собой датчик указателя текущей температуры охлаждающей жидкости.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

Уровень антифриза в расширительном бачке

В роли рабочей жидкости в системах охлаждения изначально применялась дистиллированная или деионизированная вода. Однако для современных двигателей она не обеспечивает нужный диапазон рабочих температур. Помимо этого, она склонна к коррозионной активности в отношении металлов, что снижает срок эксплуатации системы охлаждения. Для устранения этих недостатков в качестве охлаждающей жидкости сегодня применяются составы со специальными присадками (этиленгликоль, ингибиторы коррозии), что повышает характеристики всей системы. Чаще всего используется антифриз, который имеет более низкий порог замерзания.

При возникновении ситуации, когда требуется экстренный долив охлаждающей жидкости, можно использовать обычную чистую воду. Однако для корректной работы системы при первой возможности такой раствор необходимо заменить на качественный антифриз.

Замена охлаждающей жидкости проводится каждые 60-100 тысяч километров пробега. В охлажденном состоянии (при выключенном двигателе) ее количество должно быть на уровне нижнего края патрубка расширительного бачка охлаждающей системы. Для удобства на нем выполнены отметки “Min” и “Max”. Когда количество жидкости ниже минимальной отметки – выполняют долив. Если после работы уровень вновь упал – это свидетельствует о разгерметизации системы.

Значимость системы охлаждения двигателя не вызывает сомнений. А потому стоит регулярно проводить профилактический осмотр ее основных узлов. Это позволит избежать перегрева двигателя и возникновения критических поломок.

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости охлаждения, нагреваясь за счет тепла, образующегося в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в полость охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается водяным насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува радиатора воздухом.
Отдельные детали системы охлаждения соединены трубками и прорезиненными шлангами. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата, жалюзи или путем автоматического включения или выключения вентилятора.

Содержание

Введение
3
Назначение, устройство системы охлаждения
4
Заключение
8
Список литератур

Вложенные файлы: 1 файл

Дипломная работа;назначение и устройство системыохлаждения.docx

Система охлаждения двигателя — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наивыгоднейшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

При сгорании топливовоздушной смеси выделяется значительное количество тепла, способного вывести из строя агрегаты двигателя. При перегреве подвижные элементы расширятся, поршни заклинит в цилиндрах, а многие детали будут изогнуты или просто сломаны.

На изучаемых двигателях применяют систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В качестве теплоносителя применяют воду или специальные незамерзающие смеси — антифризы или тосолы.

К системе жидкостного охлаждения относятся: полость охлаждения блока и головок цилиндров, радиатор, водяной насос, вентилятор, жалюзи, термостат, водораспределительная труба, патрубки, шланги, сливные краники.

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости охлаждения, нагреваясь за счет тепла, образующегося в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в полость охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается водяным насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува радиатора воздухом.

Отдельные детали системы охлаждения соединены трубками и прорезиненными шлангами. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата, жалюзи или путем автоматического включения или выключения вентилятора.

Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей лишней теплоты и передачи её окружающему воздуху. В результате этого создается определённый температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается, т.е. рабочий цикл протекает нормально.
На двигатели ЗИЛ-130 приняты жидкостная система охлаждения закрытого типа с предельной циркуляцией охлаждающей жидкости от водяного насоса.
Наивыгоднейший тепловой режим работы двигателя создается при температуре охлаждающей жидкости 80 –95 градусов Цельсия и обеспечивается системой охлаждения двигателя. Охлаждающая жидкость в систему охлаждения двигателя заливается через горловину верхнего бака радиатора, закрываемый пробкой.

Полная емкость системы охлаждения двигателя с отопительным и пусковым подогревателем 29 л., а без них 26 л. Выпуск охлаждающей жидкости необходимо обязательно осуществлять через три крана. Два сливных крана одной рубашки охлаждения установлены на правом и левом рядах блока цилиндров и один сливной кран радиатора установлен на отводящих патрубке радиатора. Привод к каналам дистанционный, его осуществляют специальными тягами.

Принцип действия системы охлаждения

Система охлаждения должна быть полностью заполнена охлаждающей жидкостью. Если жидкости недостаёт 5-7 % от ёмкости системы, может прекратиться её циркуляция, что при низких температурах приводит к образованию наледи, а при высоких температурах к перегреву двигателя.

Для контроля температурного состояния системы в рубашке охлаждения впускного трубопровода установлен датчик указателя температуры охлаждающей жидкости.

Охлаждающая жидкость из радиатора поступает по нижнему патрубку в водяной насос из которого по двум раструбам и поступает в правую и левую рубашки охлаждения блока цилиндров. А рубашке охлаждения жидкость поднимается вверх и по каналам, проходящим у выпускных клапанов, поступает в рубашки охлаждения головок цилиндров, из которых горячая жидкость проходит в рубашку впускного труба провода и нагревает его, обеспечивая лучшие условия смесеобразования. Далее жидкость проходит через клапан термостата и по выпускному патрубку и его шлангу возвращается в радиатор, где нагретая жидкость охлаждается.

Радиатор и жалюзи

Радиатор состоит из нижнего и верхнего бачков, сердцевины, патрубков, горловины с пробкой и пароотводной трубки.

Радиатор, расположенный на раме впереди двигателя, крепят на резиновых подушках с пружинами. Он охлаждается встречным потоком воздуха, а вентилятор, установленный между радиатором и двигателем, усиливает этот поток.

Наиболее распространенны трубчатые и пластинчатые радиаторы.

У трубчатых сердцевина образованна несколькими рядами латунных трубок пропущенных через горизонтальные пластины увеличивающие поверхность охлаждения и предающие радиатору жесткость.

У пластинчатых сердцевина состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных между собой по краям гофрированных пластин.

Верхний бачек радиатора (кроме КамАЗа) имеет заливную горловину и пароотводную трубку. Горловина радиатора герметически закрывается пробкой имеющей два клапана.

Жалюзи (металлические створки), установленные перед радиатором, позволяют водителю регулировать поток воздуха, проходящий через радиатор. При прогреве двигателя и движение в холодное время жалюзи прикрывают, чтобы обеспечить наиболее выгодную температуру охлаждающей жидкости.[приложение №2]

Пробка радиатора закрывается герметично, что уменьшает потери воды от испарения или расплескивания. Паровой клапан предохраняет систему, и особенно радиатор, от разрыва и выпучивания: он открывается, когда вода закипает и давление в системе достигает 1,25 кгс/см 2 (125 кН/м 2 ). Воздушный клапан предотвращает смятие радиатора при охлаждении (конденсации паров воды). При разрежении 0,8 кгс/см 2 (80 кН/м 2 ) он открывается и в радиатор поступает воздух. В герметично закрытую систему охлаждения не нужно часто доливать воду, это уменьшает отложение накипи на стенках рубашки головки и блока цилиндров и теплопередачу стенок не ухудшает.

У автомобиля КАМАЗ и Газ-24 в системе охлаждения имеется расширительный бачок, позволяющий охлаждающей жидкости изменить объем при расширении или охлаждении.[приложение №3].

Вентилятор усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора. Ступицу вентилятора крепят на валу водяного насоса, они вместе приводятся во вращение от шкива колен. Вала одним или двумя трапециевидными ремнями. Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, сто способствует увеличению скорости потока воздуха проходящего через радиатор.

Охлаждающая жидкость в системе охлаждения должна прокачиваться до 10 раз в 1 минуту. Для обеспечения циркуляции жидкости в систему охлаждения двигателя ЗИЛ-130 включен укрепленный на переднем торце блока двигателя ЗИЛ-130 центробежный водяной насос с односторонним подводом жидкости.

Вал привода водяного насоса установлен в чугунном корпусе на двух шариковых подшипниках, между которыми находится распорная втулка. Крыльчатка насоса находится на одном валу с вентилятором. Для предупреждения попадания жидкости в корпус подшипников на заднем конце вала в ступице крыльчатки помещен самоподжимный сальник, состоящий из резиновой манжеты с пружиной, обоймы и текстолитовой шайбы, которая плотно прижимается к торцу корпуса насоса.

Охлаждающая жидкость поступает в центр крыльчатки насоса от радиатора по патрубку, и далее от крыльчатки подается под давлением 1,4 – 2,6 кг/см 2 через раструбы в правую и левую группы цилиндров двигателя.

В корпусе подшипников имеются отверстие, через которое при износе деталей сальника жидкость вытекает наружу. Для смазки подшипников в их корпусе имеются масленка и контрольное отверстие для выхода лишнего смазочного материала.[приложение №4].

Термостат установлен на выходе охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения впускного трубопровода двигателя (у двигателя ЗИЛ-645 два термостата, установленных в закрепленной на крышке распределительных шестерен термостатной коробке). В системе охлаждения двигателя ЗИЛ-130 и ЗИЛ-645 применен термостат с твердым наполнителем, состоящим из смеси церезина с медным порошком.

Наполнитель помещен в медном баллоне, закрытом резиновой диафрагмой, упирающейся в резиновый буфер. Сверху буфера установлен шток, соединенный с рычагом, который при помощи пружины удерживается в закрытом положении. При нагревании охлаждающей жидкости до 70 С наполнитель в баллоне начинает плавиться и, расширяясь, поднимает диафрагму вверх.

Давление диафрагмы через буфер и шток передается на рычаг, который открывает заслонку термостата. У двигателя ЗИЛ-645 имеется, помимо основного радиаторного клапана, перепускной клапан, который открыт при прогреве двигателя и закрывается при нагреве жидкости до температуры 78…95 С. При этом открывается основной клапан и жидкость начинает циркулировать через радиатор.

При работе двигателя жидкость из нижнего бачка радиатора через отводящий шланг нагнетается водяным насосом в рубашку охлаждения блока цилиндров и головок блока. При прогреве холодного двигателя патрубок, соединяющий рубашку охлаждения двигателя, перекрыт клапаном термостата и жидкость циркулирует по малому кругу, минуя радиатор и поступая из рубашки охлаждения (включая рубашку охлаждения компрессора пневматического привода тормозов) опять к водяному насосу. При прогреве жидкости открывается клапан термостата, и она начинает циркулировать по большому кругу через радиатор, который обеспечивает необходимый отвод тепла.[приложение №5]

Электротепловой указатель температуры

Температура воды в системе охлаждения контролируют по электротепловому термометру. Он состоит из датчика, установленного в головке блока цилиндров указателя, расположенного на щитке приборов.

У непрогретого двигателя размыкание контактов кратковременно, пластина датчика интенсивно нагревается, и стрелка показывает соответствующую низкую температуру. С увеличением температуры воды контакты разомкнуты длительнее. Стрелка перемещается вправо и указывает более высокую температуру.

В заключении хотелось бы отметить актуальность системы охлаждения в наши дни. Я считаю, что системы охлаждения будут актуальны не только сегодня, но и в будущем. К такому выводу я пришел по причине: - следуя законам механики вечного двигателя, не существует, так как всегда присутствует трение между взаимодействующими деталями, а там где есть трение есть и расширение деталей из-за их нагревания. То есть если даже будут изобретены двигатели, которые не выделяют столько тепла сколько Д.В.С., все ровно система охлаждения (или отвода тепла),на мой взгляд, должна присутствовать.


Назначение и классификация систем охлаждения
Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.
Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.
Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.
Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).

По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:
— принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
— термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
— комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.

Устройство системы охлаждения

Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ).

В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.
ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.
Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ.

Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые.

Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.
В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.
В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.
В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору.

Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.
Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок.

В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.

Насос ОЖ

В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит термостат.

Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.
Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ — рубашка охлаждения — термостат — насос.
Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан.

Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров.

Основные неисправности системы охлаждения

Внешними признаками неисправностей системы охлаждения является перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя возможен в результате следующих причин: недостаточное количество ОЖ, слабое натяжение или обрыв ремня насоса ОЖ, невключение муфты или электродвигателя вентилятора, заедание термостата в закрытом положении, отложение большого количества накипи, сильное загрязнение наружной поверхности радиатора, неисправность выпускного (парового) клапана пробки радиатора или расширительного бачка, неисправность насоса ОЖ.
Заедание термостата в закрытом положении прекращает циркуляцию жидкости через радиатор. В этом случае двигатель перегревается, а радиатор остается холодным. Недостаточное количество ОЖ возможно в случае ее утечки или выкипания. Если уровень ОЖ понизился в результате выкипания – следует долить дистиллированной воды, если жидкость вытекла – доливается антифриз. Открывать пробку радиатора или расширительного бачка можно только когда ОЖ достаточно остынет (10-15 минут после остановки двигателя). В противном случае находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и причинить ожоги. Вытекание жидкости происходит через неплотности в соединениях патрубков, трещин в радиаторе, расширительном бачке и рубашке охлаждения, при повреждении сальника насоса ОЖ, пробки радиатора или повреждении прокладки головки блока цилиндров. При эксплуатации автомобиля необходимо следить не только за уровнем, но и за состоянием антифриза. Если его цвет становится рыже-бурым, значит, детали системы уже коррозируют. Такой антифриз подлежит немедленной замене.
Переохлаждение двигателя может происходить из-за заедания термостата в открытом положении, а также при отсутствии утеплительных чехлов в зимнее время. Если закрытая система охлаждения негерметична, то повышенное давление в ней не создается и двигатель не прогревается до рабочей температуры. А раз двигатель не прогревается, ЭБУ постоянно обогащает смесь. Таким образом, негерметичная система охлаждения увеличивает расход топлива. Систематическая работа двигателя на обогащенной смеси приводит к разжижению масла, увеличению нагарообразования, быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора.

Выбор антифриза

Читайте также: