Устройство приборов системы охлаждения. Система охлаждения устройство
Устройство приборов системы охлаждения | Системы охлаждения автомобиля
Радиатор состоит из верхнего 1 и нижнего 4 бачков, трубок 2, пластин 3, сливного крана 5, верхнего 7 и нижнего 6 патрубков, заливной горловины 9, пароотводной трубки и пробки 10.
Верхний и нижний бачки радиатора чаще всего делаются из латуни и соединяются между собой латунными трубками, концы которых впаиваются в бачки. К этим трубкам, чтобы увеличить поверхность охлаждения, припаиваются тонкие горизонтальные охлаждающие пластины. Верхний и нижний бачки радиатора снабжены патрубками для соединения с рубашкой охлаждения двигателя.
В верхнем бачке радиатора имеется горловина, через которую заливают жидкость в систему охлаждения.
Охлаждающая жидкость поступает в радиатор через верхний (входной) патрубок и возвращается к двигателю через нижний (выходной) патрубок.
Рис. Радиатор: 1 — верхний бачок; 2 — трубки; 3 — пластины; 4 — нижний бачок; 5 — кран; 6 — нижний патрубок; 7 — верхний патрубок; 8 — прокладки; 9 — заливная горловина; 10 — пробка
В заливную горловину впаян один конец пароотводной трубки, а другой конец ее выведен вниз под радиатор. Через пароотводную трубку удаляется избыток жидкости при расширении ее от нагревания и паров, образующихся в верхнем бачке радиатора. Горловина закрывается пробкой, имеющей крышку 3, паровой клапан 2 с уплотнительной шайбой 1 и пружиной 5 и воздушный клапан 4 с пружиной 6. Вследствие такого устройства пробки внутренняя полость системы охлаждения отъединяется от пароотводной трубки и, следовательно, от окружающей атмосферы.
Внутреннее давление в системе охлаждения, таким образом, ограничивается паровым и воздушным клапанами и при работе двигателя поддерживается несколько выше атмосферного, в результате чего температура кипения воды в замкнутой системе охлаждения становится выше 100° С.
Рис. Пробка заливной горловины радиатора: 1 — уплотнительная шайба; 2 — паровой клапан; 3 — крышка; 4 — воздушный клапан; 5 — пружина парового клапана; 6 — пружина воздушного клапана
Паровой клапан при избыточном давлении в пределах 0,1-0,3 кг/см2 открывается, что предотвращает вздутие и разрыв бачков и трубок радиатора. При этом паровой клапан 2, преодолевая сопротивление пружины 5, приподнимается, пар проходит внутрь корпуса пробки, а затем через отверстия в корпусе и пароотводную трубку в атмосферу.
Воздушный клапан 4 открывается, отгибая пружину 6 при падении давления в системе охлаждения ниже атмосферного. При этом атмосферный воздух через пароотводную, трубку, отверстие в корпусе пробки и воздушный клапан поступает во внутреннюю полость системы охлаждения, устраняя в ней разрежение.
Таким образом, воздушный клапан предотвращает сплющивание бачков и трубок радиатора атмосферным давлением, когда давление в системе охлаждения падает из-за остывания двигателя и превращения водяных паров в жидкость.
Для большей прочности радиатора к обоим его краям припаяны боковины. Радиатор вставлен в рамку, при помощи которой он крепится впереди двигателя. Чтобы обеспечить небольшое смещение, которое необходимо при возможных перекосах рамы (несущего кузова) автомобиля, под болты, крепящие радиатор, устанавливаются резиновые подушки или пружины.
Патрубки бачков радиатора соединяются с патрубками двигателя гибкими резино-тканевыми шлангами, которые закрепляются на патрубках стяжными хомутами. Вследствие этого радиатор и двигатель могут несколько смещаться один относительно другого без нарушения соединения.
Рис. Водяной насос: а — в сборе; б — детали насоса; 1 — самоуплотняющийся сальник; 2 — крыльчатка; 3 — вал; 4 — корпус
Жалюзи 6 устанавливаются впереди радиатора и служат для изменения интенсивности охлаждения радиатора потоком воздуха.
Жалюзи представляют собой пластины, укрепленные вверху и внизу шарнирно, управляют ими при помощи рукоятки из кабины водителя. Если рукоятка вдвинута, то жалюзи открыты и не препятствуют прохождению воздуха через радиатор. Если вытянуть рукоятку на себя, то жалюзи закрываются и резко ограничивают поток воздуха, просасываемый вентилятором через радиатор.
Водяной насос центробежного типа служит для принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения. Он устанавливается на переднем торце или сбоку блока цилиндров двигателя.
Основные части насоса: корпус 4, вал 3 с крыльчаткой 2 и самоуплотняющийся сальник 1.
При вращении крыльчатки охлаждающая жидкость, отбрасываемая центробежной силой от центра крыльчатки к стенкам корпуса насоса, через выходное отверстие направляется в рубашку охлаждения двигателя. В корпус насоса жидкость засасывается из нижнего бачка радиатора.
Попадание воды через зазор между валом 3 и корпусом 4 предотвращается самоуплотняющимся сальником 1, установленным в выточке переднего торца крыльчатки.
У большинства двигателей водяной насос вместе с вентилятором приводится в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала.
Вентилятор служит для усиления потока воздуха, охлаждающего радиатор.
Вентилятор имеет четыре—шесть лопастей. Лопасти крепятся на ступице под некоторым углом к плоскости вращения, что обеспечивает тягу потока воздуха во время работы вентилятора. Ступица вентилятора монтируется на конце валика водяного насоса или на валу, вращающемся в специальном кронштейне на передней стенке блока. Вентилятор приводится во вращение клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала.
Термостат помещается в выходном патрубке головки блока цилиндров. Он служит для ускорения прогрева охлаждающей жидкости после запуска двигателя и автоматической регулировки интенсивности циркуляции жидкости в зависимости от ее температуры.
Рис. Устройство и работа термостата: а — циркуляция охлаждающей жидкости при закрытом клапане термостата; б — циркуляция охлаждающей жидкости при открытом клапане; 1 — гофрированный баллон; 2 — запорный клапан
Термостат представляет собой закрытый тонкостенный гофрированный баллон 1, одно дно которого закреплено неподвижно, а другое соединено со штоком запорного клапана 2. Гофрированный баллон наполнен легкоиспаряющейся жидкостью, пары которой при нагревании расширяются и, преодолевая упругость стенок, удлиняют баллон и перемещают клапан.
При температуре охлаждающей жидкости, выходящей из головки блока цилиндров, ниже 65—68° С клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость через радиатор не циркулирует. В этом случае жидкость циркулирует по малому кругу: насос — рубашка охлаждения — термостат — насос (рис. а).
По мере нагревания жидкости клапан термостата начинает открываться и жидкость, продолжая циркулировать по малому кругу, одновременно поступает в радиатор. При полном открытии клапана, что происходит при температуре жидкости около 80—85° С, отверстия в стенках корпуса термостата перекрываются и жидкость циркулирует по большому кругу: насос — рубашка охлаждения — радиатор — насос (рис. б).
ustroistvo-avtomobilya.ru
Назначение и принцип работы системы охлаждения
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Устройство и работа двигателя
Назначение и принцип работы системы охлажденияСистема охлаждения служит для принудительного отвода от цилиндров двигателя тепла и передачи его окруячающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызывается тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренних деталей двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.
Система охлаждения может быть воздушной или жидкостной.
При воздушной системе охлаждения (рис. 1, а) тепло от цилиндров двигателя передается непосредственно обдувающему их воздуху. Для этого с целью увеличения поверхности теплоотдачи на цилиндрах и головке делают охлаждающие ребра, изготовляемые путем отливки. Цилиндры окружены металлическим кожухом. Через образовавшуюся воздушную рубашку просасывается с помощью вентилятора воздух, охлаждающий двигатель. Вентилятор приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала.
Воздушная система охлаждения получила применение лишь на двигателях небольшой мощности. Достоинством такой системы является простота устройства, некоторое снижение веса двигателя и удобство обслуживания. Для’более мощных двигателей применение воздушной системы охлаждения встречает ряд трудностей ввиду необходимости отвода большого количества тепла и обеспечения равномерности охлаждения всех нагревающихся точек двигателя.
В систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока, радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами, водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.
Водой заполняются водяные рубашки головки и блока, патрубки и радиатор. При работе двигателя приводимый от него в действие водяной насос создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания и охлаждает двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом,
который просасывается между трубками вращающимися лопастями вентилятора. Охлаяеденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.
В некоторых двигателях с верхними клапанами вода от насоса принудительно направляется только в рубашку головки, седел и патрубков выпускных клапанов, и далее по отводящему патрубку отводится в радиатор. Охлаждение цилиндров при этом производится водой, циркулирующей в ее рубашке вследствие наличия разности температур воды в водяной рубашке блока и головки. Более нагретая вода из водяной рубашки блока вытесняется более холодной водой, поступающей из водяной рубашки головки, чем обеспечивается естественная — конвекционная циркуляция воды (термосифонная). При таком охлаждении условия работы цилиндров двигателя улучшаются.
Термостат, установленный в верхнем водяном патрубке, регулирует циркуляцию воды через радиатор, поддерживая наивыгоднейшую ее температуру.
В V-образных карбюраторных двигателях общий водяной насос, соединенный нижним патрубком с радиатором и установленный на одном валу с вентилятором, нагнетает воду по двум патрубкам и водораспределительным каналам в водяные рубашки обеих секций блока. Нагретая вода отводится от головок по каналам, обычно отлитым в верхней крышке блока, и через общий термостат и верхний патрубок поступает обратно в радиатор. На дизелях компоновка элементов системы охлаждения несколько видоизменена.
В зависимости от способа соединения полости системы охлаждения с атмосферой принудительная система охлаждения делится на два типа —открытую и закрытую. В открытой системе полость верхнего бачка радиатора постоянно сообщается с атмосферой. В закрытой системе охлаждения, получившей применение на всех автомобилях, полость бачка может сообщаться с атмосферой только через специальный паровоздушный клапан.
Рис. 1. Схемы систем охлаждения двигателей
Читать далее: Устройство элементов жидкостной системы охлаждения
Категория: -
Устройство и работа двигателя
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Общее устройство и принцип действия воздушная система охлаждения
Обратная связь
ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
Как определить диапазон голоса - ваш вокал
Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
Целительная привычка
Как самому избавиться от обидчивости
Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
Тренинг уверенности в себе
Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"
Натюрморт и его изобразительные возможности
Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.
Как научиться брать на себя ответственность
Зачем нужны границы в отношениях с детьми?
Световозвращающие элементы на детской одежде
Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия
Как слышать голос Бога
Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)
Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.
Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.
Лабораторная работа
Тема: "Система охлаждения"
Цель работы: изучить назначение и устройство основных элементов и приборов систем охлаждения поршневых двигателей внутреннего сгорания
Назначение и основные требования. Мощностные, ресурсные и экономические показатели поршневых ДВС, при прочих равных условиях, зависят от температурного режима, имеется оптимальный диапазон темлератур 90…105° С, при котором двигатель развивает максимальную мощность, а расход топлива минимален.
В результате сгорания рабочей смеси в цилиндрах выделяется большое количество тепла, вызывающее интенсивный нагрев деталей двигателя. Перегрев стенок цилиндров и камер сгорания, поршней и клапанов, т.е. работа двигателя при повышенном тепловом режиме, приводит к следующим основным отрицательным явлениям:
· вязкость смазочного масла уменьшается, в связи с чем оно плохо удерживается в зазорах трущихся пар, что приводит к увеличению износов и снижению срока службы;
· коэффициент наполнения цилиндра уменьшается, что приводит к снижению мощности;
· возрастает опасность детонации из-за преждевременного воспламенения рабочей смеси;
· возможно заклинивание поршня в гильзе.
Переохлаждение двигателя, т.е. работа при пониженном тепловом режиме, также приводит к ряду отрицательных явлений:
· смазка загустевает, силы трения возрастают, износы повышаются, мощность снижается;
· условия смесеобразования ухудшаются, поэтому расход топлива увеличивается;
· происходит конденсация паров топлива в камере сгорания и разжижение масла в картере;
· в дизелях переохлаждение двигателя приводит к засмолению поршневых колец.
Для обеспечения работы двигателя в наиболее благоприятном, оптимальном, тепловом диапазоне необходимо 25…30% тепла, выделяющегося при сгорании топлива, принудительно отводить в окружающую среду. Для этой цели служит система охлаждения.
Поскольку тепловое состояние двигателя существенно влияет на его показатели (мощность, экономичность, надежность, долговечность) к системе охлаждения предъявляются высокие требования, главные из них:
· поддерживать оптимальный тепловой режим двигателя при работе в разнообразных климатических зонах и при различных нагрузках;
· расходовать для своей работы минимум мощности двигателя;
· иметь простую конструкцию;
· не требовать больших трудозатрат при техническом обслуживании и ремонте.
Типы систем охлаждения
В автотракторных двигателях внутреннего сгорания применяются два типа систем охлаждения – жидкостная и воздушная.
При воздушной системе охлаждения оребренные наружные поверхности блока цилиндров и головки омываются мощным потоком воздуха, создаваемым вентилятором, т.е. отводимое тепло передается непосредственно окружающей среде.
В двигателях с жидкостной системой охлаждения тепло от нагретых деталей передается промежуточному теплоносителю – охлаждающей жидкости.
В автотракторных двигателях преимущественное распространение получила жидкостная система охлаждения, однако в последнее время прослеживается тенденция к более широкому применению воздушной системы, которая имеет ряд существенных достоинств:
· простота конструкции;
· проще обслуживание – отпадает потребность в охлаждающей жидкости, очистке от накипи и устранении течи;
· исключается опасность размораживания двигателя. Вместе с тем воздушная система охлаждения имеет и недостатки:
· неравномерное охлаждение цилиндров в многоцилиндровых двигателях;
· трудно обеспечить оптимальное охлаждение при переменной нагрузке;
· повышенная тепловая напряженность стенок цилиндров, что приводит к понижению коэффициента наполнения;
· повышенный шум двигателя.
Современные системы воздушного охлаждения не могут полностью обеспечить нормальное, тепловое состояние всех деталей двигателя главным образом из-за неравномерности их охлаждения, в связи с чем, несмотря на эксплуатационные преимущества, на лесотранспортных машинах применяются исключительно двигатели жидкостного охлаждения.
Благодаря тому, что жидкий теплоноситель обладает в 20…25 раз большей, чем воздух, теплопроводностью, жидкостные системы охлаждения обеспечивают необходимую интенсивность отвода тепла и достаточно равномерное температурное поле охлаждаемых деталей. Жидкостные системы охлаждения отработаны достаточно хорошо и обеспечивают работу двигателей в оптимальном тепловом диапазоне на большинстве режимов.
Наряду с этим решающим достоинством и широким применением, жидкостная система охлаждения имеет и значительные недостатки:
· сложность конструкции: большое количество различных патрубков, шлангов и уплотнений, которые могут давать течь и требуют постоянного наблюдения;
· сложность обслуживания, особенно в зимнее время;
· потребность в жидком теплоносителе.
В качестве теплоносителя в жидкостных системах охлаждения чаще всего используется вода. Основным недостатком воды как теплоносителя является высокая температура замерзания, что вызывает опасность размораживания двигателя (объем воды при замерзании увеличивается значительно – на 9%).
В связи с этим в зимнее время в северных и восточных районах применяют вместо воды специальные жидкости, замерзающие при низких температурах (антифризы и тосолы). Лучшие антифризы – водные растворы этиленгликоля, к которым для предотвращения коррозии добавляют антикоррозийные присадки:
· декстрин (растворимый крахмал), защищающий от разрушения свинцовооловянистые припои, алюминий и медь;
· динатрийфосфат для защиты черных металлов и латуни;
· молибденовый натрий против коррозии цинковых и хромовых покрытий деталей системы охлаждения.
Отечественная промышленность изготовляет этиленгликолевые антифризы марок 40 и 65 и тосолы (Тосол А, Тосол-40, Тосол-65) с температурой замерзания двух последних -40 и -65°С. Ценным свойством антифриза, предохраняющим двигатель от размораживания, является то, что при полном замерзании его объем увеличивается всего лишь на 0,25%.
В зависимости от факторов, вызывающих циркуляцию охлаждающей жидкости, различают три вида жидкостного охлаждения: термосифонную, смешанную и принудительную. В термосифонной системе циркуляция теплоносителя основана на разности удельных масс жидкости, нагретой в водяной рубашке и охлажденной в радиаторе. В смешанной системе термосифонная циркуляция усиливается центробежным насосом. В принудительной системе циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется исключительно за счет работы центробежного насоса, приводимого от коленчатого вала двигателя.
Наибольшее применение в автотракторных двигателях получила принудительная система, т.к. благодаря интенсивной циркуляции охлаждающей жидкости емкость системы в этом случае невелика.
Жидкостные системы охлаждения могут быть открытые и закрытые. В открытой системе охлаждающая жидкость постоянно соединяется через пароотводящую трубку с атмосферой. Недостатки открытой системы:
· большое испарение и расход воды;
· увеличенное отложение накипи и ухудшенный отвод тепла от нагретых деталей.
Общее устройство и принцип действия жидкостной системы охлаждения
На рис. 1. показана схема жидкостной системы охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (воды).
Рис. 1. Схема жидкостной принудительной закрытой системы охлаждения: 1 – жалюзи; 2 – сердцевина радиатора; 3 – водяной насос; 4 – вентилятор; 5 – верхний бачок радиатора; 6 – пробка радиатора с паровоздушным клапаном;. 7 – верхний патрубок; 8 – перепускной патрубок; 9 – термостат; 10 – водяная рубашка головки; 11 – водяная рубашка блока цилиндров; 12 – термометр; 13 –датчик термометра; 14 –сливной краник; 15 – нижний патрубок; 16 – нижний бачок радиатора
Водяная рубашка блока цилиндров 11 и головки блока 10, радиатор и патрубки через заливную горловину заполнены водой. Вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания работающего двигателя и, нагреваясь, охлаждает их. Центробежный водяной насос 3 нагнетает воду в рубашку блока цилиндров, из которой нагретая вода поступает в рубашку головки блока и затем по верхнему патрубку 7 вытесняется в радиатор. Охлажденная в радиаторе вода по нижнему патрубку 15 возвращается к насосу 30
Циркуляция жидкости в зависимости от теплового состояния двигателя изменяется с помощью термостата 9. При температуре охлаждающей жидкости ниже 70…75°С основной клапан термостата закрыт. В этом случае жидкость не поступает в радиатор (циркулирует по малому контуру через патрубок 8), что способствует быстрому прогреву двигателя до оптимального теплового режима. При нагревании термочувствительного элемента термостата до 70…75°С основной клапан термостата начинает открываться и пропускает воду в радиатор, где она охлаждается. Полностью термостат открывается при 83…90°С. С этого момента вода циркулирует по радиаторному (большому) контуру. Температурный режим двигателя регулируется также с помощью поворотных заслонок жалюзи 1, путем изменения воздушного потока, создаваемого вентилятором 4 и проходящего через радиатор.
В последние годы наиболее эффективным и рациональным способом автоматического регулирования температурного режима охлаждения является изменение производительности самого вентилятора. Опытные данные показывают, что при работе грузового автомобиля с полной нагрузкой при температуре окружающего воздуха в диапазоне от - 1 до + 27°С фактический расход воздуха, необходимый для поддержания оптимального теплового режима двигателя, составляет в среднем около 40% производительности вентилятора. Поэтому применение автоматического управления вентилятором (как, например, у двигателей автомобилей КамАЗ) позволяет повысить эксплуатационную экономичность двигателя на 5…7%.
В пробке 6 заливной горловины радиатора установлен паровоздушный клапан, который соединяет систему охлаждения с атмосферой при повышении избыточного давления до 0,1 МПа или возникновения разрежения свыше 0,013 МПа.
Вода из системы охлаждения сливается через сливные краники 14, установленные на нижнем патрубке 15 и в нижней части рубашки блока цилиндров.
Элементы и приборы системы водяного охлаждения
Водяная рубашка двигателя образована двойными стенками головки и блока цилиндра. У большинства двигателей вода подводится в верхнюю часть водяной рубашки, где размещена водораспределительная труба, что позволяет более интенсивно охлаждать наиболее нагреваемые участки двигателей и обеспечивать сравнительно одинаковые температурные условия по всей высоте цилиндров.
Радиатор. По устройству сердцевины радиаторы разделяются на две группы: с водяными трубками (трубчатые) и с воздушными трубками (сотовые). Преобладающее применение получили трубчатые радиаторы с медными или латунными оребренными трубками.
Поверхность охлаждения радиатора должна находиться в следующих пределах:
- для двигателей грузовых автомобилей F»(0,30…0,40)×Nе, м2;
- для тракторных двигателей F»(0,30…0,40)×Nе, м2.
Перепад температур воды при входе и выходе из радиатора при принудительной циркуляции составляет 5…10°С.
Паровоздушный клапан служит для сообщения закрытой системы охлаждения с атмосферой. Представляет собой сочетание двух клапанов – парового (выпускного) и воздушного (впускного). Паровой клапан открывается при давлении более 0,120…0,135 МПа (на некоторых моделях при 0,2 Мпа) и перепускает пар в атмосферу. Повышенное давление в системе позволяет повысить температуру кипения воды до 105…108°С и, следовательно, уменьшить парообразование. Если давление в системе находится в пределах от 0,120…0,135 МПа до 0,095…0,098 МПа, оба клапана закрыты. Воздушный клапан открывается при давлении ниже 0,095…0,098 МПа и соединяет систему с атмосферой. Этим трубки радиатора предохраняются от деформации при охлаждении двигателя, когда в системе охлаждения создается вакуум.
Вентилятор. Служит для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Большое распространение получили четырех- и шести лопастные вентиляторы со штампованными лопастями. Привод выполняется обычно клиноременной передачей, и реже – шестеренчатой.
Мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, (кВт)
Nв=(0,03…0,10)×Nе.
Интенсивность охлаждения значительно увеличивается при установке за радиатором направляющего кожуха-диффузора.
Водяной насос. В водяной системе охлаждения применяются одноступенчатые центробежные насосы низкого давления. Они конструктивно просты, имеют небольшие габаритные размеры, обеспечивают высокую производительность.
Конструктивное исполнение и привод насоса зависят от его расположения. При нижнем расположении насос выполняется в самостоятельном агрегате, а привод его осуществляется шестеренчатой передачей. При верхнем расположении насос конструктивно объединяется с вентилятором, имеет общий с вентилятором вал, а привод осуществляется клиноременной передачей.
Верхнее расположение насоса имеет ряд преимуществ: меньшее число сальниковых уплотнений, меньшие масса и потери мощности на привод.
Затраты мощности на привод насоса (кВт)
Nп=(0,005…0,01)×Nе.
Термостат. Этот прибор предназначается для автоматического регулирования температуры охлаждающей воды и ускорения прогрева двигателя в период пуска. Регулирование осуществляется изменением сечения для прохода воды, поступающей из водяной рубашки в радиатор.
Термостаты бывают с жидким наполнителем (сильфонные) и твердым наполнителем (термоклапаны). Последние применяются в закрытых жидкостных системах охлаждения, когда избыточное давление сопоставляет 0,1 МПа и более.
Шторки радиатора. Регулирование интенсивности воздушного потока, проходящего через радиатор, осуществляется поворачивающимися шторками (жалюзи), установленными перед радиатором. Шторки поворачивают вручную системой тяг и рычагов, выведенных в кабину водителя. Такой способ применяется одновременно с регулированием циркуляции воды термостатом.
Некоторые двигатели имеют устройство для автоматического поворачивания шторок радиатора. В этом случае термостат связан системой рычагов с поворачивающимися, шторками. По мере изменения температуры охлаждающей воды термостат или приоткрывает шторки или закрывает их полностью.
Некоторые двигатели имеют автоматическое устройство для изменения угла наклона лопастей вентилятора при помощи термостата или устройство для отключения вентилятора при пониженных температурах. Однако эти способы вследствие конструктивной сложности широкого распространения еще не получили.
Общее устройство и принцип действия воздушная система охлаждения
В последние годы прослеживается тенденция к более широкому применению воздушной системы охлаждения, которая имеет ряд существенных достоинств: простота конструкции, процесс обслуживания проще (отпадает потребность в охлаждающей жидкости, очистке от накипи и устранении течи, исключается опасность размораживания двигателя).
При воздушной системе охлаждения теплота от стенок камер сгорания и цилиндров отводится непосредственно потоком воздуха. Цилиндры и головки блока двигателей с воздушным охлаждением делают оребренными, что значительно увеличивает площадь поверхности их охлаждения. Если двигатель многоцилиндровый, то цилиндры как правило выполняют отдельно, а затем устанавливают в общий блок.
Схема системы воздушного охлаждения приведена на рис. 2. При работе двигателя воздух поступает к вентилятору через направляющий аппарат, а затем нагнетается под кожух. От кожуха воздушный поток с большой скоростью подается к цилиндрам и головкам, проходит между ребрами и охлаждает нагретые узлы и детали. Эффективное и равномерное охлаждение достигается применением дефлекторов, представляющих собой направляющие устройства для подачи потока воздуха к оребренным поверхностям с определенной скоростью и направлением. Воздух в первую очередь подается к наиболее горячим местам головки цилиндров – к перемычкам между седлами клапанов, к свечам зажигания (карбюраторные и газовые двигатели) или к форсункам в дизелях.
Привод вентилятора осуществляется от коленчатого вала с помощью ременной передачи через гидромуфту, встроенную в вентилятор. Регулирование температурного режима в этом случае обеспечивается автоматически за счет изменения расхода масла через гидромуфту.
Рис. 2. Схемы воздушного охлаждения двигателей: а – V-образного; б – рядного; 1 – вентилятор с встроенной гидромуфтой; 2 – масляный радиатор; 3 – кожух; 4 – дефлектор
Наряду с указанными достоинствами воздушная система охлаждения имеет и недостатки: неравномерно охлаждаются цилиндры в многоцилиндровых двигателях, трудно обеспечивается оптимальное охлаждение при переменной нагрузке, повышенный шум двигателя, большой расход мощности на привод вентилятора.
Рекомендуемая литература:
1. В.А. Родичев. Тракторы и автомобили – М.: Агропроимиздат, 1986. – 251с.
2. Г.М. Анисимов. Лесные машины – М.: Лесная промышленность, 1989 – 512 с.
3. А.Ф. Тихонов, А.В. Жуков. Лесные машины – Мн.: вышэйшая школа, 1984. – 278 с.
4. С.Г. Жендаев, В.А. Галямичев. Особенности конструкций двигателей лесных машин – Л.: 1986. – 48 с.
megapredmet.ru
Устройство системы охлаждения двигателя, принцип работы и ее конструктивные элементы
Назначение и характеристика
Системой охлаждения называется совокупность устройств, осуществляющих принудительный регулируемый отвод и передачу теплоты от деталей двигателя в окружающую среду. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального температурного режима, обеспечивающего получение максимальной мощности, высокой экономичности и длительного срока службы двигателя.
При сгорании рабочей смеси температура в цилиндрах двигателя повышается до 2500 °С и в среднем при работе двигателя составляет 800...900°С. Поэтому детали двигателя сильно нагреваются, и если их не охлаждать, то будут снижаться мощность двигателя, его экономичность, увеличиваться изнашивание деталей и может произойти поломка двигателя.
При чрезмерном охлаждении двигатель также теряет мощность, ухудшается его экономичность и возрастает изнашивание.
Для принудительного и регулируемого отвода теплоты в двигателях автомобилей применяют два типа системы охлаждения (рисунок 1). Тип системы охлаждения определяется теплоносителем (рабочим веществом), используемым для охлаждения двигателя.
Рисунок 1 – Типы систем охлаждения
Применение в двигателях различных систем охлаждения зависит от типа и назначения двигателя, его мощности и класса автомобиля.
Жидкостная система охлаждения
В жидкостной системе охлаждения используются специальные охлаждающие жидкости -- антифризы различных марок, имеющие температуру загустевания - 40 °С и ниже. Антифризы содержат антикоррозионные и антивспенивающие присадки, исключающие образование накипи. Они очень ядовиты и требуют осторожного обращения. По сравнению с водой антифризы имеют меньшую теплоемкость и поэтому отводят теплоту от стенок цилиндров двигателя менее интенсивно. Так, при охлаждении антифризом температура стенок цилиндров на 15...20°С выше, чем при охлаждении водой. Это ускоряет прогрев двигателя и уменьшает изнашивание цилиндров, но в летнее время может привести к перегреву двигателя.
Оптимальным температурным режимом двигателя при жидкостной системе охлаждения считается такой, при котором температура охлаждающей жидкости в двигателе составляет 80 ...100 °С на всех режимах работы двигателя.
Это возможно при условии, что с охлаждающей жидкостью уносится в окружающую среду 25...35 % теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя. При этом в бензиновых двигателях величина отводимой теплоты больше, чем в дизелях.
На рисунке 2 приведена диаграмма распределения теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателей автомобилей при жидкостной системе охлаждения.
Рисунок 2 – Диаграмма распределения теплоты
Из диаграммы следует, что в механическую работу преобразуется 20...35% теплоты, уносится с отработавшими газами 35...40%, теряется на трение 5 % и уносится с охлаждающей жидкостью 25...35 % теплоты.
По сравнению с воздушной жидкостная система охлаждения более эффективная, менее шумная, обеспечивает меньшую среднюю температуру деталей двигателя, улучшение наполнения цилиндров горючей смесью и более легкий пуск двигателя при низких температурах, а также использование жидкости для подогрева горючей смеси и отопления салона кузова автомобиля. Однако в системе возможно подтекание охлаждающей жидкости и имеется вероятность переохлаждения двигателя в зимнее время.
В двигателях автомобилей жидкостная система охлаждения получила наиболее широкое распространение.
Воздушная система охлаждения
В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Для более интенсивного отвода теплоты от цилиндров и головок цилиндров они выполнены с оребрением. Вентилятор у V-образного двигателя установлен в развале между цилиндрами и приводится клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Двигатель сверху, с передней и задней сторон закрыт кожухами, направляющими потоки воздуха к наиболее нагреваемым частям двигателя. Вентилятор отсасывает воздух из внутреннего пространства, ограниченного развалом цилиндров. Поток воздуха, входящий снаружи в пространство между развалом цилиндров, проходит между ребрами цилиндров и головок и охлаждает их. На режиме максимальной мощности вентилятор потребляет 8 % мощности, развиваемой двигателем. Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.
В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных - обычно в развале между цилиндрами. В зависимости от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.
Оптимальным температурным режимом двигателя с воздушным охлаждением считается такой, при котором температура масла в смазочной системе двигателя составляет 70... 110°С на всех режимах работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.
Воздушная система охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов.
Воздушная система охлаждения имеет ограниченное применение в двигателях.
Конструкция и работа жидкостной системы охлаждения
В двигателях автомобилей применяется закрытая (герметичная) жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Внутренняя полость закрытой системы охлаждения не имеет постоянной связи с окружающей средой, а связь осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении или вакууме), находящиеся в пробках радиатора или расширительного бачка системы. Охлаждающая жидкость в такой системе закипает при 110... 120 °С. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается жидкостным насосом.
Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения головки и блока цилиндров, радиатора, насоса, термостата, вентилятора, расширительного бачка, соединительных трубопроводов и сливных краников. Кроме того, в систему охлаждения входит отопитель салона кузова автомобиля.
Работа системы
Рисунок 3 - Система охлаждения двигателя
1, 2, 3, 5, 15, 18 - шланги; 4 - патрубок; 6 - бачок; 7, 9 - пробки; 8 - рубашка охлаждения; 10 - радиатор; 11 - кожух; 12 - вентилятор; 13, 14 - шкивы; 16 - ремень; 17- насос; 19 – термостат
При непрогретом двигателе основной клапан термостата 19 (рисунок 3) закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор 10. В этом случае жидкость нагнетается насосом 17 в рубашку охлаждения 8 блока и головки цилиндров двигателя. Из головки блока цилиндров через шланг 3 жидкость поступает к дополнительному клапану термостата и попадает вновь в насос. Вследствие циркуляции этой части жидкости двигатель быстро прогревается. Одновременно меньшая часть жидкости посту
carspec.info
Изучение устройства системы охлаждения — Мегаобучалка
Цель работы:
Изучить устройство и комплектующие детали системы охлаждения двигателя.
Система охлаждения предназначена для обеспечения оптимального и стабильного теплового состояния двигателя на любом режиме его работы путем принудительного отвода теплоты от его деталей. Нарушение теплового режима работы двигателя негативно сказывается на работе всех его систем и механизмов.
При переохлаждении двигателя растут потери на трение из-за повышения вязкости масла, интенсивность износа, ухудшается смесеобразование и сгорание, конденсация паров воды в картере усиливает коррозионный износ деталей.
При перегреве двигателя снижается вязкость масла, и растут потери на трение, снижается прочность материалов, растут температурные напряжения и деформации деталей, а в двигателях с искровым зажиганием также возрастает вероятность детонации.
К системе охлаждения предъявляются следующие требования:
автоматическое поддержание температурного режима двигателя, независимо от режима его работы и внешних условий; быстрый прогрев двигателя до рабочих режимов; длительное сохранение температуры двигателя после его остановки.
В зависимости от вида теплоносителя, с помощью которого осуществляется отвод теплоты от двигателя, различают жидкостные и воздушные системы охлаждения.
Закрытая система сообщается с атмосферой при большой разности давлений, с помощью специальных клапанов. Такая система позволяет поднять давление в системе и температуру кипения охлаждающей жидкости и, тем самым, повысить рабочую температуру жидкости, что дает возможность уменьшить габариты радиатора.
Регyлирование температуры охлаждающей жидкости.
В жидкостном тракте роль регуляторов выполняют жидкостный насос и термостат. Термостат организует циркуляцию охлаждающей жидкости по «большому» кругу через радиатор, и по «малому» кругу через обводной трубопровод , минуя радиатор, или частично по одному и другому кругу в зависимости от степени открытия регулирующего элемента для прогрева двигателя, а также для поддержание температуры жидкости.
Расход охлаждающего воздуха зависит от скорости движения транспортного средства и, следовательно, частоты вращения коленчатого вала, а также от скорости воздуха, создаваемой вентилятором. Изменять расход воздуха также можно варьированием аэродинамического сопротивления воздушного тракта с помощью жалюзи, установленных перед радиатором.
В качестве охлаждающей жидкости используют тосол - раствор этиленгликоля в воде с добавлением присадок, а также антифриз.
Детали системы охлаждения:
Жидкостный насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию жидкости в системе охлаждения. В улиткообразном корпусе 1 насоса в подшипниках 4 и 5 вращается валик 11 с крыльчаткой 8. В корпусе и его крышке 3 валик уплотняется сальниками и манжетой 10. Валик 11 приводится во вращение через шкив 2 и ременную передачу.
По патрубку 12 жидкость подводится к центру крыльчатки 8 и вращается вместе с ней. Центробежная сила отбрасывает жидкость от центра к периферии, поэтому в центре крыльчатки образуется пониженное давление, а на периферии - повышенное, под действием этого перепада и происходит циркуляция жидкости в системе охлаждения.
Радиатор предназначен для охлаждения жидкости, отводящей теплоту от двигателя.
Охлаждение происходит в обдуваемой воздухом сердцевине радиатора, соединяющей верхний и нижний бачки. Сердцевина состоит из латунных медных или алюминиевых трубок и латунных или стальных охлаждающих ребер.
Заливная горловина бочка закрывается пробкой, в которой имеется впускной и выпускной клапан.
Если температура жидкости превысит 1000С, клапан 2 под давлением ее паров закроется, но после увеличения давления в системе на 0,05 МПа откроется клапан 1 и пары закипающей жидкости направятся в расширительный бачок, где они конденсируются.
Вентилятор с приводом от электродвигателя автоматически включается при увеличении температуры охлаждающей жидкости до 85 – 950С, при меньшей температуре вентилятор не работает.
Термостат 5 автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигателя.
Термостаты могут быть жидкостными или с твердым наполнителем. Например, термостат дизеля КамАЗ имеет твердый наполнитель из церезина (нефтяной воск) с температурой плавления 70-8300С.
В режиме прогрева дизеля клапан закрыт. В режиме прогрева двигателя охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу (минуя радиатор), что ускоряет прогрев двигателя. Когда охлаждающая жидкость прогреется до 840С, вместе с ней разогреется и наполнитель 3 термостата, заключенный в баллоне 2. При этом наполнитель расплавится, и, увеличиваясь в объеме, переместит баллон 2 вправо, т. е. откроет клапан 12 и прикроет клапан 4. Охлаждающая жидкость начнет циркулировать через радиатор, т. е. по большому кругу. После прогрева охлаждающей жидкости до температуры 930С клапан 12 термостата откроется полностью, а клапан 4 прижмется к своему седлу, при этом вся жидкость будет проходить через радиатор. Пружина 7 обеспечивает возвращение клапанов.
megaobuchalka.ru
Устройство системы охлаждения двигателя | Изучение устройства автомобиля AvtoLegko.ru
При сгорании рабочей смеси внутри цилиндров двигателя температура газов достигает 2000—2500°С. Для того чтобы детали двигателя, испытывая сильный нагрев, могли сохранять работоспособность, их надо охлаждать. Лучше всего двигатель работает, когда температура охлаждающей жидкости равна 80—90°С.
Проще всего охлаждать цилиндры двигателя встречным потоком воздуха. Такая система охлаждения существует у двигателей мотоциклов.На автомобилях воздушное охлаждение применяют сравнительно редко. В нашей стране его имеет только автомобиль „Запорожец".
Воздух для охлаждения цилиндров двигателя автомобиля подается вентилятором, а процессом охлаждения автоматически управляет термостат. Эта система дает возможность быстро прогревать холодный двигатель и поддерживать его температурный режим, не допуская ни перегрева, ни переохлаждения.
Наиболее распространена у автомобильных двигателей жидкостная система охлаждения. Сущность действия такой системы заключается в том, что тепло от цилиндров двигателя воспринимается охлаждающей средой — жидкостью, которая в свою очередь отдает его воздуху. Для этого необходимо, чтобы нагретая от соприкосновения с горячими стенками цилиндров жидкость поступала в радиатор и там охлаждалась и уже охлажденная поступала бы опять в двигатель, т. е. непрерывно циркулировала бы. Циркуляция жидкости в системе охлаждения происходит принудительно, при помощи насоса. В качестве охлаждающей среды применяют воду и значительно реже незамерзающие смеси — антифризы. Антифриз — смесь спирта и этиленгликоля. Такая жидкость не замерзает до 40С°Устройство системы охлаждения автомобиля изображено на рис. 9. В систему входят: рубашка охлаждения цилиндров,радиатор, насос, вентилятор с вентиляторным ремнем, термостат, соединительные патрубки и шланги с хомутиками, жалюзи, указатель температуры воды с датчиком. Рассмотрим эти отдельные части системы. РУБАШКУ ОХЛАЖДЕНИЯ образуют двойные стенки цилиндров. Это пространство заполняют охлаждающей жидкостью.
avtolegko.ru
Часть 1 — Жидкостная система охлаждения
Вспомним ещё раз немного про данную систему охлаждения.
В жидкостной системе охлаждения используются специальные охлаждающие жидкости — антифризы различных марок, имеющие температуру загустевания — 40 °С и ниже. Антифризы содержат антикоррозионные и антивспенивающие присадки, исключающие образование накипи. Они очень ядовиты и требуют осторожного обращения. По сравнению с водой антифризы имеют меньшую теплоемкость и поэтому отводят теплоту от стенок цилиндров двигателя менее интенсивно.
Так, при охлаждении антифризом температура стенок цилиндров на 15…20°С выше, чем при охлаждении водой. Это ускоряет прогрев двигателя и уменьшает изнашивание цилиндров, но в летнее время может привести к перегреву двигателя.
Оптимальным температурным режимом двигателя при жидкостной системе охлаждения считается такой, при котором температура охлаждающей жидкости в двигателе составляет 80 …100 °С на всех режимах работы двигателя.
В двигателях автомобилей применяется закрытая (герметичная) жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Внутренняя полость закрытой системы охлаждения не имеет постоянной связи с окружающей средой, а связь осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении или вакууме), находящиеся в пробках радиатора или расширительного бачка системы. Охлаждающая жидкость в такой системе закипает при 110… 120 °С. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается жидкостным насосом.
Система охлаждения двигателя состоит из:
- рубашка охлаждения головки и блока цилиндров;
- радиатор;
- насос;
- термостат;
- вентилятор;
- расширительный бачок;
- соединительные трубопроводы и сливные краники.
Кроме того, в систему охлаждения входит отопитель салона кузова автомобиля.
whatisvehicle.wordpress.com
Добавить сайт в избранное
.jpg)
