Назначение, устройство системы охлаждения

Содержание

 

Введение	3
Назначение, устройство системы охлаждения	4
Заключение	8
Список литератур	9
Приложение	10

 

 

1. Введение

 

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.

 

2. Назначение, устройство системы охлаждения

 

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.

[приложение №1]

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

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/см²  (125 кН/м² ). Воздушный клапан предотвращает смятие радиатора при охлаждении (конденсации паров воды). При разрежении 0,8 кгс/см²  (80 кН/м²) 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

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.

Водяной насос

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/см² 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

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.

При включении зажигании  термометр не действует и стрелка  занимает положение за 100. Когда зажигание включено, ток через замкнутые контакты датчика протекает по спирали указателя и нагревает биметаллическую пластину. Пластина изгибается, и ее верхний конец перемещает стрелку в крайнее левое положение (за число «42»). Биметаллическая пластина датчика, нагревается током, проходящей по спирали, изгибается и размыкает контакты, прерывая цепь тока по спирали. Пластина охлаждается и начинает выпрямляться. Одновременно охлаждается и пластина датчика, так как по ее спирали также прекратится течение тока. Контакты датчика снова замкнутся.

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.

 

3. Заключение

 

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.

 

4. Список литератур

 

1. Автомобили ЗИЛ 130, 131. Практическое руководство: С. Афонин — Санкт-Петербург, Сверчок Ъ, 2010 г.- 216 с.
2. Автомобили ЗИЛ-433100, -442100, -442300, -433102, -433104, -133Г40, -13305А, -133Г42, -133Д42, -4514. Руководство по ремонту и техническому обслуживанию: А. С. Кузнецов — Москва, Третий Рим, 2003 г.- 248 с.
3. Двигатели грузовых автомобилей ЗИЛ: С. З. Бовшовский — Москва, Академкнига, 2003 г.- 160 с.
4. ЗИЛ 432930, 432932, 497442 . Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту: — Санкт-Петербург, Третий Рим, 2006 г.- 208 с.
5. ЗИЛ-130, -431410. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту: А. С. Кузнецов — Санкт-Петербург, Третий Рим, 2008 г.- 328 с.
6. ЗИЛ-433360. Каталог деталей и сборочных единиц: — Санкт-Петербург, Третий Рим, 2003 г.- 168 с.

 

Приложение №1

Принцип действия системы охлаждения

 

Приложение №2

Радиатор и жалюзи

 

Приложение №3

Пробка радиатора

 

 

Приложение №4

Водяной насос с вентилятором

 

Приложение №5

Термостат