Система охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначена для поддержания нормального теплового режима двигателя: для отвода тепла и ускоренного прогрева двигателя при запуске.

Рис. 2.24 Схема системы охлаждения двигателя: малый и большой круги циркуляции. 1 - радиатор; 2 - патрубок для циркуляции охлаждающей жидкости; 3 - расширительный бачок; 4 - термостат; 5 - водяной насос; 6 - рубашка охлаждения блока цилиндров;7 - рубашка охлаждения головки блока; 8 - радиатор отопителя с электровентилятором; 9 - кран радиатора отопителя; 10 - пробка для слива охлаждающей жидкости из блока; 11 - пробка для слива охлаждающей жидкости из радиатора; 12 - вентилятор

При работе двигателя температура в его цилиндрах поднимается выше 2000 градусов, а средняя составляет 800 - 900ºС. Если не отводить тепло от «тела» двигателя, то через несколько десятков секунд после запуска, он станет уже не холодным, а безнадежно горячим. Следующий раз вы сможете запустить свой холодный двигатель только после его капитального ремонта.
Система охлаждения нужна для отвода тепла от механизмов и деталей двигателя, но это только половина ее предназначения, правда, большая половина.

Для обеспечения нормального рабочего процесса также важно - ускорять прогрев холодного двигателя. И это вторая часть работы системы охлаждения.
Как правило, применяется жидкостная система охлаждения, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком

Система охлаждения состоит из:

· рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров,

· центробежного насоса,

· термостата,

· радиатора с расширительным бачком,

· вентилятора,

· соединительных патрубков и шлангов

· датчика температуры ОЖ

На рисунке 2.24 можно различить два круга циркуляции охлаждающей жидкости. Малый круг циркуляции (стрелки красного цвета) служит для скорейшего прогрева холодного двигателя. А когда к красным стрелкам присоединяются синие, то уже нагревшаяся жидкость, начинает циркулировать и по большому кругу, охлаждаясь в радиаторе. Руководит этим процессом автоматическое устройство – термостат.
Для контроля за работой системы, на щитке приборов имеется указатель температуры охлаждающей жидкости. Нормальная температура охлаждающей жидкости при работе двигателя должна быть в пределах 80- 90ºС.

Рубашка охлаждения двигателя состоит из множества каналов в блоке и головке блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Насос центробежного типа(рис. 2.25) заставляет жидкость перемещаться по рубашке охлаждения двигателя и всей системе. Насос приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала двигателя. Натяжение ремня регулируется отклонением корпуса генератора или натяжным роликом привода распределительного вала двигателя.

Рис. 2.25. Насос центробежного типа: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – гайка крепления крышки насоса; 4 – вентилятор; 5 – ступица шкива;6 – накладка; 7 – валик; 8 – шкив; 9 – стопорный винт подшипника; 10 – подшипник; 11 – сальник, 12 – крыльчатка

Чтобы жидкость не попадала в подшипники, устанавливается уплотнение (сальник). В корпусе узла подшипника делается дренажное отверстие. В случае износа сальника или его разрушения, из дренажного отверстия начинает течь жидкость, что сигнализирует о необходимости замены сальника.

Термостат (рис. 2.26) предназначен для поддержания постоянного оптимального теплового режима двигателя. При пуске холодного двигателя термостат закрыт, и вся жидкость циркулирует только по малому кругу для скорейшего ее прогрева. Когда температура в системе охлаждения поднимается выше 80 - 85º, термостат автоматически открывается и часть жидкости поступает в радиатор для охлаждения. При больших температурах термостат открывается полностью и уже вся горячая жидкость направляется по большому кругу для ее активного охлаждения.

Рис. 2.26. Термостат: 1 – входной патрубок (от двигателя); 2 – перепускной клапан; 3 – пружина перепускного клапана; 4 – стакан; 5 – резиновая вставка; 6 – выходной патрубок; 7 – пружина основного клапана; 8 – седло основного клапана; 9 – основной клапан; 10 – держатель; 11 – регулировочная гайка; 12 – поршень; 13 – входной патрубок (от радиатора); 14 – наполнитель; 15 – обойма; Д – вход жидкости от двигателя; Р – вход жидкости от радиатора; Н – выход жидкости к насосу

Термостат с твердым термочувствительным наполнителем имеет основной 9 и перепускной 2 клапаны. Начало открытия основного клапана - при температуре охлаждающей жидкости 79–82°С, ход основного клапана - не менее 6 мм. В качестве твердого наполнителя в основном применяют нефтяной воск с температурой плавления 70-80°С. Радиатор служит для охлаждения проходящей через него жидкости за счет потока воздуха, который создается при движении автомобиля или с помощью вентилятора. В радиаторе имеется множество трубок и «перепонок», которые образуют большую площадь поверхности охлаждения.     Рис. 2.27. Радиатор

Радиатор (рис. 2.27) имеет следующую конструкцию: 1 – верхний патрубок радиатора (впуск горячей жидкости), 2 – «сосок». Отвод на расширительный бачек. Сосок может иметь разный диаметр от 6 мм до 12 мм. 3 – Заливная горловина. Может иметь разную форму и диаметр. Крепление крышки выполняется как стопорными усиками, так и резьбовым способом. На горловинах также нередко присутствует сосок для отвода лишней жидкости. 4 – Верхний бачок. Выполняется как в горизонтальном исполнении, так и в вертикальном (все зависит от типа радиатора). Может быть выполнен из стали, алюминия, пластмассы, латуни и меди. 5 – Сердцевина (совокупность трубок и гофры). От типа сердцевины напрямую зависит мощность радиатора. 6 – Трубка радиатора (по ней идет жидкость и обменивает тепло на холод). Плоские трубки могут быть различного размера и выполнены из различных материалов, латуни, алюминия 7 – Гофра. Тонкая гармошка или сетка, выполненная из меди, латуни, стали или алюминия, предназначенная для усиления теплоотвода от трубки с горячей ОЖ. 8 – Боковина (рамка радиатора). Предназначена как для крепления самого радиатора к корпусу авто, так и для крепления вентилятора с электромагнитной муфтой. Рамка радиатора является силовым элементом и должна быть припаяна к радиатору надлежащим образом. 9 – Крепление для вентилятора (диффузора). 10 – Сливная пробка. 11 – «яйцо» - отверстие для заводной ручки. На некоторых авто отсутствует или выполнено в виде полумесяца защищенного стальной пластиной. Такое нестандартное название получило из-за того, что от постоянных ударов «кривого стартера» (заводной ручки) в момент аварийного пуска двигателя принимает форму эллипса. На таких автомобилях как ГАЗ, УАЗ, ЗИЛ, "Урал" вместо яйца может быть приварена стальная пластина в форме полумесяца, называющаяся отбойником. 12 – Нижний бачок радиатора (См. верхний бачок радиатора). 13 – «Лапа» - место установки радиатора в посадочные гнезда передней балки кузова через резиновые уплотнители. Лапы могут быть как сбоку радиатора, сверху, а также снизу. Могут быть прямоугольной формы, а могут быть и круглой. 14 – Нижний патрубок (выпуск охлажденной жидкости).

Диффузор. Диффузором называют пластиковый или металлический кожух, обрамляющий радиатор для наилучшего обдува. Диффузор направляет потоки воздуха таким образом, что они проходят сквозь радиатор с максимальной эффективностью и уходят под низ автомобиля не перегревая остальные элементы.

Хомут - хомутами называют специальные зажимы, которые призваны закрепить резиновый патрубок на металлической или пластмассовой горловине радиатора.
Расширительный бачок необходим для компенсации изменения объема и давления охлаждающей жидкости при ее нагреве и охлаждении. Бачок изготавливается из пластмассы, имеет метку минимум, указывающую нижний допустимый уровень жидкости. Заливная горловина бачка закрывается резьбовой пробкой, которая имеет 2 клапана – паровой и воздушный.

Вентилятор предназначен для принудительного увеличения потока воздуха проходящего через радиатор движущегося автомобиля, а также для создания потока воздуха в случае, когда автомобиль стоит без движения с работающим двигателем.
Применяются два типа вентиляторов: постоянно включенный, с ременным приводом от шкива коленчатого вала и электровентилятор, который включается автоматически, когда температура охлаждающей жидкости достигает приблизительно 100 градусов.

Патрубки и шланги служат для соединения рубашки охлаждения двигателя с термостатом, насосом, радиатором и расширительным бачком.

Радиатор отопителя. Горячая охлаждающая жидкость проходит черезрадиатор отопителя(конструкция аналогична основному радиатору, но он имеет меньший размер) и нагревает воздух, подающийся в салон автомобиля. Температура воздуха в салоне регулируется специальным краном, которым водитель прибавляет или уменьшает поток жидкости, проходящий через радиатор отопителя.

Датчик температуры ОЖ. Устанавливается на головке блока цилиндров, сигнальные лампы и указатели выведены на приборный щиток.

В качестве охлаждающей жидкости может использоваться вода или антифризы различных марок. Вода при низкой температуре превращается в лед, что вызывает разрушение блока, головки, радиатора и др. деталей двигателя. Антифриз при низких температурах превращается в иней, не вызывая системы охлаждения.