Конструкция и основы расчёта элементов систем охлаждения

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального температурного режима работы двигателя.

Перегрев приводит к тепловому расширению и возможной потере подвижности деталей, коксованию масла, короблению и разрушению тарелок клапанов и головок цилиндров, ухудшению наполнения и возникновению детонации в двигателях с принудительным воспламенением. При переохлаждении ухудшается смесеобразование, увеличиваются тепловые потери в стенки, затрудняется самовоспламенение топлива, возрастают механические потери и интенсифицируется износ.

Объективную оценку теплового состояния двигателя можно произвести по информации температурном режиме всех его основных деталей. Однако на практике вследствие сложности осуществления такого контроля, в качестве критерия оценки теплового состояния двигателя принимают температуру охлаждающего агента.

Поскольку теплоотдача в детали двигателя, соприкасающиеся с горячими базами, весьма значительная, то естественное рассеивание теплоты не обеспечивает сохранение оптимальных температур, что обуславливает необходимость создания циркуляции охлаждающего агента.

К системам охлаждения предъявляются следующие требования:

- поддерживать нормальное тепловое состояние двигателя при работе его на различных скоростных и нагрузочных режимах во всем диапазоне температур окружающей среды;

- обеспечивать быстрое приведение двигателя в рабочее состояние;

- требовать для своей работы минимальной затраты мощности двигателя;

-обладать высокой надёжностью и долговечностью в условиях значительной тряски и

вибрации;

- иметь минимальные габариты и вес;

- не требовать больших трудовых затрат и дефицитных материалов при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте;

В зависимости от применяемого способа теплорассеивания системы охлаждения могут быть:

- с непосредственной теплоотдачей от деталей двигателя в окружающую среду;

- с промежуточным теплоносителем;

Первый тип охлаждения называется воздушным, второй - жидкостным.

Воздушное охлаждение характеризуется простотой, отсутствием необходимости в промежуточном теплоносителе и связанных с ним дополнительных устройствах, уменьшением веса системы и упрощением её обслуживания.

Однако эта система не может полностью обеспечить нормальное тепловое состояние всех деталей двигателя, что ограничивает возможность форсирования, требует оребрения и обдува воздушным потоком, обладает повышенной шумностью.

Несмотря на ряд преимуществ, всё же наиболее широкое распространение на автомобилях получили жидкостные системы охлаждения. Эти системы обеспечивают необходимую интенсивность теплоотвода и, главное, обуславливает достаточно равномерное температурное поле охлаждаемых деталей. Вследствие этого жидкостные системы охлаждения допускают форсирование рабочего процесса и обеспечивают стабильное тепловое состояние в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя.

К недостаткам жидкостного охлаждения относятся наличие дорогостоящего теплорассеивающего узла (радиатора), трубок, шлангов, уплотнений, которые могут дать течь. Все эти обстоятельства снижают надёжность системы и увеличивают трудоёмкость технического обслуживания.