Układ chłodzenia silnika spalinowego. Układ chłodzenia silnika samochodu Co obejmuje układ chłodzenia samochodu

Oprócz głównej funkcji odprowadzania ciepła z głównych elementów silnika samochodu, układ chłodzenia rozwiązuje szereg dodatkowych zadań. W rzeczywistości uczestniczy w pracy układu smarowania, ogrzewania wnętrza, recyrkulacji spalin i spalin, turbodoładowania i skrzyni biegów. Jak to działa, a także jaka jest zasada działania układu chłodzenia, zostanie omówione dalej.

Rodzaje układów chłodzenia silnika

Temperaturę silnika samochodu można regulować za pomocą płynu chłodzącego (płyn niezamarzający, płyn chłodzący) oraz za pomocą cyrkulacji powietrza. Na tej podstawie wyróżnia się trzy rodzaje systemów:

• Powietrze. Fizycznie jest to przepływ powietrza, dzięki któremu gorące powietrze jest wypierane z komory silnika do atmosfery. Chłodzenie powietrzem może być naturalne lub wymuszone (za pomocą wentylatora). Ze względu na swoją niską wydajność praktycznie nie jest używany jako niezależny system.
• Ciekły. Jest to system obwodów rurowych, przez które przepływa chłodziwo. Chłodzenie cieczą może być wymuszone (przepompowane), termosyfonowe (ze względu na różnicę w gęstości cieczy podgrzewanych i schładzanych) oraz kombinowane (chłodzenie głowicy cylindra wymuszone, a reszta jednostek na zasadzie termosyfonu). Taki układ jest bardziej wydajny w porównaniu z układem powietrznym, ale w pewnych warunkach pracy (długi czas postoju przy pracującym silniku, podwyższone temperatury otoczenia) może być niewystarczający do wysokiej jakości chłodzenia.
• Łączny. Oznacza użycie obiegów nadmuchu powietrza i cieczy.

Systemy chłodzenia na bazie cieczy są również klasyfikowane jako otwarte i zamknięte. Pierwsza z nich komunikuje się z atmosferą za pomocą rury parowej, w drugiej ciecz jest całkowicie odizolowana od otoczenia. W układach zamkniętych ciśnienie środka przeciw zamarzaniu jest wyższe, a tym samym temperatura wrzenia jest również wyższa. Dzięki temu można je stosować przy wysokich temperaturach podgrzewania cieczy (do 120 ° C).

Urządzenie i zasada działania układu chłodzenia silnika

Najpopularniejszy w nowoczesnych samochodach jest połączony układ chłodzenia silnika z wymuszonym obiegiem powietrza i płynu. Składa się z następujących elementów:

• Chłodnica układu chłodzenia.
• Wentylator chłodnicy.
• Małe i duże obiegi chłodzenia.
• Płaszcz chłodzący (system kanałów w bloku cylindrów).
• Czujnik temperatury.
• Termostat.
• Zbiornik wyrównawczy.
• Pompa (pompa).
• Grzejnik piecowy.
• Chłodnica oleju (opcja).
• Chłodnica spalin z recyrkulacją spalin (opcja).

W momencie uruchomienia silnika pompa zaczyna pompować ciecz wzdłuż małego obwodu. Gdy silnik osiągnie temperaturę roboczą, termostat włącza się i otwiera drugi (duży) obwód chłodzenia. Płyn chłodzący przechodząc przez elementy silnika nagrzewa się i rozszerza. Wraz ze wzrostem temperatury część cieczy dostaje się do zbiornika wyrównawczego. Pozwala to skompensować nadmierną objętość, niezależnie od tego, jakie ciśnienie jest ustalone w systemie.

Przechodząc przez sekcję chłodnicy układu chłodzenia, płyn niezamarzający ponownie się ochładza i powraca do nowego cyklu. Jeśli ten tryb obniżania temperatury jest niewystarczający, uruchamia się czujnik temperatury, który przekazuje sygnał do sterownika silnika i uruchamia wentylator chłodzący powietrze. Jeśli to nie wystarcza, na deskę rozdzielczą (kontrolka) wysyłany jest sygnał o przegrzaniu silnika.

Chłodnica oleju i chłodnica EGR mogą nie występować we wszystkich układach chłodzenia. Są niezbędne do jednoczesnego obniżenia temperatury smarowania i spalin, co sprawia, że \u200b\u200bpojazd jest bezpieczniejszy i bardziej ekonomiczny w eksploatacji. Pojazdy z turbodoładowaniem mogą mieć również dodatkowy obwód chłodzenia w celu obniżenia temperatury powietrza doładowującego.

Jak działa chłodnica silnika

Chłodnica układu chłodzenia silnika składa się z następujących elementów:

• Rdzeń. Mogą być rurowe (rury pionowe o przekroju owalnym lub okrągłym, połączone cienkimi poziomymi płytami), lamelowe (zakrzywione pary płyt, zgrzewane na krawędziach) i plaster miodu (rury spawane o przekroju w kształcie sześciokąta foremnego).
• Zbiornik górny. Wyposażony w króciec wlewowy z uszczelnionym korkiem oraz odgałęzienie do montażu węża przeciwzamarzaniowego. W szyjce wykonuje się otwór do zainstalowania rury parowej. Ten ostatni ma zawór pary, który otwiera się w przypadku wrzenia.
• Zawór powietrza. Konieczne jest napełnienie chłodnicy powietrzem po zatrzymaniu silnika. Gdy płyn chłodzący całkowicie ostygnie, bez dostarczania dodatkowego powietrza do układu, może wytworzyć się silna próżnia powodująca ściskanie rur.
• Dolny zbiornik. Wyposażony w odgałęzienie do mocowania węża wylotowego cieczy.
• Armatura.

Zasada działania chłodnicy opiera się na wielostopniowej cyrkulacji powietrza w jej rdzeniu, co powoduje, że intensywniejszy jest spadek temperatury przepływającego przez nią chłodziwa.

Najbardziej efektywne są grzejniki płytowe, jednak są one podatne na szybkie zabrudzenie, dlatego też najpopularniejszą konstrukcją stały się rurowe.

Cechy czujnika temperatury płynu chłodzącego

Czujnik temperatury umożliwia monitorowanie stanu układu. Ustalenie, gdzie znajduje się czujnik temperatury płynu chłodzącego, jest proste: z reguły znajduje się on w kanale głowicy cylindrów. Jest to termistor w szczelnej obudowie, który może być wykonany z brązu, tworzywa sztucznego i mosiądzu. Korpus posiada gwint do montażu w kanale.

Zasada działania czujnika opiera się na następującym efekcie: wraz ze wzrostem temperatury rezystancja elementu czujnikowego maleje, a gdy maleje - rośnie. Wskaźnik rezystancji jest przesyłany do elektronicznej jednostki sterującej silnika. Aby było to dokładne, dane o stanie chłodziwa muszą być całkowicie zanurzone w czujniku. Przy temperaturze 100 ° C rezystancja czujnika temperatury płynu chłodzącego powinna wynosić około 177 omów. Biorąc pod uwagę błędy pomiaru, dopuszczalny jest wskaźnik rezystancji 190 omów. Jeśli odchylenia są większe niż dopuszczalne, czujnik należy wymienić.

Niektóre modele samochodów mogą mieć dwa czujniki temperatury. Jeden jest wyłącznie odpowiedzialny za włączenie wentylatora chłodnicy, a drugi to aktualny wskaźnik temperatury płynu chłodzącego.

Co jest używane jako chłodziwo

Woda destylowana lub dejonizowana była początkowo używana jako płyn roboczy w układach chłodzenia. Jednak w przypadku nowoczesnych silników nie zapewnia wymaganego zakresu temperatur pracy. Ponadto wykazuje skłonność do korozji metali, co skraca żywotność układu chłodzenia. Aby wyeliminować te wady, jako chłodziwo stosuje się dziś kompozycje ze specjalnymi dodatkami (glikol etylenowy, inhibitory korozji), co poprawia właściwości całego układu. Najczęściej stosowany jest środek przeciw zamarzaniu, który ma niższy próg zamarzania.

W sytuacji, gdy wymagane jest awaryjne uzupełnienie płynu chłodzącego, można użyć zwykłej czystej wody. Aby jednak system działał poprawnie, jak najszybciej takie rozwiązanie należy zastąpić wysokiej jakości płynem niezamarzającym.

Płyn chłodzący jest wymieniany co 60-100 tysięcy kilometrów. W stanie schłodzonym (przy wyłączonym silniku) jego ilość powinna znajdować się na poziomie dolnej krawędzi rury zbiornika wyrównawczego układu chłodzenia. Dla wygody jest oznaczony jako „Min” i „Max”. Gdy ilość płynu spadnie poniżej znaku minimum, uzupełnij. Jeśli po pracy poziom ponownie spadł - oznacza to obniżenie ciśnienia w układzie.

Znaczenie układu chłodzenia silnika nie budzi wątpliwości. Dlatego warto regularnie przeprowadzać badanie profilaktyczne jego głównych jednostek. Pozwoli to uniknąć przegrzania silnika i krytycznych uszkodzeń.

Na zdjęciu schemat układu chłodzenia silnika Nissan Almera G15

• chłodzi olej w układzie smarowania;
• chłodzi powietrze krążące w układzie turbodoładowania;
• chłodzi gazy spalinowe w swoim układzie recyrkulacji;
• chłodzi płyn do automatycznej skrzyni biegów;
• ogrzewa powietrze krążące w systemach wentylacji, ogrzewania i klimatyzacji.

Najczęściej samochody używają układu chłodzenia cieczą. Równomiernie i wydajnie chłodzi części silnika i pracuje mniej hałasu niż powietrze. Bazując na popularności układu płynnego, na jego przykładzie zostanie rozważona zasada działania układów chłodzenia silnika samochodowego jako całości.

Schemat układu chłodzenia silnika

Zdjęcie przedstawia schemat układu chłodzenia silnika samochodu VAZ 2110 z gaźnikiem i VAZ 2111 z wtryskiwaczem (wyposażenie do wtrysku paliwa).

1. konwencjonalna, chłodnica oleju i chłodnica płynu chłodzącego;
2. wentylator chłodnicy;
3. pompa wirowa;
4. termostat;
5. wymiennik ciepła nagrzewnicy;
6. zbiornik wyrównawczy;
7. płaszcz chłodzący silnik;
8. system sterowania.

Rozważmy każdy z tych elementów osobno:

1. Grzejniki.

1. W konwencjonalnym grzejniku podgrzana ciecz jest chłodzona przeciwprądem powietrza. Aby zwiększyć jego wydajność, w konstrukcji zastosowano specjalne urządzenie rurowe.
2. Chłodnica oleju służy do obniżania temperatury oleju w układzie smarowania.
3. Aby schłodzić spaliny, ich systemy recyrkulacji wykorzystują trzeci typ chłodnicy. Pozwala na schłodzenie mieszanki paliwowo-powietrznej podczas spalania, w wyniku czego powstaje mniej tlenków azotu. Dodatkowa chłodnica posiada oddzielną pompę, która również wchodzi w skład układu chłodzenia.

• hydrauliczny;
• mechaniczny (na stałe połączony z wałem korbowym silnika samochodowego);
• elektryczny (zasilany prądem z akumulatora).

3. Pompa odśrodkowa. Za pomocą pompy w układzie chłodzenia jego płyn krąży. Pompa odśrodkowa może być wyposażona w inny rodzaj napędu, na przykład pasowy lub zębaty. W silnikach z turbodoładowaniem oprócz głównego można zastosować dodatkową pompę odśrodkową do wydajniejszego chłodzenia turbosprężarki i powietrza doładowującego. Do sterowania pracą pomp służy jednostka sterująca silnika.

4. Termostat. Termostat kontroluje ilość cieczy wpływającej do chłodnicy. Termostat jest zainstalowany na odgałęzieniu prowadzącym do chłodnicy z płaszcza chłodzącego silnika. Dzięki termostatowi możesz kontrolować temperaturę układu chłodzenia.

W samochodach z mocnym silnikiem można zastosować nieco inny typ - z ogrzewaniem elektrycznym. Jest w stanie regulować temperaturę płynu w układzie w dwustopniowym zakresie w trzech położeniach roboczych.

W stanie otwartym taki termostat jest podczas maksymalnej pracy silnika. Zmniejsza to temperaturę płynu chłodzącego przechodzącego przez chłodnicę do 90 ° C, zmniejszając tym samym prawdopodobieństwo detonacji silnika. W pozostałych dwóch położeniach roboczych termostatu (otwartej i półotwartej) temperatura płynu będzie utrzymywana na poziomie 105 ° C.

5. Wymiennik ciepła nagrzewnicy. Powietrze wchodzące do wymiennika ciepła jest podgrzewane w celu późniejszego wykorzystania w układzie ogrzewania pojazdu. Aby zwiększyć wydajność wymiennika ciepła, jest on umieszczony bezpośrednio na wylocie płynu chłodzącego, który przeszedł przez silnik i ma wysoką temperaturę.

6. Zbiornik wyrównawczy. Ze względu na zmiany temperatury chłodziwa zmienia się również jego objętość. Aby to zrekompensować, w układ chłodzenia wbudowany jest zbiornik wyrównawczy, który utrzymuje objętość płynu w układzie na tym samym poziomie.

7. Płaszcz chłodzący silnik. Konstrukcja tego płaszcza stanowi przejście płynu przez głowicę bloku silnika i blok cylindrów.

8. System sterowania. Jako elementy sterujące układu chłodzenia silnika można przedstawić następujące urządzenia:

1. Czujnik temperatury cyrkulującego płynu. Czujnik temperatury przetwarza wartość temperatury na odpowiednią wartość sygnału elektrycznego, który jest wysyłany do jednostki sterującej. W przypadkach, gdy układ chłodzenia jest używany do schładzania spalin lub do innych celów, można zainstalować w nim dodatkowy czujnik temperatury, zamontowany na wylocie chłodnicy.
2. Elektroniczna jednostka kontrolująca. Odbierając sygnały elektryczne z czujnika temperatury, centrala automatycznie reaguje i wykonuje odpowiednie działania na pozostałych elementach wykonawczych układu. Zwykle jednostka sterująca ma oprogramowanie, które wykonuje wszystkie funkcje automatyzacji przetwarzania sygnału i konfigurowania działania układu chłodzenia.
3. W układzie sterowania mogą być również zaangażowane następujące urządzenia i elementy: przekaźnik chłodzenia silnika po zatrzymaniu, przekaźnik pompy pomocniczej, grzałka termostatu, sterownik wentylatora chłodnicy.

Zasada działania układu chłodzenia silnika

• temperatura oleju smarowego;
• temperatura płynu używanego do chłodzenia silnika;
• temperatura otoczenia;
• inne ważne wskaźniki, które wpływają na działanie systemu.

Za pomocą pompy odśrodkowej ciecz chłodząca jest wymuszona w układzie. Płyn przechodząc przez płaszcz chłodzący nagrzewa się, a dostając się do chłodnicy, ochładza się. Podgrzewając ciecz same części silnika schładzają się. W płaszczu chłodzącym ciecz może krążyć zarówno wzdłużnie (wzdłuż linii cylindra), jak i poprzecznie (od jednego kolektora do drugiego).

Krąg jego cyrkulacji zależy od temperatury chłodziwa. Po uruchomieniu silnika on i płyn chłodzący są zimne, a aby przyspieszyć jego nagrzewanie, ciecz kierowana jest do małego koła cyrkulacji, omijając chłodnicę. Później, gdy silnik się nagrzeje, termostat nagrzewa się i zmienia swoje położenie robocze na półotwarte. W rezultacie płyn chłodzący zaczyna przepływać przez chłodnicę.

Jeżeli przeciwny przepływ powietrza z chłodnicy nie wystarczy do obniżenia temperatury cieczy do wymaganej wartości, włącza się wentylator tworząc dodatkowy przepływ powietrza. Schłodzona ciecz ponownie wchodzi do płaszcza chłodzącego i cykl się powtarza.

Jeśli samochód korzysta z turbodoładowania, może być wyposażony w dwuobwodowy układ chłodzenia. Jego pierwszy obwód chłodzi sam silnik, a drugi - przepływ powietrza doładowującego.

Obejrzyj film informacyjny na temat zasady działania układu chłodzenia silnika:

Podczas spalania paliwa w cylindrze temperatura gazu wzrasta do 2000 ° C. Ciepło zużywane jest na pracę mechaniczną, częściowo odprowadzane ze spalinami, zużywane na promieniowanie i ogrzewanie części silnika. Jeśli nie jest chłodzony, traci moc (pogarsza się wypełnienie cylindrów mieszaniną roboczą, następuje przedwczesny samozapłon mieszanki itp.), Zwiększa się zużycie części (olej wypala się w szczelinach) i zwiększa się prawdopodobieństwo ich rozpadu w wyniku obniżenia właściwości mechanicznych materiałów.

W przypadku przechłodzenia silnika ilość oddawanego ciepła do pracy spada, paliwo skrapla się na zimnych ściankach cylindra, wpływa do skrzyni korbowej (zbiornik oleju) i rozrzedza smar, co również prowadzi do zwiększonego zużycia części trących i spadku mocy silnika. Dlatego utrzymanie określonego stanu cieplnego silnika jest ważne i konieczne. Dlatego wszystkie silniki samochodowe mają układ chłodzenia.

Istnieją systemy chłodzenia cieczą i powietrzem. Systemy chłodzenia cieczą stały się bardziej rozpowszechnione, ponieważ tworzą bardziej korzystny reżim termiczny części silnika, możliwość wytwarzania części silnika ze stosunkowo niedrogich materiałów. Takie silniki wytwarzają mniejszy hałas podczas pracy ze względu na obecność podwójnych ścian (płaszcza) i warstwy chłodziwa.

Układ chłodzenia - płynny, zamknięty, z wymuszonym obiegiem. Szczelność układu zapewniają zawory wlotowe i wylotowe w korku zbiornika wyrównawczego. Zawór wydechowy utrzymuje podwyższone (w porównaniu do atmosferycznego) ciśnienie w układzie na rozgrzanym silniku (dzięki temu temperatura wrzenia cieczy staje się wyższa, a straty pary zmniejszone). Otwiera się przy ciśnieniu 1,1-1,5 kgf / cm2. Zawór wlotowy otwiera się, gdy ciśnienie w układzie spada w stosunku do ciśnienia atmosferycznego o 0,03-0,13 kgf / cm2 (w silniku chłodzącym).

Tryb termiczny silnika jest utrzymywany przez termostat i elektryczny wentylator chłodnicy. Ten ostatni jest włączany przez czujnik wkręcony w lewy zbiornik chłodnicy (w silniku VAZ-2110) lub przez przekaźnik na sygnał z elektronicznej jednostki sterującej silnika (w silnikach VAZ-2111, -2112). Styki czujnika zamykają się w temperaturze 99 ± 2 ° С i otwierają się w temperaturze 94 ± 2 ° С.

Aby monitorować temperaturę płynu chłodzącego, czujnik podłączony do wskaźnika temperatury na desce rozdzielczej jest wkręcony w głowicę cylindrów silnika. Dodatkowy czujnik temperatury jest zainstalowany w rurze wylotowej silników wtryskowych (VAZ-2111, -2112), który dostarcza informacji do elektronicznej jednostki sterującej silnika.

Pompa płynu chłodzącego jest łopatkową, odśrodkową, napędzaną z koła pasowego wału korbowego za pomocą zębatego paska rozrządu. Obudowa pompy jest aluminiowa. Wałek obraca się w dwurzędowym łożysku z zapasem smaru „dożywotniego”. Zewnętrzny pierścień łożyska jest zabezpieczony śrubą. Zębate koło pasowe jest dociskane do przedniego końca rolki, a wirnik jest wciskany na tylny koniec. Pierścień oporowy wykonany z kompozycji zawierającej grafit jest dociskany do końca wirnika, pod którym znajduje się uszczelnienie olejowe. W przypadku awarii pompy zaleca się wymianę całej pompy.

Redystrybucją przepływów płynu steruje termostat. Na zimnym silniku zawór obejściowy termostatu zamyka rurkę prowadzącą do chłodnicy, a płyn krąży tylko po małym kole (przez rurkę obejściową termostatu), omijając chłodnicę. W silniku VAZ-2110 małe koło zawiera chłodnicę nagrzewnicy, kolektor dolotowy, zespół grzewczy gaźnika i komorę cieczy półautomatycznego urządzenia rozruchowego. W silnikach VAZ-2111, -2112 ciecz, oprócz nagrzewnicy, jest dostarczana do zespołu grzewczego przepustnicy (ogrzewanie kolektora dolotowego nie jest zapewnione).

W temperaturze 87 ± 2 ° C zawór obejściowy termostatu zaczyna się poruszać, otwierając główną rurę odgałęzioną; podczas gdy część cieczy krąży w dużym kole przez grzejnik. W temperaturze około 102 ° C rura otwiera się całkowicie, a cała ciecz krąży po dużym kole. Skok zaworu głównego musi wynosić co najmniej 8 mm.

Termostat silnika VAZ-2112 ma zwiększoną rezystancję zaworu obejściowego (otwór przepustnicy), dzięki czemu zwiększa się przepływ płynu przez chłodnicę nagrzewnicy.

Chłodziwo jest wlewane do systemu przez zbiornik wyrównawczy. Wykonany jest z półprzezroczystego polietylenu, co pozwala wizualnie monitorować poziom cieczy. Pokładowy system monitorowania zgłasza również spadek poziomu cieczy; w tym celu w pokrywie zbiornika znajduje się czujnik. Do zbiornika podłączone są również dwie rury parowe: jedna od chłodnicy nagrzewnicy, druga od chłodnicy silnika.

Grzejnik składa się z dwóch pionowych zbiorników z tworzywa sztucznego (lewy - z przegrodą) oraz dwóch poziomych rzędów okrągłych rurek aluminiowych z dociskanymi płytami chłodzącymi. Aby poprawić wydajność chłodzenia, płyty są wytłoczone nacięciem. Rury są połączone ze zbiornikami za pomocą gumowej uszczelki. Ciecz jest dostarczana przez górną rurę odgałęzioną i odprowadzana przez dolną. Obok wlotu znajduje się cienka rurka do przewodu parowego.

Wydajność układu chłodzenia cieczą zależy od wielkości i stopnia doładowania (na przykład stopnia sprężania) silnika i wynosi średnio 0,2, 0,3 litra na moc. Dlatego w samochodach zawiera do 8 ... 12 litrów płynu, w ciężarówkach z silnikiem benzynowym z gaźnikiem - do 30 litrów, aw ciężarówkach z silnikiem Diesla - do 50 litrów. Płyn niezamarzający zawierający dodatki antykorozyjne i przeciwpieniące, a także dodatki wykluczające tworzenie się zgorzeliny, płyn niezamarzający klasy A-40 lub A-65 ma temperaturę zagęszczania odpowiednio - 40 i - 65 ° C. Podczas pracy silnika płyn, który myje jego cylindry i głowicę nagrzewa się i otwiera automatyczny zawór (termostat) znajdujący się w rurociągu łączącym silnik z chłodnicą. Pompa napędzana przez wał korbowy zapewnia cyrkulację płynu w układzie. Gorący płyn przechodząc przez rurki chłodnicy oddaje ciepło do powietrza dostarczanego do niego przez wentylator. Szybkość chłodzenia silnika można zmienić, zmieniając szybkość cyrkulacji płynu lub natężenie przepływu powietrza przez chłodnicę, w zależności od temperatury otoczenia lub warunków jazdy (prędkość, obciążenie itp.).

Dziś z naszej regularnej kolumny „ Jak to działa»Dowiesz się, jak działa urządzenie i jak działa układ chłodzenia silnika, do czego służy termostat i chłodnica samochodowa, a także dlaczego nie był powszechny układ chłodzenia powietrza.

System chłodzenia silnik spalinowy przeprowadza usuwanie ciepła z części silnika i przenieść je do środowiska. Oprócz funkcji głównej układ wykonuje szereg pomniejszych: chłodzenie oleju w układzie smarowania; ogrzewanie powietrza w systemie ogrzewania i klimatyzacji; chłodzenie spalin itp.

Podczas spalania mieszanki roboczej temperatura w cylindrze może osiągnąć 2500 ° C, natomiast temperatura pracy silnika spalinowego wynosi 80-90 ° C. Aby utrzymać optymalny reżim temperaturowy, istnieje układ chłodzenia, który może być następujących typów, w zależności od chłodziwa: ciecz, powietrze i połączone ... Należy zauważyć że system płynny w czystej postaci praktycznie nie jest już używanyponieważ nie jest w stanie długo utrzymywać pracy nowoczesnych silników w optymalnych warunkach termicznych.

Połączony układ chłodzenia silnika:

W połączonym układzie chłodzenia często występuje chłodziwo woda jest używana, ponieważ ma wysoką pojemność cieplną właściwą, dostępność i nieszkodliwość dla organizmu. Jednak woda ma wiele istotnych wad: tworzenie się kamienia i zamrażanie w niskich temperaturach... W okresie zimowym konieczne jest napełnienie układu chłodzenia cieczami niskokrzepnącymi - płynami niezamarzającymi (wodne roztwory glikolu etylenowego, mieszaniny wody z alkoholem lub gliceryną, z dodatkami węglowodorów itp.).

Rozważany układ chłodzenia składa się z: pompy cieczy, chłodnicy, termostatu, zbiornika wyrównawczego, płaszcza chłodzącego cylindrów i głowic, wentylatora, czujnika temperatury i węży zasilających.

Warto zastrzec, że chłodzenie silnika jest wymuszone, co oznacza, że \u200b\u200butrzymuje się w nim nadciśnienie (do 100 kPa), w wyniku czego temperatura wrzenia płynu chłodzącego wzrasta do 120 ° C.

Podczas uruchamiania zimnego silnika stopniowo się nagrzewa. Początkowo krąży chłodziwo pod działaniem pompy cieczy w małym kółkuczyli we wnękach między ściankami cylindra a ściankami silnika (płaszcz chłodzący), bez wchodzenia do chłodnicy. To ograniczenie jest konieczne do szybkiego wprowadzenia silnika w efektywny reżim termiczny. Gdy temperatura silnika przekroczy optymalne wartości, płyn chłodzący zaczyna krążyć przez chłodnicę, gdzie jest aktywnie chłodzony (tzw. duży krąg krążenia).

Urządzenie i zasada działania:

Płyn chłodzący „przepływający” przez rurki chłodnicy jest schładzany podczas ruchu z napływającym powietrzem.

WENTYLATOR poprawiaprzepływ powietrza przez rdzeń chłodnicy. Piasta wentylatora jest przymocowana do wału pompy cieczy. Są one razem napędzane z koła pasowego wału korbowego za pomocą pasków. Wentylator zamknięty jest w obudowie zamontowanej na ramie chłodnicy, co zwiększa prędkość przepływu powietrza przez chłodnicę. Najczęściej stosuje się wentylatory cztero- i sześciołopatkowe.

System chłodzenia powietrzem:

W układzie chłodzenia powietrzem ciepło jest usuwane ze ścian komór spalania i cylindrów silnika na siłę przez strumień powietrza generowany przez mocny wentylator. Ten system chłodzenia jest najprostszy, ponieważ nie wymaga skomplikowanych części i systemów sterowania. Intensywność chłodzenia powietrzem silników w znacznym stopniu zależy od organizacji kierunku przepływu powietrza oraz lokalizacji wentylatora.

W silnikach rzędowych wentylatory są umieszczone z przodu, z boku lub w połączeniu z kołem zamachowym, aw silnikach w kształcie litery V, zwykle w pochyleniu między cylindrami. W zależności od umiejscowienia wentylatora cylindry są chłodzone powietrzem, które jest tłoczone lub zasysane przez układ chłodzenia.

Za optymalny reżim temperaturowy dla silnika chłodzonego powietrzem uważa się taki, aby temperatura oleju w układzie smarowania silnika wynosiła 70 ... 110 ° C we wszystkich trybach pracy silnika. Jest to możliwe pod warunkiem, że do 35% ciepła uwalnianego podczas spalania paliwa w cylindrach silnika jest odprowadzane wraz z chłodzącym powietrzem do otoczenia.

System chłodzenia powietrzem skraca czas nagrzewania się silnika, zapewnia stabilne odprowadzanie ciepła ze ścian komór spalania i cylindrów silnika, jest bardziej niezawodny i wygodny w eksploatacji, łatwy w utrzymaniu oraz bardziej zaawansowany technologicznie, gdy silnik jest zamontowany z tyłu, nadmierne chłodzenie silnika jest mało prawdopodobne... Jednak system chłodzenia powietrzem zwiększa ogólne wymiary silnika, tworzy zwiększony hałas gdy silnik pracuje, jest trudniejszy w produkcji i wymaga stosowania lepszej jakości paliw i smarów. Pojemność cieplna powietrza jest niewielka, co nie pozwala na równomierne usuwanie dużej ilości ciepła z silnika, a tym samym tworzenie kompaktowych potężnych elektrowni.

Cel i rozmieszczenie układu chłodzenia silnika

Układ chłodzenia ma za zadanie chłodzić części silnika podczas jego pracy i utrzymywać normalną temperaturę, najkorzystniejszy reżim termiczny silnika. Dostępne jest chłodzenie cieczą, chłodzenie powietrzem i chłodzenie kombinowane.

Przegrzanie silnika pogarsza ilościowe napełnienie cylindra palną mieszaniną, powoduje rozcieńczenie i wypalenie oleju, w wyniku czego tłoki w cylindrach mogą się zaciąć, a panewki łożysk stopić.

Przechłodzenie silnika powoduje spadek mocy i sprawności silnika, opary benzyny skraplają się na zimnych częściach i ściekają z lusterka cylindra w postaci kropli, zmywanie smaru, zwiększa się straty tarcia, zwiększa się zużycie części i potrzeba częstych wymian oleju. A także dochodzi do niecałkowitego spalania paliwa, dlatego na ścianach komory spalania tworzy się duża warstwa węgla - prawdopodobnie zawory zwisają.

Przy normalnej pracy silnika temperatura płynu chłodzącego powinna wynosić 80-95 stopni.

Bilans ciepła można przedstawić w postaci wykresu.

Postać: Wykres bilansu cieplnego silnika spalinowego.

W silnikach produkcji krajowej stosowany jest zamknięty wymuszony układ chłodzenia cieczą, realizowany za pomocą pompy wodnej. Nie komunikuje się bezpośrednio z atmosferą, dlatego nazywa się go zamkniętym. W rezultacie ciśnienie w układzie wzrasta, temperatura wrzenia płynu chłodzącego wzrasta do 108-119 stopni, a zużycie jego parowania maleje.

Te systemy chłodzenia zapewniają równomierne i wydajne chłodzenie, a także wytwarzają mniejszy hałas.

Rozważmy układ chłodzenia na przykładzie silnika ZIL

Postać: Schemat układu chłodzenia silnika typu ZIL. 1 - chłodnica, 2 - sprężarka, 3 - pompa wody, 4 - termostat, 5 - kran nagrzewnicy, 6 - rura wlotowa, 7 - rura wylotowa, 8 - chłodnica nagrzewnicy, 9 - czujnik temperatury wody w układzie chłodzenia silnika, 10 - zawór spustowy płaszcza bloku cylindrów (w pozycji „otwartej”), 11 - zawór spustowy chłodnicy.

Ciecz w płaszczu chłodzącym silnika nagrzewa się na skutek odprowadzenia ciepła z cylindrów, przepływa przez termostat do chłodnicy, jest w niej schładzana i pod wpływem pompa wirowa(krąży płyn chłodzący w układzie) powraca do płaszcza silnika. Ludzie nazywają pompę odśrodkową „pompą”. Chłodzenie cieczy ułatwia intensywne przedmuchiwanie chłodnicy i silnika strumieniem powietrza z wentylatora. Wentylatorpoprawia przepływ powietrza przez rdzeń chłodnicy, służy do poprawy chłodzenia cieczy w chłodnicy. Wentylator może mieć inny napęd.

– mechaniczny- trwałe połączenie z wałem korbowym silnika,

– hydrauliczny- sprzęgło hydrauliczne. Złączka płynowa zawiera hermetyczną obudowę B wypełnioną cieczą.

W obudowie umieszczone są dwa naczynia kuliste D i D, sztywno połączone odpowiednio z wałem napędowym A i wałem napędzanym B.

Postać: Sprzęgło hydrauliczne i - zasada działania; b - urządzenie, 1 - pokrywa bloku cylindrów, 2 - obudowa, 3 - obudowa, 4 - rolka napędowa, 5 - koło pasowe, 6 - piasta wentylatora, A - wał napędowy, B - wał napędzany, C - obudowa, D, D - statki, T - koło turbiny, H - koło pompy.

Zasada działania dmuchawy hydraulicznej opiera się na sile odśrodkowej płynu. Jeśli kuliste naczynie D wypełnione cieczą obraca się z dużą prędkością, ciecz dostaje się do drugiego naczynia D, powodując jego obrót. Po utracie energii po uderzeniu ciecz wraca do naczynia D, przyspiesza w nim, wpływa do naczynia D i proces jest powtarzany.

– elektryczny- sterowany silnik elektryczny. Gdy temperatura płynu chłodzącego osiągnie 90-95 stopni, zawór czujnika otwiera kanał olejowy w obudowie przełącznika, a olej silnikowy dostaje się do komory roboczej sprzęgła hydraulicznego z głównego układu smarowania silnika.

Wentylator zamknięty jest w obudowie zamontowanej na ramie chłodnicy, co zwiększa prędkość przepływu powietrza przez chłodnicę.

Postać: Chłodnica a - urządzenie, b - rurka środkowa, c - płyta środkowa, 1 - zbiornik górny z odgałęzieniem, 2 - rura wylotowa pary, 3 - króciec wlewu z korkiem, 4 - rdzeń, 5 - zbiornik dolny, 6 - rura odgałęziona z kurkiem spustowym, 7 - rurki, 8 - płyty poprzeczne.

Składa się z górnych 1 i 5 dolnych zbiorników oraz rdzenia 4 i elementów mocujących. Zbiorniki i rdzeń są wykonane z mosiądzu (w celu poprawy przewodności cieplnej).

Najpopularniejsze są grzejniki rurowe i płytowe. W przypadku grzejników rurowych pokazanych na rysunku „b” - rdzeń utworzony jest z szeregu cienkich poziomych płyt 8, przez które przechodzi wiele pionowych rur mosiężnych, dzięki czemu woda przechodząc przez rdzeń grzejnika rozbija się na wiele małych strumieni. Poziome płyty służą jako dodatkowe usztywnienia i zwiększają powierzchnię chłodzenia.

Grzejniki płytowe składają się z jednego rzędu płaskich rur mosiężnych, z których każda wykonana jest z blachy falistej zespawanej na krawędziach.

Termostatsłuży do przyspieszenia nagrzewania zimnego silnika i zapewnienia optymalnych warunków temperaturowych. Termostat to zawór, który reguluje ilość płynu przepływającego przez chłodnicę.

Podczas uruchamiania silnika sam silnik i jego płyn chłodzący są zimne. Aby przyspieszyć nagrzewanie silnika, płyn chłodzący porusza się po okręgu, omijając chłodnicę. W tym samym czasie termostat jest zamknięty, ponieważ silnik nagrzewa się (do temperatury 70-80 stopni), zawór termostatu pod działaniem oparów cieczy wypełniającej jego cylinder otwiera się, a płyn chłodzący zaczyna poruszać się po dużym kole przez chłodnicę.

Nowoczesne samochody są wyposażone dwuobwodowe układy chłodzenia... Ten system zawiera dwa niezależne obwody chłodzenia:

- obwód chłodzenia bloku cylindrów;

- obwód chłodzenia głowicy cylindrów.