Схемы систем охлаждения
Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя регулируемым отводом теплоты от наиболее горячих деталей, которые нагреваются в результате трения или контакта с горячими газами.
При недостаточном отводе теплоты двигатель перегревается, при этом его мощность уменьшается и возрастает расход топлива. Кроме того, в карбюраторном двигателе может возникнуть детонация. При сильном перегреве происходит задир и выплавление вкладышей подшипников, разрушение поверхности шеек коленчатого вала, заклинивание поршня и т.п. С другой стороны, переохлаждение двигателя также нежелательно из-за ухудшения его топливной экономичности и значительного снижения срока службы.
В автомобильных двигателях в основном применяют жидкостную и реже воздушную системы охлаждения.
В жидкостных системах (рис.19, а) теплота от деталей сначала передается охлаждающей жидкости, а от нее - в окружающую среду (воздух). Температура жидкости при работе двигателя 85-100°С.
Охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве (рубашке) между двойными стенками в блоке цилиндров и головке. Циркуляцию обеспечивает насос 7, который приводится от коленчатого вала ремнем. Интенсивность циркуляции охлаждающей жидкости регулируется термостатом 5 или отключением и включением вентилятора. Теплота от охлаждающей жидкости в окружающую среду передается радиатором 1.
Поток циркулирующей жидкости иногда специальной водораспределительной трубой или продольным каналом с отверстиями направляется в первую очередь к наиболее нагретым деталям - выпускным каналам, стенкам камеры сгорания, свечам зажигания.
Система охлаждения, применяемая в современных двигателях, делается закрытой, т.е. она сообщается с атмосферой через клапаны в пробке (крышке) радиатора или расширительного бачка. В закрытой системе повышается температура кипения охлаждающей жидкости, жидкость реже закипает и меньше испаряется.
Систему охлаждения используют и для охлаждения компрессора пневматической тормозной системы, а также для отопления кабины водителя или салона легкового автомобиля.
Система жидкостного охлаждения лучше регулируется и равномернее охлаждает детали, бесшумна в работе, потребляет сравнительно мало мощности на привод насоса и вентилятора. Но эта система дороже воздушной и уязвима в эксплуатации.
В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или антифризы (водные растворы этиленгликоля), в том числе «Тосол-А40» и «Тосол-А65» с температурой замерзания соответственно не выше -40°С и -65°С.
Для воздушных систем охлаждения характерна непосредственная передача теплоты в атмосферу (рис.19, б). Необходимая интенсивность охлаждения достигается с помощью охлаждающих ребер 10, вентилятора 2 и дефлектора 9. Расход охлаждающего воздуха может регулироваться. Система проста по устройству и в эксплуатации, обеспечивает быстрый прогрев двигателя после запуска, имеет небольшую массу. Недостатки системы воздушного охлаждения: большая мощность, расходуемая на привод вентилятора; шумность работы; плохая равномерность отвода теплоты по высоте цилиндра.
На рис.20 показана схема жидкостной системы охлаждения дизеля КамАЗ. В системе используют охлаждающую жидкость «Тосол». Центробежный насос 8 засасывает охлаждающую жидкость из радиатора (стрелка А) или из перепускной трубы 7 и нагнетает ее через трубу 12 в рубашку охлаждения цилиндров. После охлаждения гильз цилиндров жидкость поступает в рубашки головок цилиндров 14, откуда по трубам 4 и 6 подается в коробку термостатов 16, из которой в зависимости от температуры направляется в радиатор (нормальный температурный режим двигателя) или на вход насоса 8 (режим прогрева двигателя). Температурный режим двигателя обеспечивается автоматически термостатами и включателем гидромуфты привода вентилятора.
Для заполнения системы охлаждающей жидкостью предназначена заливная горловина расширительного бачка 20. Сливается жидкость из системы через сливной кран 11, а также краны нижнего патрубка радиатора, подводящей трубы отопителя кабины, котла и насосного агрегата предпускового подогревателя.