5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство для охлаждения двигателя как называется

Система охлаждения двигателя

Ни для кого не секрет, что ДВС серьезно нагревается в ходе работы. Поэтому он постоянно охлаждается. На сегодняшний день существуют жидкостные и воздушные системы, которые помогают охладить ДВС. Каждая из этих систем устроена по-своему принципу и обладает своими положительными и отрицательными моментами.

Охлаждение с использованием жидкости

Наибольшую распространенность получил именно этот способ. Произошло это потому, что во время охлаждения ДВС автомобиля создаются более благоприятные условия для работы ДВС. Помимо этого, автомобиль, оснащенный именно жидкостной системой, может быть оснащен ДВС с заменяемыми деталями из более дешевых материалов. Такое охлаждение работает значительно тише, чем другое. Снижение громкости работы происходит за счет того, что во всей системе предусмотрены двойные стенки, а также слой жидкости.

Жидкостное охлаждение закрытого типа оснащается специальным устройством под названием расширительный бачок, в котором установлен датчик уровня. Ни для кого не секрет что вода при кипении испаряется, а охлаждающие жидкости увеличиваются в объеме. Исходя из этого, и был придуман расширительный бачок. Собственно, в самом устройстве ничего особенного нет, это обычная тара для отвода излишек жидкости, которые образуются в процессе работы.

Особенность бачка заключается в крышке, которой он закрывается для герметичности. Дело в том, что в этой крышке установлен специальный клапан, который регулирует давление в системе охлаждения двигателя.

Он предусмотрен для того, чтобы при нагревании выделенный объем не самостоятельно искал выход из герметичной системы, а вышел через автоматически открывающийся клапан. Этот клапан срабатывает во время охлаждения мотора. Давление во время остывания мотора понижается, и для того, чтобы его нормализовать, этот клапан открывается и возвращает воздух в магистраль. Встречаются бачки, на которых две крышки, одна отвечает за всасывания воздуха, а вторая за отдачу лишнего воздуха.

В состав жидкостного вида входит не только расширительный бачок, но и датчик. Такие устройства как: термостат, соединительные патрубки из металла и пластика, датчики, радиатор, насос и рубашка; также входят в ее состав. Рубашкой охлаждения называют каналы, которые расположены в блоке цилиндров и в его головке.

Принцип снижения температуры этой системы построен на том, что жидкость течет по всем каналам в принудительном порядке с помощью главного насоса. За счет того, что жидкость постоянно в движении, двигатель автомобиля снижает температуру равномерно, за этим следят датчики. Это является существенным достоинством системы охлаждения двигателя этого вида, поэтому на современные автомобили устанавливаются именно такие устройства. Прогретая жидкость попадает в радиатор, где снижает температуру за счет воздуха, который попадает в радиатор во время движения. Когда автомобиль стоит на месте, охлаждение жидкости в радиаторе происходит за счет работы вентилятора, который активируется по сигналу датчика температуры.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания данного вида имеет ряд достоинств, главным из которых является равномерное снижение температуры всего двигателя автомобиля. Также система снижает громкость работы двигателя за счет толщины стенок блока и наличие жидкости. То, что жидкость постоянно подвергается циркуляции, не дает быстро остыть двигателю в зимнее время. Нагретая жидкость обогревает салон автомобиля, а также подогревает топливо для первого запуска автомобиля (если установлен автономный подогреватель).

Помимо всего, этот принцип работы системы по охлаждению двигателя обладает недостатками, главным из которых является герметичность. Недостаток заключается в том, что она работает только под давлением, что должно обеспечивать герметичность. Герметичность требуется постоянно поддерживать в должном состоянии, но это осложняется тем, что на резиновые патрубки постоянно наложены температурные нагрузки. Дело в том, что все детали постоянно нагреваются, в том числе и датчик, после чего остывают, а резина в это время подвергается температурным нагрузкам, что дает течи, и герметичность нарушается. Кроме всего этого, почти все элементы отвечают за температуру жидкости, и, если хоть один из датчиков приходит в негодность, вся система подвергается перегреву.

Более подробную схему работы можно рассмотреть, найдя ее по соответствующему запросу. После того, как она будет рассмотрена, будет проще понять весь принцип работы.

Воздушное

Существуют еще воздушные системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, которое тоже имеет датчик. Данная система, правда, утратила свою популярность уже давно. Такой вид был востребован в шестидесятых годах прошлого столетия.

Самые известные автомобили с воздушным охлаждением считаются Порше. На автомобили этой марки, благодаря мыслям Фердинанда Порше, устанавливались самые мощные двигатели того времени с воздушным охлаждением и датчиком температуры.

Долгое время с воздушной системой охлаждения производился автомобиль Porsche 911. В СССР тоже производили автомобили с таким принципом снижения температуры двигателя. Запорожский автомобильный завод за все время существования СССР производил автомобили с таким видом снижения температуры.

Сегодня такой вид не популярен за счет того, что сегодня все больше автомобилей оснащены двигателем спереди. Такой двигатель устанавливается поперечно, что позволяет установить радиатор. При этом расположении трудно правильно настроить воздушное охлаждение и проще установить радиатор воздушного охлаждения.

Принцип работы устроен на том, что главный вентилятор подает в систему нужное количество воздуха, которым охлаждается двигатель. По причине того, что блок цилиндров и голова нагреваются больше чем остальные узлы и механизмы, на них направлена основная часть охлажденного воздуха. Циркуляция воздуха в этой системе регулируется термостатом и специальными заслонками в автоматическом режиме.

На просторах Интернета можно подробно рассмотреть схему и более детально понять весь принцип работы такого охлаждения. На схемах в Интернете показаны и подписаны все устройства, которые входят в состав всей магистрали охлаждения.

Несмотря на то, что система утратила свою популярность, она имеет ряд преимуществ. Главным из них считается простота конструкции, также снижена масса двигателя автомобиля, и упрощен запуск холодного двигателя. Недостатки здесь тоже есть.

Главным минусом является громкость и увеличение объема двигателя. Такой вид охлаждения имеет много требований к эксплуатации автомобиля. Требования предъявляются к топливу, оно должно быть хорошего качество, иначе перегрева не избежать. Все смазочные материалы и запасные части также должны быть качественными, дело в том, что такой вид снижения температуры работает в экстремальном режиме постоянно. Помимо всего этого нужно следить за чистотой в моторном отсеке, даже небольшой слой грязи на двигателе автомобиля приведет к перегреву.

Смешанная

Существует еще один вид, комбинированный комплекс устройств, который помогает снизить температуру нагретых элементов. Принцип этого комплекса основан на том, что в нем совмещены все достоинства обоих видов. Комбинированное охлаждение устанавливается чаще всего на более мощные двигатели, которые подвергаются более высоким температурам.

Подводим итоги

Каждая система имеет ряд достоинств и недостатков. В зависимости от вида автомобиля на него установлены определенные системы охлаждения двигателя, имеющие разные конструкции и датчики. Каждая имеет свой принцип работы, который отличен от принципа работы другой системы. Для того, чтобы не допустить превышения температуры автомобиля, нужно следить за всеми агрегатами и вовремя и правильно ухаживать за ней.

Какую систему устанавливать на автомобиль решает только производитель и не следует ее менять самостоятельно. Установленный заводом агрегат для снижения температуры двигателя имеет назначение специально для этого, если что-то работает не так, то следует проверить все устройства на работоспособность.

Что такое эжекторная система охлаждения и как это работает

Главная страница » Что такое эжекторная система охлаждения и как это работает

Эжекторная система охлаждения (принцип струйного насоса) — это технология, где применяется термическое управление процессом. Технология эжекторной системы охлаждения используется на практике уже достаточно долгий период времени. Нынешнее состояние развития подобных систем отмечается их более низким КПД по сравнению, например, с установками сжатия пара. Однако эжекторные системы охлаждения примечательны преимуществами простоты устройства и отсутствия движущихся деталей конструкции.

Классическая конструкция эжектора

Схема ниже наглядно демонстрирует внутреннее устройство прибора. Корпус эжектора имеет квадратную форму. На корпусе справа прикреплено длинное сопло.

Схема классического исполнения: 1 — область входа вторичного потока; 2 — область входа первичного потока; 3 — область ускорения потока до сверхзвуковой скорости; 4 — область смешения двух потоков; 5 — коническое отверстие сопла — диффузор

Часть сопла, что прикреплена непосредственно к эжектору, имеет форму прямого цилиндра. Наконечник же сопла имеет форму цилиндрического конуса.

В отличие от формы сопла, с левой стороны эжектора закреплён прямой цилиндр, через который выполняется вход первичного потока.

Первая половина цилиндра находится снаружи эжектора, а вторая его половина внутри. Указателем (2) отмечено отверстие цилиндра для входа первичного потока, исходящего из общей массы рабочего вещества.

Конечная часть цилиндра внутри эжектора выполнена как небольшое по размерам сходящееся/расходящееся сопло (3). Именно здесь движущийся поток вещества ускоряется и достигает сверхзвуковой скорости.

Эжектор — классическая конструкция в натуральном виде для применения в составе крупных промышленных установок систем кондиционирования

Вторая входная область цилиндрической формы расположена у основания эжектора. Через этот вход поступает вторичный поток рабочего веществ из испарителя.

Цилиндрическая часть сопла (4) представляет собой камеру смешивания, где объединяются первичный (2) и вторичный (1) потоки. Коническое отверстие сопла (5) называется диффузором.

Эжекторные системы охлаждения

Главным преимуществом эжекторных охлаждающих систем является их способность производить холод, используя отработанную тепловую энергию с температурой выше 80°C, получаемую от разных тепловых источников.

Чтобы ясно воспринимать принцип действия оборудования, где внедрён эжектор, разберём классическую схему производства холода. Такие схемы не широко, но распространены, применяются в самых разных областях народного хозяйства.

Схема действия структурная: Э — эжектор; В — бойлер (котёл); К — конденсатор; И — испаритель; Н — насос циркуляционный; Р — расширительное устройство

Эжекторная система охлаждения состоит из двух контуров:

  1. Контур питания
  2. Контур охлаждения.

В контуре питания низкотемпературное тепло (Qb) используется в котле или генераторе для испарения жидкого хладагента высокого давления (процесс 1-2).

Пары высокого давления, образующиеся в результате кипения жидкого хладагента, устремляются через эжектор, где скорость потока увеличивается за счёт прохождения сквозь сопло.

Ускоренное движение потока образует область пониженного давления в в первой секции эжектора. За счёт перепада давлений туда же из испарителя устремляется насыщенный газообразный хладагент (линия 3).

Две газообразных среды объединяются в смесительной камере. Смешанная среда поступает в секцию диффузора, где происходит замедление потока и восстановление давления.

Затем смешанный газообразный хладагент переправляется в конденсатор. Здесь пары хладагента конденсируются (переходят в жидкое состояние), образующееся тепло отводится в окружающую среду (Qc).

Одна часть жидкости, выходящей из конденсатора (точке 5), закачивается в котел для завершения цикла питания. Другая часть жидкости проходит через расширительное устройство и поступает в испаритель холодильного контура (точка 6) в виде парожидкостной смеси.

Читать еще:  Что может вызвать перегрев двигателя

Парожидкостная смесь хладагента испаряется в испарителе, создавая дополнительно эффект охлаждения (Qe). Далее полученный парообразный хладагент направляется в эжектор (точка 3).

Хладагент (вторичная газообразная смесь) вновь смешивается с первичной газообразной смесью в эжекторе и сжимается в секции диффузора перед входом в конденсатор (точка 4). Смесь конденсируется в конденсаторе. Цикл повторяется (точка 5).

Как развивалась технология

Первую конструкцию системы охлаждения с эжектором разработал в 1910 году французский инженер индустриалист Морис Лебланк. Устройство быстро завоевало популярность в сфере производства оборудования для кондиционирования воздуха.

Эжектор промышленного назначения — подобные конструкции редкость и обычно изготавливаются по специальному заказу предприятиями нефтехимической отрасли и подобными

До момента разработки хлорфторуглеродных хладагентов в 1930-х годах и дальнейшего их применения, именно эжекторным системам охлаждения отдавалось предпочтение.

Появление хлорфторуглеродных хладагентов отметилось большей эффективностью холодильного оборудования и, соответственно, изменением приоритетов в отношении эжекторов.

Однако исследования и разработки в области эжекторных систем продолжались. Технология нашла своё второе применение во многих областях индустрии, особенно в химической и перерабатывающей промышленности.

Современные разработки и перспективы

На современном этапе проектирования разрабатываются эжекторные системы с мощностью охлаждения от единиц до 60 000 кВт. Но, несмотря на активность исследований, направленных на увеличение КПД (отношение эффекта охлаждения и ввода тепла в котел), существенных результатов нет.

Даже если пренебречь работой насоса, КПД эжекторных систем охлаждения по-прежнему остаётся относительно низким. Эжекторные системы охлаждения в настоящее время трудно отыскать в прямой продаже, но ряд компаний специализируются на разработке и применении оборудования на заказ.

Промышленная установка, оснащённая вакуумными эжекторами . Характерной чертой энергосбережения отличаются подобные системы, несмотря на относительно низкие показатели КПД

Приоритет производства — эжекторные паровые установки, где используется вода в качестве хладагента для охлаждения при температуре выше 0 ° C. С целью повышения эффективности простого цикла эжекции, проводятся исследования более сложных циклов. Также изучается интеграция эжекторов в системы сжатия и поглощения паров.

Автомобильная эжекторная система кондиционирования фирмы Denso

Уникальный пример разработки фирмы Denso (схема В) — цикличный эжектор «EJECS» в составе конструкции кондиционирования воздуха салона легкового автомобиля.

Здесь создаваемое эжектором отрицательное давление всасывания действует как насос, обеспечивая циркуляцию хладагента в цикле кондиционирования воздуха.

Обычные автомобильные решения (схема А) нацелены на циркуляцию хладагента только компрессором. Но в этом случае имеют место существенные потери энергии в расширительном клапане.

Сравнительные схемы: 1 — конденсатор; 2 — компрессор; 3 — расширительный клапан; 4 — эжектор; 5 — испаритель; 6 — мощность компрессора; 7 — повышение давления эжектором; А — обычное решение; В — решение Denso; С — потери энергии за счёт вихревых эффектов

Эжектор на примере уникального решения компании Denso играет роль насоса подкачки компрессора, что в значительной степени повышает эффективность системы кондиционирования воздуха.

Снижается нагрузка на двигатель автомобиля или на мотор компрессора (если используется электропривод). Эжектор, работая как насос, создаёт энергосберегающий режим работы.

Поэтому оправданными можно считать значительные усилия инженеров, разрабатывающих, к примеру, солнечные энергетические установки, дополненные эжекторными системами охлаждения.

Применение в пищевой промышленности

Производственные районы, где имеется избыток отработанного тепла, рассматриваются удачным местом для применения эжекторных систем в пищевой промышленности.

Установки могут найти успешное применение на заводах по переработке пищевых продуктов. Оборудование может использоваться для охлаждения продуктов в процессе их производства, а также в условиях транспортировки.

Экспериментальная установка тригенерации (tri-generation) в Сиднее , установленная для обеспечения работы двух внутренних городских плавательных бассейнов

Другое возможное применение – так называемое технологичное tringle-поколение (tri-generation), где эжекторным системам охлаждения отводится место в сочетании с комбинированным тепловым и энергетическим оборудованием для обеспечения холодом.

Препятствия для использования эжекторной технологии

Основными препятствиями для использования технологии эжекторной регенерации видятся следующие моменты:

0,3) по сравнению с механикой сжатия пара и аналогичными технологиями с термическим управлением.

  • Значительное падение КПД при условиях работы на удалении от проектной точки.
  • Недоступность готовых к использованию систем, что усложняет выбор для конкретного применения
  • Отсутствие данных о производительности в условиях промышленного применения для уверенности эффективности технологии.
  • Основные факторы для стимуляции использования

    Главными факторами, способствующими внедрению технологии эжекторного охлаждения в пищевой промышленности, являются:

    1. Успешная демонстрация преимуществ технологии в тех условиях, где имеется достаточное количество отработанного тепла или в системах tringle-поколения.
    2. Рост стоимости производства энергии, что может способствовать более эффективному использованию отработанного тепла.
    3. Более высокая термическая интеграция процессов в производстве продуктов питания.

    Потребности на исследования и разработки

    Для повышения привлекательности и применения эжекторных систем охлаждения остаются востребованными исследования и разработки, результатом которых стали бы следующие достижения:

    1. Повышение эффективности стационарных эжекторных систем, особенно при работе на удалении от проектных точек.
    2. Разработка альтернативных типов эжекторов (таких как ротодинамические эжекторы), которые обладали бы потенциалом повышения эффективности.
    3. Разработка эжекторов, способных работать с другими природными хладагентами, такими как углекислый газ (CO 2 ) и углеводороды, с температурным диапазоном ниже 0°C.
    4. Оптимизация циклов, а также интеграция эжекторов с обычными системами сжатия и поглощения паров.
    Обучающий видео-курс по теме эжекторов

    Видеоролик представляет обучающий курс, напрямую связанный с темой функционирования эжекторных систем. Рекомендуется к просмотру для лучшего понимания и восприятия технологии:

    КРАТКИЙ БРИФИНГ

    Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

    Судовые системы охлаждения

    При сгорании топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания лишь 38—42 % получаемой при этом теплоты превращается в полезную работу. Остальная теплота — это неизбежные тепловые потери. Примерно половина потерянного тепла уходит в атмосферу с продуктами сгорания топлива, остальная часть передается деталям, соприкасающимся с горячими газами. Если эти детали не охлаждать, то работа двигателя станет невозможной и он выйдет из строя. Невозможной станет и смазка двигателя, так как смазочное масло будет сгорать. Во избежание этого все детали и узлы двигателя, соприкасающиеся с горячими газами, необходимо охлаждать. Обязательному охлаждению подлежат цилиндры, крышки цилиндров и выпускной коллектор.

    Для обеспечения непрерывной подачи воды (пресной или забортной) для охлаждения двигателей, механизмов или аппаратов и предназначена система охлаждения судовой энергетической установки. На судне эта система обеспечивает подачу охлаждающей жидкости не только к главным двигателям, но и к таким механизмам, аппаратам и устройствам, как подшипники валопроводов, холодильники масла, паро- и электрокомпрессоры, конденсатные насосы и др.

    Для перемещения охлаждающей воды по трубопроводам к местам охлаждения необходимы насосы. Их включают в общую магистраль, от которой идут отростки, подводящие воду ко всем потребителям.

    Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания являются автономными, т. е. предусматривают наличие насосов пресной или забортной воды, которые обслуживают только данный двигатель.

    Системы охлаждения двигателей делятся на открытые (одноконтурные) и закрытые (двухконтурные). Открытая система на морских судах почти не применяется. В этой системе охлаждение двигателя производится забортной водой, которая насосом прокачивается по всей системе охлаждения и отводится за борт. Систему открытого типа допустимо применять там, где температура нагрева выходящей из двигателя воды не превышает 55 °С. При большей температуре растворенные в воде соли становятся нерастворимыми и оседают на омываемых водой поверхностях в виде накипи, ухудшая условия теплоотдачи, а также засоряя проточные каналы и полости охлаждения, особенно в литых конструкциях головок и блоков цилиндров двигателей. Это нарушает нормальное протекание рабочего процесса в двигателе и может служить причиной аварии.

    На рис. 3.58 изображена схема открытой системы охлаждения двигателя. Забортная вода при открытом кингстоне 10 поступает в теплый ящик забортной воды 9, снабженный фильтром. Кингстон открывается и закрывается рукояткой 5, выведенной на крышку ящика. При открытом приемном клапане 11 вода для охлаждения забирается насосом 12 и по трубе 13 подается к двигателю. Поступившая в полость охлаждения блока цилиндров 1 вода поднимается вверх и перетекает в крышки 2 цилиндров, откуда через патрубок 3 направляется в полость охлаждения выпускного коллектора 6. Из последнего она отводится за борт по трубе 7. Температура охлаждающей воды, прошедшей через каждый цилиндр, контролируется термометром 4 и регулируется клапаном 5 путем пропуска большего или меньшего количества воды, проходящей через него. Давление воды во время работы системы контролируется манометром 14.

    В большинстве современных судовых дизелей применяется закрытая система охлаждения. В этой системе для охлаждения работающего двигателя используется пресная вода, непрерывно циркулирующая в замкнутой системе охлаждения, которая состоит из двух контуров: внутреннего и внешнего. Первый служит для охлаждения двигателя, второй — для охлаждения воды, циркулирующей во внутреннем контуре. Для охлаждения пресной воды устанавливают водо-водяной холодильник, через который прокачивается забортная вода.

    На рис. 3.59 приведена схема закрытой системы охлаждения двигателя. Циркуляционным насосом 15 пресная вода по внутреннему контуру подается в блок цилиндров 1. Охладив крышку 2 цилиндра двигателя, вода по патрубку 3 поступает в полость охлаждения выпускного коллектора 5, а оттуда в термостат или в терморегулятор 7, который служит для автоматического регулирования температуры воды, прошедшей через двигатель. Если температура этой воды окажется выше требуемого значения, то термостат большую часть воды пропустит в холодильник 11, а меньшую — в трубу 16, Таким образом, в термостате постоянно происходит перераспределение двух потоков воды: подводимой к насосу 15 и вновь направляемой на охлаждение двигателя.

    Температура воды контролируется термометром 6. В связи с высокой температурой воды, выходящей из двигателя, в отдельных точках внутренних полостей, заполненных водой, образуется некоторое количество пара. Пар отводится по трубе 4 в расширительный бак 5, являющийся компенсатором объема, в который по трубе 9 вытесняется избыточное количество расширившейся при нагревании воды. Благодаря этому предотвращается нарушение плотности соединений элементов системы.

    Забортная вода через кингстон 13 и приемный клапан 14 забирается насосом 12 и прогоняется через холодильник, где охлаждает пресную воду внутреннего контура, после чего отводится за борт по трубе 10. Такая система охлаждения двигателей предохраняет полости охлаждения двигателя от отложения солей и уменьшает вероятность образования коррозии и электрохимической эрозии. Установленный на приемной ветви фильтр забортной воды предохраняет систему от попадания ила и песка.

    В двигателях с высокой средней температурой цикла приходится применять охлаждение поршней путем подвода охлаждающей жидкости в их головки. В частности, это можно осуществить с помощью специального телескопического механизма. Как видно на рис. 3.60, охлаждающая жидкость подается в трубу 1 телескопического механизма поршня, далее переходит в подвижную трубу 5, укрепленную в поршне 4, а затем в полость 5 поршня и охлаждает его головку. Отвод жидкости можно произвести с помощью такого же телескопического механизма, расположенного с другой стороны поршня. Имеющийся на телескопической трубе сальник 2 не допускает пропуска охлаждающей жидкости в картер двигателя.

    Читать еще:  Шевроле круз не заводиться после мойки двигателя

    Литература

    Судовые системы и трубопроводы — Овчинников И.Н., Овчинников Е.И. [1988]

    Назначение, устройство и работа системы охлаждения ДВС

    Введение

    Цель письменной экзаменационной работы состоит в изучении проведения технического обслуживания и ремонта системы охлаждения ДВС ВАЗ-2109.

    Исходя из этого, выстраивается ряд задач, а именно:

    — ознакомиться с назначением системы охлаждения ДВС;

    — изучить общее устройство системы охлаждения ДВС;

    — рассмотреть работу системы охлаждения ДВС;

    — изучить процесс проведения диагностики;

    — изучить процесс технического обслуживания системы охлаждения ДВС;

    — ознакомиться с видами неисправностей системы охлаждения ДВС и их ремонтом;

    — изучить регламентацию по охране труда;

    — разработка предложений по охране окружающей среды.

    Назначение, устройство и работа системы охлаждения ДВС

    Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для

    поддержания его рабочей температуры в как можно более узких пределах. Сама по себе эта задача нетривиальна т.к. вся система по своей сути нестатична — в зависимости от режима работы двигателя и условий окружающей среды меняется как количество выделяемого двигателем тепла, так и количество тепла, которое способен рассеять радиатор системы охлаждения без его принудительного обдува.

    Системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания подразделяются на два основных типа: жидкостную; воздушную. Каждая из этих систем имеет свои: достоинства и недостатки.

    Воздушная система охлаждения имеет следующие преимущества: простота конструкции и обслуживания, меньший вес двигателя, пониженные требования к температурным колебаниям окружающей среды. Недостатками двигателей с воздушным охлаждением являются большая потеря мощности на приводе охлаждающего вентилятора, шумная работа, чрезмерная тепловая нагрузка на отдельные узлы, отсутствие конструктивной возможности организации цилиндров по блочному принципу, сложности с последующим использованием отводимого тепла, в частности – для обогрева салона. В современных двигателях автомобилей система воздушного охлаждения встречается довольно редко, и основное распространение получила система жидкостного охлаждения закрытого типа.

    Жидкостная (водяная) система охлаждения двигателя

    Схема системы охлаждения двигателя: 1.Расширительный бачок

    Радиатор системы рециркуляции отработавших газов 3.теплообменик отопителя 4.датчик температуры охлаждающей жидкости 5.насос охлаждающей жидкости 6.датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе радиатора 7.термостат 8.масляный радиатор 9.дополнительный насос охлаждающей жидкости 10.радиатор системы охлаждения

    Система жидкостного охлаждения позволяет равномерно забирать тепло у всех узлов двигателя, независимо от тепловых нагрузок. Двигатель водяного охлаждения является менее шумным относительно двигателя с воздушным охлаждением, менее склонен к детонации, быстрее разогревается при запуске.

    Устройство системы охлаждения двигателя:

    Основными элементами системы жидкостного охлаждения двигателя как бензинового, так и дизельного являются:

    Водяная рубашка» двигателя;

    2.радиатор системы охлаждения;

    3.вентилятор;

    4.центробежный насос (помпа);

    Термостат;

    Расширительный бачок;

    Радиатор отопителя;

    Элементы управления.

    Водяная рубашка» представляет собой сообщающиеся полости между двойными стенками двигателя в местах, откуда необходим отвод избыточного тепла посредством циркуляции охлаждающей жидкости.

    Радиатор системы охлаждения служит для отдачи тепла в окружающую среду. Радиатор выполняется из большого количества изогнутых (в настоящее время чаще всего алюминиевых) трубок, имеющих дополнительные ребра для повышения теплоотдачи.

    Вентилятор предназначен для усиления потока набегающего воздуха на радиатор системы охлаждения (работает в сторону двигателя) и включается посредством электромагнитной (иногда – гидравлической) муфты от сигнала датчика при превышении порогового значения температуры охлаждающей жидкости. Вентиляторы охлаждения с постоянным приводом от двигателя встречаются в настоящее время довольно редко.

    4.Центробежный насос (помпа) служит для обеспечения бесперебойной циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения работающего двигателя. Привод помпы от двигателя осуществляется механическим путем: ремнем, реже — шестернями. Некоторые двигатели, как-то: двигатели с турбонаддувом, непосредственным впрыском топлива, могут оснащаться двухконтурной системой охлаждения — дополнительной помпой для указанных агрегатов, подключаемой по команде с электронного блока управления двигателем при достижении порогового значения температур.

    Термостат – прибор, представляющий собой биметаллический, реже — электронный клапан, установленный между «рубашкой» двигателя и входным патрубком радиатора охлаждения. Назначение термостата – обеспечение оптимальной температуры охлаждающей жидкости в системе. При холодном двигателе термостат закрыт, и циркуляция охлаждающей жидкости происходит «по малому кругу» — внутри двигателя, минуя радиатор. При увеличении температуры жидкости до рабочего значения термостат открывается, и система начинает работать в режиме максимальной эффективности.

    Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания в большинстве своем представляют собой системы закрытого типа, а потому в их состав включается расширительный бачок, компенсирующий изменение объема жидкости в системе при изменении температуры. Через расширительный бачок обычно и заливается охлаждающая жидкость в систему.

    Радиатор отопителя – это, по сути, радиатор системы охлаждения, уменьшенный в размерах и установленный в салоне автомобиля. Если радиатор системы охлаждения отдает тепло в окружающую среду, то радиатор отопителя – непосредственно в салон. Для достижения максимальной эффективности отопителя забор рабочей жидкости для него из системы осуществляется в самом «горячем» месте — непосредственно на выходе из «рубашки» двигателя.

    Основным элементом в цепи устройств управления системой охлаждения является температурный датчик. Сигналы с него поступают на контрольный прибор в салоне автомобиля, электронный блок управления (ЭБУ) с настроенным соответствующим образом программным обеспечением и, через него — на иные исполнительные устройства. Список этих исполнительных устройств, расширяющих стандартные возможности типовой системы жидкостного охлаждения достаточно широк: от управления вентилятором, до реле дополнительной помпы в двигателях с турбонаддувом или непосредственным впрыском топлива, режимом работы вентилятора двигателя после остановки, и так далее.

    Признаками неисправности системы охлаждения являются: подтекание охлаждающей жидкости, перегрев или переохлаждение двигателя. Кроме этого повышенный шум при работе жидкостного насоса, который возникает при выходе из строя его подшипников, также свидетельствует о неисправности системы охлаждения.

    Протекание охлаждающей жидкости может быть вызвано следующими причинами:

    1) негерметичное соединение шлангов системы охлаждения со штуцерами и патрубками;

    2) негерметичность спускных пробок и краника отопителя;

    3) неплотность соединения фланцев патрубков;

    4) повреждение шлангов;

    5) трещины в бачках или в середине радиатора;

    Переохлаждение двигателя, как правило, вызвано неисправностью термостата. Работа двигателя при низкой температуре охлаждающей жидкости может привести с усиленному изнашиванию деталей кривошипно-шатунного механизма и к потере мощности по причине ухудшения условий смазки.

    При ремонте или замене элементов системы охлаждения необходимо полностью или частично слить охлаждающую жидкость. Для этого следует отвернуть сливные пробки или краники и открыть крышку радиатора или расширительного бачка. Для того чтобы можно было после ремонта вновь использовать жидкость, сливать ее следует в чистую посуду.

    Необходимо ежедневно проверять натяжение ремня привода жидкостного насоса и генератора, а также контролировать уровень охлаждающей жидкости и ее протекание. Во время работы двигателя, а также после его остановки уровень жидкости повышен из-за ее температурного расширения. Поэтому контроль уровня жидкости осуществляется на холодном двигателе. В качестве охлаждающей жидкости чаще всего применяют «Тосол-А40» и «Тосол-А65». Не допускается попадание в охлаждающую жидкость нефтепродуктов, потому что это приводит в резкому вспениванию охлаждающей жидкости, что, в свою очередь, приводит к перегреву двигателя. Кроме этого из-за вспенивания может произойти выброс жидкости из радиатора или расширительного бака.

    Для автомобилей, которые эксплуатируются круглогодично в южных регионах страны или в районах средней полосы и Севера в теплое время года, допускается заливать в качестве охлаждающей жидкости чистую или дистиллированную воду. Для этого сливают низкозамерзающую жидкость, затем заливают до полного уровня воду, запускают двигатель и прогревают его до температуры 80-90 °С. После этого двигатель останавливают, воду сливают и окончательно заполняют системы чистой водой. Однако следует учитывать, что применение даже чистой и мягкой воды приводит к образованию накипи, поэтому рекомендуется при заливке добавлять в воду препарат «Антинакипин». Если в системе охлаждения установлен алюминиевый радиатор, то не рекомендуется применять в качестве охлаждающей жидкости воду, так как это может привести к окислению трубок.

    Через каждые 60 000 км пробега или через два года эксплуатации необходимо производить замену тосола на новый. Замена охлаждающей жидкости осуществляется в следующем порядке:

    1) снимается пробка заливной горловины расширительного бачка;

    2) открывается кран отопителя салона кузова;

    3) выворачиваются сливные пробки радиатора и блока цилиндров;

    Список использованной литературы

    С.К.Шестапалов. Устройство, то и ремонт легковых автомобилей. Учебник. М.Академа, 2007.-544с.
    В.И.Карагодин, Н.Н.Митрохин. Ремонт автомобилей и двигателей. Учебник водителя. М..ИЦ «Академия», 2005.-496с.
    Ю.И.Боровских и др.. Устройство, то и ремонт авто: Учебник.-М..Транстпорт, 2006.-528с.
    А.С.Кузнецов. Слесарь по ремонту автомобилей(моторист): Учебное пособие.-М.:Транспорт, 2006.-430с.

    Введение

    Цель письменной экзаменационной работы состоит в изучении проведения технического обслуживания и ремонта системы охлаждения ДВС ВАЗ-2109.

    Исходя из этого, выстраивается ряд задач, а именно:

    — ознакомиться с назначением системы охлаждения ДВС;

    — изучить общее устройство системы охлаждения ДВС;

    — рассмотреть работу системы охлаждения ДВС;

    — изучить процесс проведения диагностики;

    — изучить процесс технического обслуживания системы охлаждения ДВС;

    — ознакомиться с видами неисправностей системы охлаждения ДВС и их ремонтом;

    — изучить регламентацию по охране труда;

    — разработка предложений по охране окружающей среды.

    Назначение, устройство и работа системы охлаждения ДВС

    Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для

    поддержания его рабочей температуры в как можно более узких пределах. Сама по себе эта задача нетривиальна т.к. вся система по своей сути нестатична — в зависимости от режима работы двигателя и условий окружающей среды меняется как количество выделяемого двигателем тепла, так и количество тепла, которое способен рассеять радиатор системы охлаждения без его принудительного обдува.

    Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

    Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

    Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

    Общее устройство и работа системы охлаждения

    Система охлаждения представляет собой совокупность агрега­тов, устройств и механизмов, поддерживающих температуру дета­лей двигателя, соприкасающихся с горячими газами, в допусти­мых пределах. Количество отводимой от деталей двигателя тепло­ты зависит от мощности, скоростного и нагрузочного режимов.

    Излишний отвод теплоты не должен приводить к переохлажде­нию, а недостаточный — перегреву двигателя, так как это ухудша­ет его работу. Состояние теплового режима двигателя зависит от многих факторов, а именно: атмосферной температуры, работы отдельных механизмов и систем, которые могут оказывать влия­ние на перегрев и переохлаждение двигателя, а следовательно, на его работу, мощность, экономичность и износ деталей.

    Перегрев двигателя.Такое явление может быть вызвано следу­ющими причинами:

    Читать еще:  Ваз 2109 не заводится нагретый двигатель

    • недостаток охлаждающей жидкости в системе охлаждения;

    • накопление шлама внутри системы охлаждения;

    • слабое натяжение ремней вентилятора и водяного насоса;

    • поломка крыльчатки водяного насоса;

    • работа двигателя на бедной или богатой рабочей смеси, не соответствующей режиму работы двигателя;

    • неправильно установленное зажигание;

    • неполностью открытые жалюзи в летнее время;

    • притормаживание из-за неправильно отрегулированных тор­мозов;

    • неумелое вождение автомобиля.

    При перегреве двигателя сильно разжижается моторное масло. Оно теряет вязкость, плохо удерживается на трущихся поверхнос­тях, в результате чего увеличивается их износ. Стекающее со стенок цилиндров масло ухудшает уплотнение поршня в цилиндре, из-за чего не только увеличивается износ деталей поршневой группы, но и возрастает прорыв газов в картер двигателя. Пары бензина, попа­дая в более холодный картер, конденсируются и, выпадая в масло, разжижают его. При рабочем ходе в картер прорывается большое количество отработавших газов, содержащих копоть, которая также выпадает в масло, загрязняя его. Такое масло требует более тща­тельной очистки, быстрее стареет, его необходимо чаще менять. Прорыв горючей смеси увеличивает непроизводительный расход бензина, снижает величину давления газов на днище поршня, вы­зывая снижение мощности. Поступающая в цилиндр горючая смесь перегрета, сильно расширена, что уменьшает весовой заряд цилин­дра. Таким образом, работа двигателя с перегревом вызывает увели­ченный износ деталей, падение мощности и перерасход топлива.

    Переохлаждение двигателя.В основном переохлаждение двигате­ля происходит из-за низкой наружной температуры. У переохлаж­денного двигателя масло густое, вязкое. Оно плохо продавливается в узкие зазоры, и трущиеся поверхности работают почти без смазки, что увеличивает их износ. Горючая смесь, поступающая в цилиндры, недостаточно прогревается, часть бензина, не успевая испариться, поступает в цилиндр в жидком виде, выпадает на днище поршня, а затем стекает по стенкам цилиндров в картер двигателя, смывая мас­ло, оголяя цилиндры и поршни. Это способствует интенсивному из­нашиванию цилиндропоршневой группы. Уменьшение слоя масла на зеркале цилиндров ухудшает уплотнение и приводит к увеличе­нию прорыва газов в картер двигателя. При такте сжатия увеличива­ется прорыв в картер горючей смеси, которая конденсируется и раз­жижает масло. При рабочем ходе увеличивается прорыв в картер от­работавших газов, загрязняющих масло копотью. Загрязненное ко­потью и разжиженное бензином масло требует более тщательной очи­стки, быстрее стареет, его необходимо чаще менять. Часть бензина не успевает испариться и стекает в картер двигателя, к тому же увеличивается прорыв горючей смеси из камер сгорания в картер. Та­ким образом, это топливо не участвует в горении, что приводит к уменьшению давления на днище поршня при рабочем ходе и потере мощности двигателя.

    Итак, при работе двигателя с недостаточным нагревом наблюда­ется перерасход топлива, резко увеличивается износ цилиндропоршневой группы, подшипников коленчатого и распределительного ва­лов, значительно снижается мощность двигателя.

    Оценка воздушной и жидкостной систем охлаждения.В воздуш­ной системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания (двига­тель автомобиля «Запорожец») теплота от стенок цилиндров и го­ловок блока передается воздуху, обдувающему двигатель, и выво­дится в атмосферу. В системе жидкостного охлаждения теплота, отводимая от двигателя, передается жидкости, прокачиваемой че­рез двигатель, и затем от жидкости воздуху, после чего теплота рассеивается в окружающей среде. Обе системы охлаждения спо­собны обеспечить нормальное тепловое состояние двигателя.

    Основным преимуществом воздушной системы охлаждения явля­ется отсутствие водяной рубашки, водяного насоса и радиатора. Та­ким образом, воздушная система охлаждения проще в устройстве, ее эксплуатационная надежность выше. Двигатели с воздушным охлаж­дением быстрее прогреваются после пуска, что способствует сниже­нию износа цилиндров и поршневых колец. Однако воздушная сис­тема охлаждения не обеспечивает равномерного охлаждения всех цилиндров, более сложен прогрев двигателя перед запуском.

    Преимуществом жидкостной системы является более равномер­ное охлаждение цилиндров. Эти двигатели изготавливаются с бло­ком цилиндров, что обеспечивает повышенную жесткость. У дви­гателей с воздушным охлаждением для лучшего отвода теплоты от цилиндров между ними делают разрывы для прохода воздушного потока. Двигатели с жидкостным охлаждением работают тише, так как цилиндры изолированы рубашкой охлаждения.

    Недостатком жидкостной системы является более сложное уст­ройство, большое количество приборов, расход дорогих цветных металлов, множество патрубков и резиновых шлангов, требующих герметичного соединения и регулярного наблюдения.

    Закрытые и открытые системы охлаждения.Степень нагрева­ния цилиндров зависит от частоты повторяемости рабочих ходов в цилиндрах, которая очень высока и, в свою очередь, зависит от частоты вращения коленчатого вала. Чем выше частота вращения коленчатого вала, тем сильнее нагревается верхняя часть цилинд­ров, особенно камеры сгорания. Это приводит к закипанию ох­лаждающей жидкости вокруг верхней части цилиндров и камер сгорания и образованию парового облака. Паровое облако препят­ствует прохождению охлаждающей жидкости к стенкам камер сго­рания, которые начинают перегреваться.

    В открытой системе охлаждения вода закипает при 100 «С, а в закрытой системе за счет повышения давления температура заки­пания охлаждающей жидкости повышается до 109. 115 «С. Теперь паровое облако вокруг цилиндров образуется значительно позднее. Наличие повышенного внутреннего давления в системе охлажде­ния будет способствовать продавливанию парового облака, и ох­лаждающая жидкость будет интенсивнее поступать к цилиндрам и охлаждать их.

    Открытые системы охлаждения в двигателях не применяются из-за значительных потерь охлаждающей жидкости вследствие ес­тественного испарения и кипения при нагреве двигателя. Доли­вать воду необходимо чистую, мягкую, но при эксплуатации авто­мобиля соблюсти это условие не всегда удается. Добавление жест­кой воды приводит к выпариванию солей из воды и отложению их в виде накипи на стенках рубашек охлаждения. Применение гряз­ной воды приводит к накоплению шлама. Все это вызывает нару­шения работы двигателя. Кроме того, при работе в горных услови­ях закипание охлаждающей жидкости в открытой системе являет­ся одной из причин, снижающих надежность работы двигателя.

    На современных двигателях применяются закрытые системы ох­лаждения. В такой системе охлаждения радиатор герметично за­крывается пробкой и не имеет свободного сообщения с атмосфе­рой. Система сообщается с атмосферой через два клапана, паро­вой и воздушный, расположенные в пробке радиатора или расши­рительного бачка. У двигателя «Волга» ГАЗ-31029 клапаны смон­тированы в пробке радиатора; в расширительном бачке также име­ется резиновый клапан, который, открываясь, при избыточном дав­лении выпускает пар, а при пониженном давлении пропускает воз­дух в расширительный бачок.

    Компоненты системы охлаждения.В систему охлаждения вхо­дят следующие приборы и детали: радиатор, жалюзи, вентилятор, водяной насос, термостаты, рубашка охлаждения двигателя, пат­рубки, шланги, краники, датчики и указатели температуры охлаж­дающей жидкости, датчики сигнализатора аварийного перегрева охлаждающей жидкости, кожух вентилятора, расширительный ба­чок, ремни привода приборов охлаждения. На многих моделях дви­гателей вентилятор приводится в работу от электродвигателя. У дизелей вентилятор приводится в работу гидромуфтой.

    Радиатор

    Радиатор предназначен для охлаждения воды или низкозамерзающих жидкостей.

    На автомобилях ЗИЛ-433100, ГАЗ-3307, ЗИЛ-5301, «Волга» ГАЗ-31029 и некоторых других радиатор имеет верхнийи нижнийбачки, между которыми находится сердцевина радиатора, изго­товленная из плоских трубок, припаянных к обоим бачкам. Для увеличения площади охлаждения между рядами трубок вставлена гофрированная латунная лента.

    В верхнем бачке имеется патрубок для соединения при помощи промежуточного патрубка и гибкого шлангас отводящим пат­рубкомрубашки охлаждения. Для заполнения системы охлаждающей жидкостью имеется горловина, герметично закрываемая пробкой. Это необходимо для создания повышенного давления внутри рубашки охлаждения, но чрезмерно повышать давление нельзя для предотвращения разрыва трубок. Для ограничения вы­сокого давления в пробке имеется паровой (выпускной) клапанс пружиной. Клапан имеет прокладкудля обеспечения плот­ности посадки на гнездо. Максимальное давление ограничивается в системах охлаждения ЗИЛ-433100 и -5301 величиной 0,065 МПа (0,65 кгс/см 2 ), «Волга» ГАЗ-31029 — 0,045. 0,060 МПа (0,45. 0,6 кгс/см 2 ). Если давление внутри системы охлаждения превысит эти величины, клапан открывается и часть пара через пароотводящую трубку выходит в атмосферу. Когда двигатель охлаждается, то в результате уменьшения объема охлаждающей жидкости внут­ри радиатора появляется разрежение, что может привести к сжа­тию трубок атмосферным воздухом. Для ликвидации разрежения в системе в пробке радиатора имеется воздушный клапанс пру­жиной. На клапане имеется прокладка, которая прижимает­ся к седлу. Клапан открывается при появлении разрежения в верхнем бачке радиатора у вышеперечисленных двигателей в пре­делах 0,001 МПа (0,01 кгс/см 2 ). В нижнем бачке радиатора имеют­ся патрубок для соединения при помощи гибкого шланга с пат­рубком водяного насоса и кран для слива охлаждающей жидко­сти. К верхнему и нижнему бачкам прикреплены боковые стойки, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойки и пластина образуют каркас радиатора.

    Для регулирования потока воздуха через сердцевину радиатора служат жалюзи, своим каркасом крепящиеся к радиатору. Управ­ляют ими при помощи тяги и рукоятки , находящейся в кабине водителя. Если рукоятку переместить вперед до отказа, створки жалюзи откроются полностью, и через сердцевину радиатора будет проходить максимальное количество воздуха; а если рукоятку пере­местить назад до отказа, то створки закроются и обдув сердцевины радиатора прекратится. Для поддержания определенного темпера­турного режима двигателя рукоятку можно установить в любом про­межуточном положении с помощью специального фиксатора. Для увеличения воздушного потока через сердцевину радиатора венти­лятор устанавливают в направляющем кожухе.

    На автомобилях ВАЗ-2120, -2111, -2112, -1111, -11113, «ГАЗель» трубки сердцевины радиатора располагаются горизонтально. Сер­дцевина радиаторов «ГАЗели» трубчато-ленточная с боковыми пла­стмассовыми бачками. Бачки соединены с остовом радиатора че­рез резиновую уплотнительную прокладку путем обжима опорной пластины по фланцу пластмассовых бачков. На бачках и верхней пластине остова радиатора имеются кронштейны для крепления радиатора к оперению кабины автомобиля. На правом бачке (по ходу автомобиля) имеется патрубок для соединения с корпусом термостата, а через него с рубашкой охлаждения двигателя. В ниж­ней части левого бачка имеется патрубок для соединения при по­мощи гибких шлангов с патрубком водяного насоса. На этом же бачке внизу имеется отверстие для слива охлаждающей жидкости, закрываемое пробкой.

    Двигатели автомобилей ВАЗ-2110, -2111,-2112,-1111 и -11113 оборудованы радиаторами с трубчато-пластинчатыми сердцевина­ми из алюминиевого сплава и с пластмассовыми бачками. Радиа­тор двухходовой, с перегородкой в левом по ходу автомобиля бач­ке. На левом же бачке в верхней части имеется патрубок, к кото­рому подсоединен гибкий шланг для отвода горячей воды в ради­атор из рубашки охлаждения двигателя. Здесь же есть патрубок меньшего диаметра, который соединяется гибким шлангом с рас­ширительным бачком и служит для отвода пара. В нижней части левого бачка имеется патрубок для подсоединения гибкого шлан­га, который через корпус термостата и шланг соединяется с пат­рубком водяного насоса.

    На правом бачке радиатора установлен датчик включения электровентилятора; в нижней части этого бачка имеется патрубок для слива охлаждающей жидкости, закрытый пробкой.

    Сердцевина радиатора закрывается кожухом, который служит для усиления воздушного потока. Вентилятор установлен на оси электродвигателя.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector