Arskama.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что применяют для системы охлаждения двигателя

1 Назначение, устройство и работа.

Система охлаждения служит для поддержания оптимального теплового режима двигателя с помощью регулируемого отвода тепла от наиболее нагретых деталей двигателя. Высокая температура газов вызывает интенсивный нагрев деталей. До 35% тепла от сгорания топлива в цилиндрах идет на нагрев деталей. Температурный режим двигателя не должен меняться в зависимости от нагрузки, и температуры окружающего воздуха. Принудительный отвод тепла предотвращает заедание (заклинивание) подвижных деталей при их расширении, выгорания масла, уменьшает трение и интенсивность износа.

Излишний отвод тепла не приводит к аварийной ситуации, но существенно ухудшает топливную экономичность, снижает мощность и срок эксплуатации двигателя. В этом случае конденсируются пары топлива, смывается смазка, разжижается масло. Поэтому двигатель следует охлаждать до оптимальной температуры – обеспечивающей получение максимальной мощности, экономичности и срока эксплуатации.

На современных поршневых двигателях применяют жидкостное или воздушное охлаждение. При воздушной системе охлаждения цилиндры и их головки для увеличения поверхностного охлаждения снабжены большим количеством ребер. Охлаждающий воздух от вентилятора поступает к цилиндрам по направляющим кожухам, обеспечивая их равномерное охлаждение. Нагретый воздух выходит через специальный раструб в котором установлена воздушная заслонка, поворотом которой (вручную или автоматически) меняется интенсивность охлаждения. В воздушной системе охлаждения отсутствует радиатор, жидкостный насос, каналы и трубопроводы для охлаждающей жидкости, поэтому к преимуществам такой системы относятся простота конструкции, уменьшение массы, удобство обслуживания и, кроме того, исключается опасность размораживания двигателя зимой. Размораживание, т.е. замерзание воды в системе водяного охлаждения, приводит к образованию трещин в блоке цилиндров. К недостаткам воздушной системы охлаждения относятся необходимость сравнительно большой мощности двигателя для приведения в действие вентилятора и затрудненный пуск двигателя при низкой температуре.

Наибольшее распространение получили жидкостные системы охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, как более эффективные, менее шумные и обеспечивающие лучшие условия пуска и прогрева при низких температурах.

Принципиальная схема системы с принудительным охлаждением приведена на рис. 1. Основные элементы системы: рубашка охлаждения блока 1 и головки 2 цилиндров; центробежный насос 12, термостат 5, радиатор 7 объединяются с помощью соединительных патрубков 11.

Рис. 1 Принципиальная схема

Принудительная циркуляция жидкости обеспечивается насосом 12, приводимом от коленчатого вала двигателя. Жидкость соприкасается с нагретыми поверхностями рубашек охлаждения, нагревается и поступает в верхний бачок 6, радиатор по трубкам радиатора, обдувается воздухом, поступает в нижний бачок 7 радиатора, при этом охлаждается. Охлажденная жидкость по патрубку 11 поступает в насос 4 и вновь подводится к наиболее нагретым частям двигателя. Для быстрого прогрева в системе охлаждения установлен термостат 5. Когда двигатель не прогрет, запорный клапан закрыт и жидкость не может попасть в радиатор. Она циркулирует по «малому» кругу, включающему насос, рубашки, термостат. Поэтому она быстро прогревается, при этом запорный клапан открывается и в круг циркуляции включается радиатор. Проходное сечение клапана регулируется автоматически, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Дополнительно, температурный режим двигателя внутреннего сгорания может поддерживаться за счет изменения интенсивности воздушного потока – жалюзями или дополнительным электрическим вентилятором.

Основная особенность системы охлаждения современного двигателя – принудительный способ охлаждения каждой из рабочей поверхностей без смены направления движения жидкости. В этом случае эффективно используется тепловое движение жидкости (за счет разности температур слоев), совпадающее по направлению с циркуляцией за счет насоса. Другая особенность – возможность циркуляции жидкости одновременно по «большому» и «малому» кругу циркуляции, и по каждому контуру в отдельности.

Большой коэффициент объемного расширения охлаждающей жидкости делает обязательным применение расширительного бачка 10 в системе охлаждения.

Контроль температуры охлаждающей жидкости осуществляется с помощью дистанционных магнитоэлектрических термометров, состоящих из указателей и встроенных в систему охлаждения датчиков. О перегреве жидкости в системе охлаждения сигнализирует контрольная лампочка, установленная на щитке приборов (автомобили (ЗИЛ-130, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10) и соединенная с термодатчиком, ввернутым в верхний бачок радиатора.

Читать еще:  Урал мотоцикл двигатель расход

Кроме основного назначения, система охлаждения двигателя используется для отопления пассажирского помещения кузовов легковых автомобилей и автобусов, а также кабин грузовых автомобилей. Для этой цели в отопительной системе имеются специально встроенные в салон кузова или кабины радиаторы, к которым через кран и шланги нагретая жидкость подается из системы охлаждения двигателя.

В качестве охлаждающих жидкостей применяется вода или ее этиленгликолевые смеси – антифризы. Температура кипения этих жидкостей значительно превышает 100 °С, а присадки значительно уменьшают коррозию металлов, трения, вспенивания, стабилизируют химический состав. Широкое распространение получили смеси, замерзающие при низкой температуре: ТОСОЛ А-40 и ТОСОЛ А-65. Оба антифриза получаются разбавлением технического этиленгликоля водой, например ТОСОЛ А-40 представляет собой 50%-ную смесь воды с этиленгликолем, которая при температуре – 40 °С превращается не в лед, а в густую массу, не вызывающую повреждения блока цилиндров или радиатора.

Жидкий герметик: как быстро устранить течь в системе охлаждения автомобиля

Только в этом случае можно быть уверенным в том, что двигатель зимой не замерзнет, не станет перегреваться, да и отопление салона будет в норме. Поэтому рекомендации производителей, касающиеся регулярной проверки и поддержания уровня охлаждающей жидкости(ОЖ) в расширительном бачке, следует выполнять безоговорочно. При этом очевидно-важным условием нормальной работы системы охлаждения является герметичность ее узлов и стыковочных элементов — шлангов, соединителей, патрубков. И если в них обнаружились дефекты — трещины или, что еще хуже, отверстия, то деталь нужно незамедлительно менять, для чего в большинстве случаев приходится обращаться в сервисный центр.

Между тем, нередко повреждение какого-то элемента системы охлаждения (например, радиатора) выявляется уже в пути. Что делать и как быть, особенно в ситуации, когда на улице ночь и до ближайшего сервис центра еще несколько десятков километров? Опытный водитель ответит сразу: всегда держать в машине про запас баночку со специальным герметиком, который часто еще называют как герметик радиатора. Действительно, выручить в подобных переделках сможет только препарат, обеспечивающий экспресс-герметизацию места повреждения.

Сегодня таких продуктов в продаже предостаточно, и представлены они, в основном, в виде жидкостей, в состав которых входят полимер-содержащие мелкодисперсные компоненты. Именно они, циркулируя вместе с ОЖ по системе, формируют в зоне дефекта своеобразную эластичную «заплатку», предотвращающую течь антифриза. Жидкий герметик обычно применяют так: заливают в систему охлаждения через горловину радиатора (на остывшем моторе), затем запускают двигатель и ждут определенное время. Обычно уже через несколько минут в зоне дефекта (откуда вытекает антифриз) начинается процесс полимеризации, а еще минут через 7−10 течь может быть полностью ликвидирована. Главное, чтобы в процессе герметизации уровень ОЖ в системе не опускался ниже нормы. Например, если часть антифриза успела вытечь, его объем надо либо восполнить, либо просто добавить в систему воды.

Естественно, подобные автомобильные герметики не всесильны. Они могут «латать» только небольшие — пару-тройку миллиметров в диаметре — отверстия, о чем, кстати, далеко не каждый производитель указывает в инструкции. Именно поэтому портал «АвтоВзгляд» провел редакционный сравнительный тест и попытаться оценить реальные герметизирующие свойства конкретного продукта. Для этого мы с экспертами сайта «АвтоПарад» пробрели в столичных автомагазинах шесть герметиков системы охлаждения, представленных четырьмя отечественными (Lavr, Felix, ASTROhim, Fill Inn) и двумя импортными (немецким Liqui Moly и японским KYK) брендами.

Автотранспорт — правила, нормы, положения

эксплуатация автомобильного транспорта

  • Все статьи (карта сайта)
  • Главная
  • Обратная связь

5. Вода для системы охлаждения.

Вода для системы охлаждения.

Вода для системы охлаждения в качестве охлаждающей жидкости для двигателей внутреннего сгорания широко применяется наравне с низкозамерзающими смесями (антифризами).

При положительных температурах вода отвечает практически всем требованиям к охлаждающим жидкостям. Недостатками ее являются высокая температура замерзания (0°С), свойства образовывать накипь и вызывать коррозию металлов.
Пригодность воды для применения в качестве охлаждающей жидкости определяет значение ее жесткости, которая зависит от содержания в воде растворимых солей кальция и магния.
Жесткая вода содержит много растворимых солей, которые при ее нагревании до температуры выше 80°С выпадают в осадок, образуя накипь. Грунтовые воды (колодезная, родниковая, артезианская) являются жесткими, дают большое количество накипи и непригодны для заливки в систему охлаждения двигателей без предварительного умягчения.
Накипь обладает низкой теплопроводностью, ухудшает отвод тепла от стенок двигателя и нарушает его тепловой режим, вызывая перегрев.
В таблице 1 приведены значения перерасхода топлива и потери мощности двигателя в зависимости от толщины слоя накипи.
Таблица 1.

Читать еще:  В каких двигателях есть якорь
Толщина слоя накипи, ммПерерасход топлива, %Потеря мощности двигателя, %
1,03,5-4,04,5-5,0
2,04,0-7,05,0-10,0
3,07,00-10,010,0-15,0
4,010,0-14,015,0-25,0

Единица жесткости воды – миллиграмм – эквивалент на 1 литр воды (мг∙экв/л).
Один мг∙экв/л жесткости соответствует содержанию в 1 л воды 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния.
Вода считается мягкой, если в ней содержится солей до 3,0 мг∙экв/л, средней жесткости – 3,0-6,0 мг∙экв/л и жесткой – более 6,0 мг∙экв/л.
Вода с жесткостью выше 3,0 мг∙экв/л подлежит обязательному умягчению.
Способы умягчения воды:
а) длительным кипячением (30-40 мин);
б) добавлением соды (6,0-7,0 г каустической, 10-20 г кальцинированной на 10 л воды);
в) обработкой тринатрийфосфатом (для осаждения 1 мг∙экв солей в 1 литре воды требуется 20 мг безводного тринатрийфосфата);
г) магнитной обработкой воды.
Перед заливкой в систему охлаждения умягченная вода должна быть профильтрована для удаления выпавших солей.
Антинакипины.
В случаях, когда затруднено применение умягченной воды, в систему охлаждения вводятся присадки, которые предотвращают отложение накипи и образуют защитные антикоррозийные пленки. Для этих целей широко используется хромник К2Cr2O7 (3-5 граммов на 1 литр воды) и гексаметафосфат натрия (5-6 граммов на 1 литр воды).
Удаление накипи.
а) содовым раствором: при использовании кальцинированной соды готовится раствор из расчета 100-150 г соды и 50 г керосина на 1 литр воды; при использовании каустической соды – 50-60 г каустика и 25 г керосина на 1 литр воды. Одним из этих растворов заполняется система охлаждения, двигатель работает 10-12 часов при нормальном тепловом режиме. Затем раствор сливается, а система охлаждения промывается холодной водой 2-3 раза.
б) 2% – раствором технической соляной кислоты (кроме двигателей с алюминиевыми деталями).
Раствор состоит из 53 мл соляной кислоты и 1 литра воды (кислота наливается в воду). При заполнении системы охлаждения этим раствором накипь растворяется с выделением углекислого газа. После окончания выделения газа раствор сливается, система промывается водой. После этого в систему на 1 час заливается 2%-ный раствор технической соды, состоящий из 20 г соды на 1 литр воды. Этим раствором нейтрализуются остатки кислоты. Затем раствор сливается и система промывается водой.
Природная мягкая вода.
К ней относятся дождевая и снеговая вода, в которых почти нет растворимых солей. Вода больших рек (Волга, Днепр, Обь и другие), озер из северного и Северно-Восточного районов страны также является мягкой и пригодной для использования в системе охлаждения. Воду из этих водоемов заливают в систему охлаждения только после фильтрации или отстаивания.

Устройство автомобилей

Система охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался во время работы, поскольку и перегрев и переохлаждение вредны двигателю.

Сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя сопровождается выделением значительного количества теплоты. Если двигатель не охлаждать, или охлаждать недостаточно, то его детали могут нагреться до высокой температуры, а это уменьшает их прочность, вызывает значительные тепловые деформации и изменение размеров, ухудшает свойства и снижает вязкость масла смазочной системы, отрицательно сказывается на наполнении цилиндров горючей смесью, вызывает интенсивное отложение нагара на деталях.
Все это может привести к снижению эффективности работы двигателя и даже его отказу из-за потери работоспособности отдельных деталей, агрегатов и узлов.

Читать еще:  Электростатический двигатель литовченко как собрать

Переохлаждение двигателя тоже крайне нежелательно. Оно сопровождается ростом механических потерь из-за повышения вязкости масла, ухудшением процессов смесеобразования и сгорания (особенно в дизелях), следствием чего являются повышенный расход топлива, снижение эффективности работы двигателя, интенсивный коррозийный износ деталей из-за отложения конденсата, и увеличение выброса в атмосферу токсичных продуктов неполного сгорания топлива.

Оптимальным для работы двигателя внутреннего сгорания является узкий температурный диапазон, который, например, у двигателей с жидкостной системой охлаждения, характеризуется температурой охлаждающей жидкости 85. 95 ˚С.

Требования к системе охлаждения

В связи с основным назначением, к системе охлаждения двигателя предъявляются следующие требования:

  • автоматическое поддержание оптимального теплового режима в двигателе, независимо от режима его работы и внешних условий;
  • надежная работа в условиях повышенных вибраций;
  • малые габариты, масса и металлоемкость;
  • технологичность и удобство в техническом обслуживании;
  • быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры;
  • длительное сохранение теплоты после остановки двигателя;
  • малые энергетические затраты на функционирование (затраты энергии двигателя, связанные с приводом агрегатов системы охлаждения);
  • экологическая безопасность и минимальное коррозийное воздействие применяемых теплообменных материалов на детали двигателя.

Способы охлаждения двигателя

Отвод теплоты от деталей двигателя осуществляется при помощи различных способов – применением принудительной системы охлаждения, охлаждением маслом смазочной системы, теплообменом с более массивными сопрягаемыми деталями, работающими в благоприятном температурном режиме, рассеиванием теплоты с рабочих поверхностей перегретых деталей и т. п.

Очевидно, что естественного теплообмена с перегретыми деталями двигателя недостаточно, чтобы поддерживать их оптимальную температуру в рабочем режиме, поэтому в современных двигателях применяется принудительный отвод теплоты от деталей, несмотря на то, что это связано с увеличением энергетических затрат и тепловых потерь рабочего цикла двигателя.
Принудительное охлаждение осуществляется с помощью жидкости или воздуха, поэтому различают двигатели жидкостного и воздушного охлаждения.

Преимущества и недостатки систем охлаждения

Каждый из способов принудительного охлаждения имеет свои преимущества и недостатки.
Воздушная система охлаждения проста в эксплуатации, однако не может полностью обеспечить нормального теплового состояния деталей двигателя из-за неравномерности их охлаждения. Возникает необходимость использования принудительного направления движения воздуха в сочетании с оребрением двигателей, что приводит к увеличению уровня шума при работе двигателя, снижению его мощности, а также удорожанию деталей.

Теплопроводность жидких теплоносителей в 20…25 раз выше, чем у воздуха, поэтому жидкостная система охлаждения обеспечивает более эффективный теплоотвод и создает равномерное температурное поле охлаждения. Такая система охлаждения более инерционна — двигатель медленно прогревается, но и медленнее охлаждается.
Однако жидкостная система сложнее устроена, содержит в своей конструкции дорогостоящие узлы и детали для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости и теплообмена с внешней средой (радиатор).
Кроме того жидкостная система включает различные трубопроводы (патрубки, трубки), каналы и полости в охлаждаемых деталях для подвода и циркуляции жидкости, которые могут давать течь, снижая надежность и повышая стоимость двигателя в целом.

При эксплуатации автомобилей в условиях низких температур в жидкостной системе охлаждения приходится применять специальные низкозамерзающие жидкости, имеющие достаточно высокую стоимость, что тоже отрицательно сказывается на экономических показателях.
Кроме того, применяемые в современных двигателях низкозамерзающие жидкости имеют более низкую теплопроводность, по сравнению с обычной водой, уменьшая тем самым основное преимущество жидкостной системы охлаждения перед воздушной.

Тем не менее, несмотря на перечисленные недостатки, в двигателях современных автомобилей наибольшее распространение получило жидкостное охлаждение, как более полно удовлетворяющее требованиям, перечисленным выше. Несмотря на сложность конструкции и связанные с этим удорожание и снижение надежности, жидкостная система охлаждения обеспечивает надежное поддержание рабочей температуры двигателя в заданных интервалах, и способна автоматически поддерживать ее в широком диапазоне нагрузочных режимов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector