Системы охлаждения двигателя – Система охлаждения двигателя: описание и принцип работы

Содержание

Подрубрика сайта: Система охлаждения двигателя

Для отведения излишков тепла, возникающего в процессе работы двигателя, и его более эффективного охлаждения в конструкции автомобиля предусмотрен специальный вентилятор.

Techautoport.ruTechautoport.ru

Помимо главной функции отвода тепла от основных узлов двигателя автомобиля, система охлаждения решает ряд дополнительных задач. Фактически она участвует

Techautoport.ruTechautoport.ru

Термостат системы охлаждения двигателя представляет собой устройство в виде клапана, реагирующее на температуру охлаждающей жидкости. Он позволяет автоматически

Techautoport.ru
Techautoport.ru

Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос, или помпа. Он может иметь механический или

Techautoport.ruTechautoport.ru

techautoport.ru

Система охлаждения двигателя автомобиля

Внимание
Система охлаждения двигателя выполняет одну из самых важных функций в ДВС, поэтому выход из строя всей системы или какого-либо элемента может привести к перегреву и выходу из строя двигателя. Движение и эксплуатация транспортного средства с неисправной системой охлаждения нежелательна или запрещена.

Назначение и действие системы охлаждения

Принципиальная схема системы охлаждения двигателя


Рисунок 4.31 Принципиальная схема системы охлаждения двигателя.

Система охлаждения служит для принудительного отвода тепла от цилиндров двигателя и передачи его окружающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызвана тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренние детали двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.

Системы охлаждения практически всех современных автомобилей не отличаются друг от друга. Принципиальная, обобщенная схема работы системы охлаждения приведена на рисунке 4.31, где красным цветом отмечена жидкость нагретая от деталей двигателя и синим – охлажденная в радиаторе системы.

В систему водяного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока цилиндров (о рубашках мы писали выше, изучая одноцилиндровый двигатель), радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами и водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.

При работе двигателя, приводимый от него в действие водяной насос (он же —помпа) создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания, охлаждая двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом, который просачивается мимо трубок под действием тяги, создаваемой вращающимися лопастями вентилятора. Охлажденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.

Схема системы охлаждения
Рисунок 4.32 Схема системы охлаждения.

Основные элементы системы охлаждения

 Радиатор

Радиатор


Рисунок 4.33 Радиатор.

Представляет собой набор тонких трубок, на которые нанизаны тонкие пластины для увеличения площади поверхности, предназначенной для отвода тепла. Вся работа радиатора заключается в том, чтобы охлаждать жидкость, которая циркулирует в его трубках.

На рисунке 4.34 приведен пример участка радиатора с различными вариантами исполнения.

Варианты исполнения радиатора системы охлаждения
Рисунок 4.34 Варианты исполнения радиатора системы охлаждения.

На верхней и нижней частях радиатора могут быть бачки, к которым подсоединены верхний и нижний патрубки системы охлаждения соответственно. Если есть бачки, то в верхнем, обычно расположена горловина для заливания охлаждающей жидкости. Если бачков нет, то горловина располагается прямо на радиаторе.

Для лучшего охлаждения жидкости трубки делают плоскими и располагают рядами в шахматном порядке. Поперек трубок установлены в большом количестве тонкие латунные пластины, называемые охлаждающими ребрами, которые увеличивают поверхность охлаждения сердцевины и способствуют более интенсивной отдаче тепла от воды воздуху, проходящему через сердцевину.

В системе охлаждения закрытого типа горловину радиатора плотно закрывают специальной пробкой с двойным паровоздушным клапаном (смотрите рисунок 4.35). Воздушный клапан пробки нагружен слабой пружиной и пропускает внутрь радиатора атмосферный воздух, устраняя возможность возникновения в бачке радиатора разрежения, появляющегося при конденсации паров воды. Паровой клапан нагружен более сильной пружиной и открывается для выпуска пара только тогда, когда давление в радиаторе превышает атмосферное и доходит до 1,28—1,38 кг/см2.

Крышка радиатора
Рисунок 4.35 Крышка радиатора.

 Водяной насос

Водяной насос (он же помпа) заставляет охлаждающую жидкость циркулировать по системе. Тип насоса – центробежный. Вращается насос при помощи приводного ремня, установленного на шкив коленчатого вала.

Насос представляет собой довольно простую конструкцию: вал, на одном конце которого установлена крыльчатка (показана на рисунке 4.36), а на втором – шкив для приводного ремня. Вал опирается на подшипник, установленный в крышке помпы. Зачастую корпусом для насоса служит полость или прилив в блоке цилиндров. Вода по подводящему патрубку поступает внутрь корпуса и подводится к центру вращающейся крыльчатки. При этом вода увлекается крыльчаткой, приобретает вращательное движение, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса и через выходной канал под напором поступает в водяную рубашку двигателя.

Водяной насос, крыльчатка
Рисунок 4.36 Водяной насос. Крыльчатка.

 Вентилятор

В былые времена вентилятор устанавливался на одной оси с валом водяного насоса, жестко крепился к приводному шкиву и гнал воздух для дополнительного охлаждения радиатора постоянно, пока работал двигатель, так как привод был от коленчатого вала. Летом это, может, и хорошо, а вот зимой, когда температуры окружающего воздуха и так достаточно для охлаждения, дополнительное охлаждение не на пользу. Так же при движении на автомобиле летом, когда часто приходится стоять в пробках, а двигателю работать на низких оборотах, охлаждение будет недостаточное ввиду отсутствия нормального потока воздуха от вентилятора.

Примечание
Здесь стоит отметить важность определенного (довольно узкого) диапазона рабочей температуры двигателя вне зависимости от времени года или нагрузки при работе. Как вывод: перегрев плохо, но и переохлаждение далеко не на пользу.

Но прогресс не стоял и не стоит на месте, потому, поняв, что в постоянно «включенном» вентиляторе пользы ни зимой, ни летом нет, решили установить вентилятор с электромотором, который включается по команде датчика температуры. Удобно – автомобиль быстро прогревается, а при достижении определенной температуры, начинает работать электровентилятор. В современных автомобилях у электровентилятора еще и два режима работы: быстрый и медленный. Управляет этим электроника.

Но есть и еще один способ заставить без электроники работать вентилятор в заданных режимах работы – установить вяскостную муфту. Эта муфта приводится во вращения ремнем от шкива коленчатого вала. Вентилятор «сидит» на оси и при отсутствии надобности в нем не вращается. Как только возникает необходимость в охлаждении, муфта срабатывает и вентилятор начинает вращаться, как бы соединяясь через приводной ремень с коленчатым валом.

 Термостат

Термостат — это клапан, установленный в корпус, который открывается при прогреве охлаждающей жидкости до нормальной рабочей температуры. Пример устройства и работы термостата приведен на рисунке 4.37. Система охлаждения двигателя устроена так, что имеет два круга обращения – малый и большой. Когда клапан термостата закрыт, охлаждающая жидкость при помощи водяного насоса циркулирует только в пределах головки и блока цилиндров, таким образом она быстро прогревается (малый круг). По мере прогрева охлаждающей жидкости, в частности, и двигателя в целом, начинает открываться клапан термостата, пуская охлаждающую жидкость циркулировать через радиатор – большой круг.

Примечание
При чрезмерном перегреве охлаждающей жидкости мощность двигателя и его экономичность снижаются. Если же охлаждающая жидкость, а следовательно, и двигатель, не прогреваются, то увеличивается конденсация топлива, вызывающая смывание смазки со стенок цилиндров и разжижение ее в картере, а также возрастают тепловые потери, что ведет к снижению мощности двигателя и увеличению расхода топлива.

Работа термостата
Рисунок 4.37 Работа термостата.

monolith.in.ua

Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

Главная » Советы по ремонту » Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

просмотров 9 236

Автомобильную систему охлаждения двигателя требуется периодически проверять. Многие значительные неисправности авто имеют причиной перегрев двигателя. Значение температуры сжигаемой топливовоздушной смеси достигает нескольких тысяч градусов. Соответственно, образуется большое количество тепла, которое требуется отвести, дабы не перегреть мотор, что может привести к серьёзным проблемам.

Система охлаждения двигателяСистема охлаждения двигателя

Проблемы перегрева двигателя

Неэффективная работа системы охлаждения может привести к превышению рабочей температуры поршней, уменьшению теплового зазора между поршнем и стенками цилиндра вплоть до нуля. Это вызывает задевания корпусом поршня стенок цилиндра, образование царапин, задиров. Также при перегреве моторное масло теряет смазывающие свойства, нарушается масляная плёнка. Двигатель из-за этого может заклинить.

Перегрев системы охлаждения и двигателя сопровождается разным из-за различных материалов расширением ГБЦ, блока и болтов крепления, что приводит к искривлению установочной поверхности головки, вытягиванию болтов, растрескиванию сёдел клапанов. Понятно, что после подобных изменений отремонтировать двигатель сложно, а иногда и невозможно.

Охлаждающие жидкости двигателя

Исправно работающая система охлаждения должна не допускать перегрева, однако для нормального функционирования системы требуется использование качественной охлаждающей жидкости. Незамерзающие при низких температурах технические жидкости называются антифризами (от англ. antifreeze). Сегодня антифризы производятся, как правило, на основе моноэтиленгликоля, представляющего собой густую жидкость с температурой кипения около 200 °C.

Задачей охлаждающей жидкости является не только охлаждение мотора, но и теплопередача для отопления салона, подогрева топлива зимой. Охлаждающая жидкость автомобиля должна удовлетворять следующим требованиям:

  • не замерзать во всей области рабочих температур двигателя;
  • иметь высокие значения теплоёмкости и теплопроводности;
  • не образовывать пену;
  • не разъедать пластик и резину патрубков;
  • не повреждать уплотнения;
  • смазывать, защищать от коррозии детали системы охлаждения и двигателя;
  • не откладывать накипь и другие отложения разного рода на внутренних стенках рабочей поверхности системы охлаждения

Принято различать понятия «тосол» и «антифриз». Считается, что тосол — это готовый продукт, а антифриз — концентрат. Хотя, конечно, по составу это одно и то же, просто с разным названием.

Автомобильные антифризы окрашиваются в заметные, яркие цвета:

  • зелёный,
  • оранжевый, или оттенки красного
  • голубой (синий),
  • бирюзовый

Делается это ради безопасности, ведь антифриз весьма ядовит. По мере использования жидкость теряет необходимые свойства — постепенно утрачиваются смазывающие и антикоррозийные параметры, повышается склонность к образованию пены.

Важно: Срок службы антифризов находится в пределах 2–7 лет.

Работа системы охлаждения

Работа системы охлажденияРабота системы охлаждения

После заводки авто совместно с двигателем начинает своё вращение насос системы охлаждения (называется также помпа, водяной насос)если конечно нет электронного подключения помпы. Во вращение помпа приводится ремнём газораспределительного механизма (ГРМ) или при помощи ремня навесного оборудования — это зависит от конструкции двигателя конкретной модели. Крыльчатка водяного насоса, вращаясь, прокачивает охлаждающую жидкость через систему. Для быстрого выхода на рабочую температуру в системе охлаждения автомобиля предусмотрен малый контур, то есть жидкость циркулирует только внутри двигателя, термостат закрыт, антифриз не подаётся в радиатор.

Как только двигатель прогреется до определённой температуры, термостат открывается, пропуская тосол или антифриз по большому контуру системы охлаждения. Жидкость проходит через радиатор, где охлаждается. Радиатор охлаждается наружным воздухом, свободно проходящим через решётку радиатора, или принудительно обдувается вентилятором. После охлаждения в радиаторе антифриз подаётся в систему охлаждения двигателя, забирает часть его тепла и снова направляется по большому кругу.

В радиатор установлен датчик включения вентилятора, который при достижении определённой температуры включает принудительный обдув или меняет скорость вентилятора. При изменении скорости вращения меняется количество проходящего через соты радиатора воздуха, соответственно эффективность охлаждения жидкости регулируется. По мере охлаждения жидкости в радиаторе вентилятор выключается. Если тосол становится холоднее значения срабатывания термостата, большой контур перекрывается, — циркуляция снова происходит по малому кругу.

В некоторых системах охлаждения применяются несколько датчиков температуры, место расположения датчиков:

  • на радиаторе системы охлаждения,
  • на головке блока цилиндров,
  • непосредственно на корпусе термостата.

Подобная схема работы является базовой, однако производители постоянно усовершенствуют системы охлаждения. В некоторых машинах отсутствуют датчики включения вентилятора, который запускается сигналом с блока управления двигателя в зависимости от показаний датчика температуры. Термостаты также могут управляться «мозгами» мотора, открывая и переключая контуры не автоматически, а по управляющему сигналу. В некоторых моделях на патрубках, ведущих к отопителю, установлены электромагнитные клапаны, регулирующие подачу ОЖ в радиатор печки. При неисправности эти клапаны могут стать причиной проблем системы охлаждения.

Одно из усовершенствований системы охлаждения является электронно регулируемая помпа, точнее привод помпы, который в зависимости от температуры двигателя подключает помпу или отключает ее, тем самым способствует более эффективной терморегулировки и быстрому прогреву системы охлаждения автомобиля.

Диагностика неисправностей систем охлаждения

Перегрев двигателя — это такой режим работы, который обусловлен закипанием охлаждающей жидкости. Однако проблемой является не один лишь перегрев. Эксплуатация мотора при постоянно пониженной температуре также является вредной, так как рабочая температура должна поддерживаться на определённом уровне. Холодный двигатель потребляет больше топлива, работает не с лучшей эффективностью, подвержен повышенным нагрузкам из-за повышенной вязкости системы смазки.

Поломки термостата, вентилятора, термореле и датчиков нарушает правильное функционирование охлаждающей системы. Если признаки нарушения температурного режима обнаружены вовремя и возникновения фатальных неисправностей не произошло, то ремонт, скорее всего, не будет слишком длительным и дорогим. Поэтому всеми специалистами рекомендуется следить за температурными режимами работы мотора.

Диагностику проблем и неисправностей следует начинать на холодном двигателе. Для начала нужно проверить правильность сочленения патрубков и трубок, сборку других элементов системы охлаждения, особенно если авто ремонтировалось незадолго до возникновения проблемы. Возможно, это смешно, однако известно много примеров, когда охлаждение не работает правильно из-за погрешностей сборки.

Некоторые из этих случаев:

  • после переборки мотора шланг вентиляции картера соединён с расширительным бачком ОЖ;
  • установлен «неродной» вентилятор охлаждения, из-за неправильного положения лопастей которого воздух направляется не в том направлении;
  • лопасти крыльчатки вентилятора свободно проворачиваются на валу;
  • разъёмы датчика или вентилятора окислены, шатаются или повреждены.

Нелишним будет также провести внешний осмотр радиатора, возможно, он загрязнён, забиты соты. Иногда негативно может сказываться слишком плотная защита двигателя, преграждающая путь воздуху снизу. Небольшая авария, приведшая только к поломке бампера, может привести к перегреву — в бампере бывают сформированы специальные направляющие, по которым проходит воздух к двигателю (VW Passat B5).

После визуального осмотра системы охлаждения нужно проверить уровень антифриза, исправность клапанов пробки радиатора или бачка, герметичность шлангов и патрубков. Имеет смысл определиться, что залито в систему — антифриз или просто вода.

Если первые шаги помогли вычислить какие-либо неисправности системы охлаждения двигателя, их необходимо устранить или учитывать при постановке «диагноза». Доливая жидкость, нужно не забывать, что далеко не в каждом автомобиле можно просто добавить антифриз, и всё. К примеру, у некоторых BMW при доливке ОЖ следует включать зажигание, а регулировки печки поставить на максимум, для того, чтобы открылись электромагнитные клапаны отопителя.

При появлении подозрений на воздух, попавший в систему охлаждения, нужно вывернуть специальные пробки, предназначенные для выпуска воздуха. Они располагаются, как правило, в самой высокой точке системы. Если в машине есть расширительный бачок, можно проверить, циркулирует ли жидкость. Если при планомерном прогреве двигателя внутрь салона из воздуховодов отопителя поступает холодный воздух, это первейший признак воздушного «пузыря» в системе.

Если термостат заведомо исправен, после прогрева радиатора нижний его патрубок и верхний должны иметь примерно одинаковую температуру. Большая разница температур этих патрубков свидетельствует о плохой циркуляции антифриза через радиатор.

Через определённый промежуток времени после открытия термостата, по мере достижения температуры срабатывания, должен включиться вентилятор охлаждения радиатора. Если система содержит не электрический вентилятор, следует проверить датчик замыкания электромагнитной муфты или функционирование вязкостной муфты. Признаком неисправности вязкостной муфты можно считать возможность остановки и удержания вентилятора рукой. Обязательно соблюдать осторожность! Попытку остановки осуществлять мягким предметом, для исключения вероятности травмы руки или повреждения крыльчатки. Воздушный поток в правильном случае должен быть направлен на двигатель.

Давление в охлаждающей системе автомобиля увеличивается пропорционально прогреву двигателя и плавно падает по мере его остывания. Если верхний патрубок, подходящий к радиатору, раздувает от повышения частоты вращения двигателя, то имеет смысл удостовериться, что в систему не попадает часть газов из мотора. Такое бывает, если прокладку ГБЦ пробило между каналом охлаждения и цилиндром или при повреждении самой головки блока. Одним из признаков этой проблемы выступает масляная плёнка в расширительном бачке. Также о газах сигнализируют пузырьки, появляющиеся в антифризе во время работы двигателя.

Примеров того, как неправильно работающая система охлаждения приводила к серьёзным, вплоть до замены двигателя, проблемам для владельца, множество. Основным выводом следует сделать одно — в работе автомобиля нет мелочей и неважных неисправностей. Нужно замечать все изменения, анализировать их, делать правильные выводы. Если же владелец авто не разбирается в этом, следует регулярно обслуживать машину у хороших специалистов.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья?Работа системы охлаждения Загрузка...

remontpeugeot.ru

Устройство приборов системы охлаждения | Системы охлаждения автомобиля

Радиатор состоит из верхнего 1 и нижнего 4 бачков, трубок 2, пластин 3, сливного крана 5, верхнего 7 и нижнего 6 патрубков, заливной горловины 9, пароотводной трубки и пробки 10.

Верхний и нижний бачки радиатора чаще всего делаются из латуни и соединяются между собой латунными трубками, концы которых впаиваются в бачки. К этим трубкам, чтобы увеличить поверхность охлаждения, припаиваются тонкие горизонтальные охлаждающие пластины. Верхний и нижний бачки радиатора снабжены патрубками для соединения с рубашкой охлаждения двигателя.

В верхнем бачке радиатора имеется горловина, через которую заливают жидкость в систему охлаждения.

Охлаждающая жидкость поступает в радиатор через верхний (входной) патрубок и возвращается к двигателю через нижний (выходной) патрубок.

Рис. Радиатор: 1 — верхний бачок; 2 — трубки; 3 — пластины; 4 — нижний бачок; 5 — кран; 6 — нижний патрубок; 7 — верхний патрубок; 8 — прокладки; 9 — заливная горловина; 10 — пробка

В заливную горловину впаян один конец пароотводной трубки, а другой конец ее выведен вниз под радиатор. Через пароотводную трубку удаляется избыток жидкости при расширении ее от нагревания и паров, образующихся в верхнем бачке радиатора. Горловина закрывается пробкой, имеющей крышку 3, паровой клапан 2 с уплотнительной шайбой 1 и пружиной 5 и воздушный клапан 4 с пружиной 6. Вследствие такого устройства пробки внутренняя полость системы охлаждения отъединяется от пароотводной трубки и, следовательно, от окружающей атмосферы.

Внутреннее давление в системе охлаждения, таким образом, ограничивается паровым и воздушным клапанами и при работе двигателя поддерживается несколько выше атмосферного, в результате чего температура кипения воды в замкнутой системе охлаждения становится выше 100° С.

Рис. Пробка заливной горловины радиатора: 1 — уплотнительная шайба; 2 — паровой клапан; 3 — крышка; 4 — воздушный клапан; 5 — пружина парового клапана; 6 — пружина воздушного клапана

Паровой клапан при избыточном давлении в пределах 0,1-0,3 кг/см2 открывается, что предотвращает вздутие и разрыв бачков и трубок радиатора. При этом паровой клапан 2, преодолевая сопротивление пружины 5, приподнимается, пар проходит внутрь корпуса пробки, а затем через отверстия в корпусе и пароотводную трубку в атмосферу.

Воздушный клапан 4 открывается, отгибая пружину 6 при падении давления в системе охлаждения ниже атмосферного. При этом атмосферный воздух через пароотводную, трубку, отверстие в корпусе пробки и воздушный клапан поступает во внутреннюю полость системы охлаждения, устраняя в ней разрежение.

Таким образом, воздушный клапан предотвращает сплющивание бачков и трубок радиатора атмосферным давлением, когда давление в системе охлаждения падает из-за остывания двигателя и превращения водяных паров в жидкость.

Для большей прочности радиатора к обоим его краям припаяны боковины. Радиатор вставлен в рамку, при помощи которой он крепится впереди двигателя. Чтобы обеспечить небольшое смещение, которое необходимо при возможных перекосах рамы (несущего кузова) автомобиля, под болты, крепящие радиатор, устанавливаются резиновые подушки или пружины.

Патрубки бачков радиатора соединяются с патрубками двигателя гибкими резино-тканевыми шлангами, которые закрепляются на патрубках стяжными хомутами. Вследствие этого радиатор и двигатель могут несколько смещаться один относительно другого без нарушения соединения.

Рис. Водяной насос: а — в сборе; б — детали насоса; 1 — самоуплотняющийся сальник; 2 — крыльчатка; 3 — вал; 4 — корпус

Жалюзи 6 устанавливаются впереди радиатора и служат для изменения интенсивности охлаждения радиатора потоком воздуха.

Жалюзи представляют собой пластины, укрепленные вверху и внизу шарнирно, управляют ими при помощи рукоятки из кабины водителя. Если рукоятка вдвинута, то жалюзи открыты и не препятствуют прохождению воздуха через радиатор. Если вытянуть рукоятку на себя, то жалюзи закрываются и резко ограничивают поток воздуха, просасываемый вентилятором через радиатор.

Водяной насос центробежного типа служит для принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения. Он устанавливается на переднем торце или сбоку блока цилиндров двигателя.

Основные части насоса: корпус 4, вал 3 с крыльчаткой 2 и самоуплотняющийся сальник 1.

При вращении крыльчатки охлаждающая жидкость, отбрасываемая центробежной силой от центра крыльчатки к стенкам корпуса насоса, через выходное отверстие направляется в рубашку охлаждения двигателя. В корпус насоса жидкость засасывается из нижнего бачка радиатора.

Попадание воды через зазор между валом 3 и корпусом 4 предотвращается самоуплотняющимся сальником 1, установленным в выточке переднего торца крыльчатки.

У большинства двигателей водяной насос вместе с вентилятором приводится в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала.

Вентилятор служит для усиления потока воздуха, охлаждающего радиатор.

Вентилятор имеет четыре—шесть лопастей. Лопасти крепятся на ступице под некоторым углом к плоскости вращения, что обеспечивает тягу потока воздуха во время работы вентилятора. Ступица вентилятора монтируется на конце валика водяного насоса или на валу, вращающемся в специальном кронштейне на передней стенке блока. Вентилятор приводится во вращение клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала.

Термостат помещается в выходном патрубке головки блока цилиндров. Он служит для ускорения прогрева охлаждающей жидкости после запуска двигателя и автоматической регулировки интенсивности циркуляции жидкости в зависимости от ее температуры.

Рис. Устройство и работа термостата: а — циркуляция охлаждающей жидкости при закрытом клапане термостата; б — циркуляция охлаждающей жидкости при открытом клапане; 1 — гофрированный баллон; 2 — запорный клапан

Термостат представляет собой закрытый тонкостенный гофрированный баллон 1, одно дно которого закреплено неподвижно, а другое соединено со штоком запорного клапана 2. Гофрированный баллон наполнен легкоиспаряющейся жидкостью, пары которой при нагревании расширяются и, преодолевая упругость стенок, удлиняют баллон и перемещают клапан.

При температуре охлаждающей жидкости, выходящей из головки блока цилиндров, ниже 65—68° С клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость через радиатор не циркулирует. В этом случае жидкость циркулирует по малому кругу: насос — рубашка охлаждения — термостат — насос (рис. а).

По мере нагревания жидкости клапан термостата начинает открываться и жидкость, продолжая циркулировать по малому кругу, одновременно поступает в радиатор. При полном открытии клапана, что происходит при температуре жидкости около 80—85° С, отверстия в стенках корпуса термостата перекрываются и жидкость циркулирует по большому кругу: насос — рубашка охлаждения — радиатор — насос (рис. б).

 

ustroistvo-avtomobilya.ru

Диагностирование и ТО системы охлаждения двигателя

Содержание страницы

1. Неисправности системы охлаждения

Необходимость ремонта системы охлаждения возникает в случае постоянного перегрева или переохлаждения охлаждающей жидкости (ОЖ), снижения уровня ОЖ в системе в результате утечки, возникновения электролиза в ОЖ и др.

Перегрев ОЖ вызывает детонацию двигателя, которая резко увеличивает износ цилиндров и поршневых колец, приводит к прогоранию поршней и снижению долговечности подшипников скольжения (вкладышей). Нарушение процесса сгорания топливновоздушной смеси при перегреве, увеличение сил трения приводят к возрастанию расхода топлива и снижению мощности двигателя. Понижение температуры ОЖ в рубашке охлаждения двигателя повышает износ деталей ЦПГ вследствие смывания со стенок цилиндров масла топливом. Происходит разжижение масла топливом, попадающим в масляный картер, более интенсивное образование смоляных и лакообразных отложений на поршнях и поршневых кольцах.

Понижение температуры ОЖ на каждые 10 °С от номинального значения уменьшает мощность двигателя на 1,5 % и увеличивает расход топлива на 2 %.

Перегрев двигателя может быть вызван: недостатком ОЖ в системе охлаждения из-за ее утечки или выкипания, засорением системы, обрывом или пробуксовкой ремня привода вентилятора, отказом в работе электро- либо гидромуфты вентилятора, заклиниванием термостата в закрытом состоянии или жалюзи в закрытом положении, неправильной установкой угла опережения зажигания.

Переохлаждение двигателя возможно при заклинивании термостата в открытом состоянии или отсутствии самого термостата, неисправности гидро- или электропривода вентилятора.

Одной из неисправностей современных систем охлаждения с радиатором, изготовленным из алюминия, и температурным датчиком включения вентилятора (термовключателем), находящимся под напряжением, является возникновение электролиза.

Электролиз — это реакция разложения раствора химических веществ при прохождении через них электрического тока. Характерные признаки протекания электролиза: засорение трубок радиатора, наличие белого налета возле его негерметичных мест и отложений зеленоватого цвета возле термовключателя. В случае появления таких симптомов необходимо тщательно проверить соединения электрических приборов системы охлаждения.

Для радиаторов, изготовленных из алюминия, не рекомендуется использовать в качестве ОЖ воду, так как при этом происходит коррозия трубок.

Подтекание ОЖ может быть вызвано негерметичностью соединений шлангов системы охлаждения со штуцерами и патрубками, неплотностью соединений фланцев патрубков, негерметичностью сливных пробок и краника отопителя, повреждением шлангов, трещинами в бачках и сердцевине радиатора, износом самоподжимного сальникового уплотнения жидкостного насоса.

2. Диагностирование системы охлаждения двигателя

Общее диагностирование технического состояния системы охлаждения заключается в определении ее герметичности и теплового баланса.

Заключение о герметичности системы делают, визуально убедившись в отсутствии утечки ОЖ при работающем и неработающем двигателе, а также по скорости убывания жидкости из расширительного бачка в процессе эксплуатации автомобиля.

О тепловом балансе системы судят по времени прогрева двигателя и поддержанию его номинальной рабочей температуры при нормальной нагрузке. Проверку производят с помощью указателя температуры охлаждающей жидкости.

Работа системы охлаждения считается удовлетворительной, если температура двигателя удерживается в пределах 85…95 °С при движении нагруженного автомобиля со скоростью около 90 км/ч.

Проверить общее состояние системы охлаждения и найти конкретные места утечки ОЖ можно при подаче воздуха под небольшим давлением в систему охлаждения.

Для проверки герметичности системы охлаждения можно использовать воздушную сеть (рис. 1, а), а в случае ее отсутствия, воздушный насос (рис. 1, б), которые подсоединяют к пробке расширительного бачка или радиатора.

С помощью редуктора или насоса поднимают давление до величины давления открытия пробки расширительного бачка (0,09…0,13 МПа) в течение 2 мин. Следят за показанием манометра: давление должно быть стабильным, в противном случае визуально определяют утечки ОЖ или проверяют охладители отдельных составных частей двигателя (системы рециркуляции, радиатор охлаждения масла и т.д).

Причиной быстрого убывания ОЖ в системе может быть неправильная работа клапана пробки расширительного бачка и ее недостаточная герметичность. При появлении этой неисправности необходимо проверить состояние клапана пробки и давление его открытия (значение давления указано в технических характеристиках данного двигателя).

Проверка герметичности системы охлаждения

Рис. 1. Проверка герметичности системы охлаждения с использованием воздушной сети (а) и воздушного насоса (б): 1 — пневморедуктор; 2 — манометр; 3 — герметизирующая насадка; 4 — радиатор; 5 — насос; 6 — пробка расширительного бачка

Работоспособность радиатора определяют по разности температур ОЖ в его верхней и нижней части, которая должна быть в пределах 8…12 °С. Уменьшение разности температур указывает на наличие накипи в трубках радиатора или на его загрязнение.

При проверке термостата его снимают с двигателя и помещают в емкость с жидкостью, имеющей температуру окружающего воздуха. Можно использовать обычную воду, но, учитывая, что температура ОЖ в современных двигателях может превышать 100 °С, желательно применять технический глицерин, температура кипения которого выше. В случае же использования воды можно установить только начало открытия клапана. Жидкость постепенно нагревают; при температуре 70…80 °С (в зависимости от модели двигателя) должно начаться открытие клапана термостата. За температуру начала открытия принимается та, при которой ход клапана, расположенного со стороны входного патрубка радиатора, составляет 0,1 мм. Для более точного определения величины хода можно использовать индикатор часового типа на кронштейне. Дальнейшее повышение температуры до 90…110 °С (в зависимости от модели двигателя) должно привести к полному открытию клапана (6…8 мм). Если после проведения вышеописанной проверки установлено, что термостат не удовлетворяет указанным условиям, его заменяют новым, так как ремонту он не подлежит.

При появлении утечки ОЖ из радиатора, если найти место утечки не представляется возможным, радиатор проверяют на герметичность. Существуют два способа проверки: непосредственно на автомобиле и при снятом радиаторе.

При проверке на автомобиле радиатор заполняют водой, все патрубки закрывают заглушками, оставив один открытым (через него в радиатор подают воздух под давлением примерно 0,1 МПа). По месту появления воды и определяют место утечки.

Однако из-за сложности доступа к радиатору удобнее проверять его, сняв с автомобиля. После снятия закрывают заливную горловину и все патрубки радиатора, оставив один открытым, через него подают в радиатор воздух под давлением примерно 0,1 МПа. Радиатор помещают в ванну с водой и наблюдают за появлением пузырьков воздуха, которые и укажут точное место утечки.

Жидкостный насос проверяют на отсутствие утечек через нижнее контрольное отверстие. Если при работе насос издает шум, проверяют также его осевой люфт. При появлении утечки ОЖ из жидкостного насоса, шума при работе и увеличенного осевого люфта насоса, его снимают с двигателя, разбирают, проверяют и при необходимости ремонтируют или заменяют насос.

Проверку электрических элементов системы охлаждения проводят с помощью сканеров и тестеров.

3. ТО системы охлаждения

В настоящее время систему охлаждения заполняют специальными незамерзающими жидкостями (антифризами), которые представляют смесь этиленгликоля и воды (плотность раствора 1067…1085 кг/м3) с добавлением антипенных и антикоррозионных присадок. Возможно использование и воды, но при этом на внутренних поверхностях элементов системы охлаждения образуются отложения солей кальция, магния и других металлов, содержащихся в воде.

Накипь имеет низкую теплопроводность и затрудняет теплообмен между водой и элементами системы охлаждения, уменьшает сечение трубок радиатора, ухудшает циркуляцию воды. Например, слой накипи толщиной более 1 мм способствует увеличению расхода топлива до 20…25 %, масла — до 25…30 %, снижению мощности двигателя до 10…20 %. Для уменьшения слоя накипи в систему охлаждения заливают умягченную воду с малым содержанием солей, получаемую электромагнитной обработкой воды (воду многократно прокачивают через силовое магнитное поле в направлении, перпендикулярном к силовым линиям). В результате вода приобретает новые свойства: содержащиеся в ней соли не образуют накипи и выпадают в виде шлама. Кроме того, она способствует растворению ранее образовавшейся накипи, превращая ее в легко смываемый порошок. Умягчать воду можно также: кипячением; добавлением соды, извести, нашатырного спирта; очисткой от солей пропусканием воды через минеральные, глауконитные или натрий-катионовые фильтры.

Если накипь все же есть, то ее удаляют, используя специальные вещества, которые подразделяются на щелочные и кислотные.

Основа щелочных составов — каустическая или кальцинированная сода (1 кг соды и 0,15 кг керосина на 10 л воды). Щелочные составы заливают в систему на 5…10 ч, затем на 15…20 мин запускают двигатель и сливают раствор. После этого целесообразно провести промывку системы охлаждения водой, так как щелочные растворы вызывают коррозию цветных металлов (алюминиевых сплавов головки цилиндров, латунных элементов радиатора и мест их спайки).

В качестве кислотных составов используют 5…10%-ный водный раствор соляной кислоты с добавлением 3…4 г/л утропина для предохранения черных металлов от коррозии. Шлам смывают водой, пропуская ее в направлении, обратном циркуляции охлаждающей жидкости.

После ремонта или замены элементов системы охлаждения, а также через каждые 60 тыс. км пробега, через три года или согласно предписаниям предприятия — производителя автомобиля ОЖ следует заменить. Необходимость замены обусловлена тем, что антикоррозионные компоненты, содержащиеся в системе, в процессе ее заполнения осаждаются на новых или отремонтированных и очищенных деталях с образованием стойкого антикоррозионного слоя.

Замена ОЖ должна производиться на непрогретом двигателе или подогретой жидкостью на прогретом двигателе во избежание его повреждения из-за резкого охлаждения металлических деталей: регулятор отопления в салоне устанавливают на максимальную степень нагрева, чтобы ОЖ заполнила радиатор отопителя, снимают крышку с расширительного бачка и открывают краники бачка радиатора и блока цилиндров (при их наличии).

Во многих современных автомобилях имеются специальные пробки для удаления воздуха из системы охлаждения; пробок может быть несколько или одна, расположенная обычно у корпуса термостата. Перед заполнением системы пробки отворачивают медленно непрерывной струей и заполняют систему жидкостью до тех пор, пока она не начнет вытекать через пробки. Затем пробки или краники затягивают, а жидкость доливают до отметки «MAX» расширительного бачка или, при его отсутствии, до нижней части горловины радиатора. Если уровень жидкости в расширительном бачке перестал понижаться, следует энергично 2–3 раза сжать нижний шланг радиатора.

После заполнения системы двигатель запускают, прогревают до рабочей температуры и дают поработать в течение 3…5 мин, периодически меняя частоту вращения коленчатого вала от минимальной до 3000 об/мин. Останавливают двигатель и при необходимости доливают охлаждающую жидкость.

В настоящее время для замены ОЖ применяются специальные установки (рис. 2). С помощью такой установки можно производить:

  • замену ОЖ без завоздушивания системы;
  • проверку системы охлаждения двигателя на герметичность;
  • проверку работоспособности клапана избыточного давления на крышке радиатора или расширительного бачка;
  • проверку работоспособности термостата автомобиля;
  • проверку реальной температуры жидкости в системе охлаждения двигателя;
  • проверку температурных датчиков;
  • контроль давления в системе охлаждения двигателя;
  •  проверку напряжения аккумулятора и генератора автомобиля.
установка для замены охлаждающей жидкости

Рис. 2. Общий вид установки для замены охлаждающей жидкости

Установку подключают к системе охлаждения автомобиля в верхний патрубок радиатора охлаждения. Замена ОЖ происходит на прогретом и заглушенном двигателе при подаче под давлением (0,3 МПа) новой охлаждающей жидкости.

Вышеописанная установка может применяться и для замены ОЖ в системе охлаждения автоматической коробки передач (АКП).

3.1. Основные работы, выполняемые при ТО системы охлаждения

Во время проведения ТО системы охлаждения выполняются работы, описанные ниже. ЕО. Проверить: действие системы отопления и обогрева стекол (в холодное время года), системы вентиляции; уровень ОЖ в системе охлаждения.

ТО‑1. Проверить осмотром герметичность системы охлаждения двигателя (в том числе пускового подогревателя), а также крепление на двигателе оборудования и приборов.

ТО‑2. Дополнительно к работам ТО-1 проверить: осмотром герметичность системы отопления и пускового подогревателя; состояние и действие привода жалюзи (шторки) радиатора, термостата, сливных кранов; крепление радиатора, его облицовки, жалюзи, капота, вентилятора, жидкостного насоса.

СО (сезонное обслуживание). Проверить состояние и действие кранов системы охлаждения и сливных устройств.

Просмотров: 841

extxe.com

ТО и ТР системы охлаждения двигателя автомобиля

В двигателе внутреннего сгорания до 25…30 % энергии топлива поглощается системой охлаждения, моторным маслом, стенками цилиндров. При исправной системе охлаждения обеспечивается нормальный тепловой режим (85…95 °С).

Основными неисправностями системы охлаждения являются ее негерметичность и недостаточная эффективность, заключающаяся в повышении или понижении рабочей температуры двигателя.

Герметичность системы охлаждения оценивают визуально по наличию подтеканий из соединений, шлангов, прокладки или сальника жидкостного насоса и т.д. Также ее можно оценить методом опрессовки, создавая в верхней части радиатора давление 0,06…0,1 МПа, поддерживаемое пневматическим редуктором 1.

Схема проверки системы охлаждения опрессовкой

Рис. Схема проверки системы охлаждения опрессовкой: 1 — пневморедуктор; 2 — манометр; 3 — герметизирующий насадок; 4 — радиатор

Если подтеканий нет, то показания прибора стабильны. При негерметичности прокладки головки блока или наличии трещин в двигателе, куда будет уходить жидкость, наблюдается колебание стрелки манометра и снижение давления.

При изменении теплового режима проверяют натяжение ремня привода жидкостного насоса, его производительность, охлаждающую способность радиатора, исправность термостата и других деталей.

Натяжение ремня влияет на производительность насоса и определяется по величине прогиба при нажатии на середину ведущей ветви ремня с требуемым усилием. Для легковых автомобилей нормальным считается прогиб 8…12 мм при усилии 20…30 Н, для грузовых —10…20 мм при усилии 30…40 Н. Прогиб ремня определяется с помощью динамометрического устройства. Его с помощью захвата устанавливают на середину ветви ремня и нажимают на рукоятку 1 до достижения требуемого усилия, фиксируемого по шкале 2. Прогибающийся ремень воздействует на подвижные лепестки 5, закрепленные на одной оси 6, заставляя их складываться. Устройство снимают и по шкале лепестков 5 (выбирается в зависимости от межцентрового расстояния ременной передачи: 150—250 мм, 250—350 мм и т.д.) считывают величину прогиба в миллиметрах.

Схема динамометрического устройства для измерения натяжения ремня

Рис. Схема динамометрического устройства для измерения натяжения ремня: I — динамометрическая рукоятка; 2 — шкала динамометра; 3 — пружина; 4 — шток; 5 — складывающиеся лепестки; 6 — ось лепестков; 7 — захват; 8 — ремень

Охлаждающую способность радиатора проверяют по разности температур верхнего и нижнего бачков радиатора. Для исправного радиатора она должна быть не менее 8… 12 °С.

Техническое состояние термостата проверяют в случае замедленного прогрева двигателя или его быстрого перегрева. При проверке его опускают в ванночку с нагреваемой водой и фиксируют температупу. Клапан исправного термостата должен начинать открываться при температуре 75—80 °С. За температуру открытия принимается та, при которой ход клапана составляет 0,1 мм. Полное открытие (ход клапана 6…8 мм) должно осуществляться при температуре 90…95 °С. Допускается потеря хода клапана не более 20 %. Если термостат не соответствует указанным требованиям, его заменяют на новый.

Схема установки для проверки термостата

Рис. Схема установки для проверки термостата: 1 — кронштейн; 2 — термометр; 3 — индикатор перемещений; 4 — термостат; 5 — ванна с водой; 6 — электронагреватель

Пробка радиатора (расширительного бачка) должна герметично закрывать систему охлаждения. Паровой клапан, предназначенный для предохранения радиатора от повышенного давления паров охлаждающей жидкости, должен открываться при избыточном давлении 45…70 кПа. Воздушный клапан пробки, предохраняющий радиатор от снижения давления при остывании и конденсации жидкости, должен впускать воздух в систему охлаждения при разрежении 5… 10 кПа.

В настоящее время систему охлаждения заполняют специальными незамерзающими жидкостями (антифризами), представляющими собой смесь этиленгликоля с водой (плотность раствора 1067… 1085 кг/м3) с добавлением антипенных и антикоррозионных присадок. Также возможно использование и воды, но при этом на внутренних поверхностях элементов системы охлаждения образуются отложения солей кальция, магния и других металлов, содержащихся в воде.

Накипь обладает низкой теплопроводностью и затрудняет теплообмен между водой и элементами системы охлаждения, уменьшает сечение трубок радиатора, затрудняет циркуляцию воды. Например, накипь толщиной более 1 мм способствует увеличению расхода топлива до 20…25 %, масла — до 25…30 %, снижению мощности двигателя до 10…20 %. Для уменьшения накипи в систему охлаждения заливают «умягченную» воду с малым содержанием солей. Ее получают электромагнитной обработкой воды, когда она многократно прокачивается через силовое магнитное поле в направлении, перпендикулярном силовым линиям. При этом вода приобретает новые свойства: содержащиеся в ней соли не образуют накипи и выпадают в виде шлама. Кроме того, она способствует растворению ранее образовавшейся накипи, превращая ее в легко смываемый порошок. Смягчать воду можно также кипячением, добавлением соды, извести, нашатырного спирта или очисткой воды от солей путем пропускания ее через минеральные, глауконитные или натрий-катионовые фильтры.

Если накипь все же есть, то ее удаляют специальными веществами. Они подразделяются на щелочные и кислотные. Основой щелочных составов является каустическая или кальцинированная сода (1 кг соды и 0,15 кг керосина на 10 л воды). Их заливают в систему на 5… 10 ч, затем запускают двигатель на 15…20 мин и раствор сливают. После этого целесообразно провести промывку системы охлаждения водой, так как щелочные растворы вызывают коррозию цветных металлов: алюминиевых сплавов головки цилиндров, латунных элементов радиатора и мест их спайки.

В качестве кислотных используют 5… 10% -й водный раствор соляной кислоты с добавкой 3…4 г на 1 л утропина для предохранения черных металлов от коррозии. Шлам смывают водой, пропуская ее в направлении, обратном циркуляции охлаждающей жидкости.

Герметичность латунных радиаторов восстанавливают пайкой, а их поврежденные трубки заменяют на новые или заглушают. Места установки пропаивают мягким припоем ПОССу 30-2. Небольшие повреждения бачков радиатора тоже восстанавливают наложением заплат. Поврежденный участок зачищают, лудят и припаивают. Допускается заменять не более 20 % трубок и заглушать не более 5 %. Если повреждена большая их часть, то радиатор меняют.

Радиаторы из алюминиевых сплавов тоже восстанавливают пайкой. Для этого используют газовые горелки (температура пайки должна быть 450…550 °С). В качестве расходных материалов используют прутковый припой 34А, проволоку СВАК5 и порошкообразный флюс Ф-34А.

Перед установкой на автомобиль герметичность радиатора оценивают опрессовкой: в течение 3…5 мин к одному из патрубков радиатора (остальные заглушают резиновыми пробками) подают воздух под давлением 0,1 МПа. При этом радиатор помещают в ванну с водой и визуально определяют выход пузырьков воздуха в местах повреждений радиатора или плохой пайки.

Радиаторы, имеющие пластмассовые бачки и сердцевины из алюминиевых сплавов, как правило, не ремонтируются. Небольшие трещины на поверхности расширительного бачка, изготавливаемого из пластмассы, заваривают, используя паяльник. При больших повреждениях бачок заменяют.

Жидкостные насосы ремонтируются при подтекании охлаждающей жидкости через сальник крыльчатки в результате износа текстолитовой шайбы, износа подшипников, повреждения манжеты или разрушения крыльчатки. Поврежденные элементы заменяют.

На ряде моделей автомобилей устанавливаются неразборные насосы. Поэтому при возникновении утечек их заменяют полностью.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Двухконтурные системы охлаждения двигателя автомобиля

Помимо традиционных одноконтурных систем охлаждения в автомобильных двигателях могут применяться двухконтурные системы с двумя термостатами. В такой системе охлаждения предусмотрены два контура циркуляции охлаждающей жидкости. Потоки жидкости через головку цилиндров и через блок цилиндров разделены и могут иметь различные температуры. Управление этими потоками осуществляется двумя термостатами, расположенными в общем корпусе. Один из термостатов управляет потоком жидкости через блок цилиндров, а другой – через головку цилиндров. Одна третья часть жидкости направляется к цилиндрам, а остальные две трети  – к камерам сгорания в головке цилиндров. Помимо всего прочего головки цилиндров обоих двигателей охлаждаются поперечными потоками жидкости.
Контур системы охлаждения

Рис. Контур системы охлаждения:
1 – расширительный бачок; 2 – клапан перепуска отработавших газов; 3 – радиатор отопителя; 4 – термостат головки цилиндров; 5 – корпус термостата; 6 –  термостат блока цилиндров; 7 – радиатор; 8 – охладитель масла; 9 – контур охлаждения головки цилиндров; 10 – контур охлаждения блока цилиндров; 11 – жидкостный насос

При температурах охлаждающей жидкости ниже 87°C оба термостата закрыты, благодаря чему прогрев двигателя ускоряется.

При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему:

  • насос охлаждающей жидкости 11
  • головку цилиндров
  • корпус термостатов 6
  • радиатор отопителя 3
  • охладитель масла 8
  • клапан перепуска отработавших газов 2
  • расширительный бачок 1

При температурах охлаждающей жидкости от 87 до 105°C термостат 4 головки блока цилиндров открыт, а термостат 6 блока цилиндров закрыт. В результате этого температура охлаждающей жидкости в головке цилиндров стабилизируется на уровне 87°С, а в блоке цилиндров она продолжает повышаться.

При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему кроме вышеперечисленных составляющих системы охлаждения и через радиатор.

При температурах охлаждающей жидкости свыше 105°C оба термостата открыты. В результате этого температура охлаждающей жидкости в головке цилиндров стабилизируется на уровне 87°С, а в блоке цилиндров она устанавливается на уровне 105°C.

При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему дополнительно к вышеперечисленному и через блок цилиндров.

Применение двухконтурной системы охлаждения и электрического насоса имеет следующие преимущества:

  •  ускоряется прогрев блока цилиндров, охлаждающая жидкость через который не прокачивается вплоть до температуры 105°С
  •  повышенные температуры блока цилиндров способствуют снижению потерь на трение в кривошипно-шатунном механизме
  •  сниженный температурный уровень головки цилиндров обеспечивает лучшее охлаждение камер сгорания, в результате чего повышается наполнение цилиндров и снижается склонность смеси к детонации

ustroistvo-avtomobilya.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *