Охлаждение двигателя

Система водяного охлаждения

Происходящий внутри цилиндров двигателя процесс сгорания рабочей смеси повышает температуру в момент вспышки до 2000° С. Последовательное чередование быстро следующих друг за другом вспышек сильно нагревает двигатель, и работа его делается возможной только при охлаждении цилиндров. Из всего тепла, выделяющегося при сгорании топлива, вводимого в карбюраторный двигатель, только 20-25% превращается в механическую работу: до 40% тепла уходит с отработавшими газами, а остальные 35% должны быть отведены системой охлаждения; для дизелей соответственно: 30-35%; 35-40° и 25-35°. Часть тепла затрачивается на трение, уходит в масло и отводится лучеиспусканием.

Охлаждение чаще бывает водяным и реже воздушным. В большинстве случаев автомобильные двигатели охлаждаются водой, циркулирующей в замкнутой системе: водяные рубашки (отбор тепла от двигателя с нагревом протекающей воды) — отводящий патрубок — радиатор — подводящий патрубок — двигатель. Вода, используемая в системе охлаждения, не должна содержать солей, так как они образуют слой накипи на стенках системы, который плохо проводит тепло и уменьшает сечения проходных отверстий в радиаторе; при отложении накипи двигатель перегревается.

Недостаточный отвод тепла вызывает перегрев двигателя, который приводит к ухудшению смазки (за счет разжижения масла), увеличению износов, преждевременным вспышкам (вследствие высокого нагрева головки), ухудшению наполнения цилиндров рабочей смесью и снижению мощности двигателя. Переохлаждение двигателя вызывает конденсацию топлива, капли которого смывают масло со стенок цилиндров и разжижают его в картере, что приводит к увеличению износа трущихся деталей двигателя, падению мощности в результате неполного сгорания и увеличению расхода топлива.

Правильный отвод тепла обеспечивается соответствием между количеством тепла, подлежащего отводу (зависящего от мощности двигателя), и параметрами охлаждающей системы (количеством, скоростью и температурой воды, проходящей по системе охлаждения).

Циркуляция воды по кругу двигатель — радиатор для необходимой интенсивности отвода тепла от двигателя усиливается включением ряда элементов.

Современная система водяного охлаждения состоит из следующих частей (рис. 25): водяных рубашек 6 (блока) и δ (головки), радиатора /, вентилятора 2, насоса 5, термостата 9, водораспределительной трубы 7, патрубков 10, 3, шлангов 4, 11, привода к насосу-вентилятору от коленчатого вала.

Горячая вода из рубашек поднимается наверх и поступает в радиатор. Он состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных трубками, дающими большую поверхность охлаждения, омываемую воздухом. Для повышения интенсивности охлаждения трубки радиатора окружают пластинками, сильно увеличивающими поверхность охлаждения; кроме того, за радиатором ставится вентилятор, приводимый в действие ременной передачей. Вентилятор увеличивает скорость омывания трубок радиатора воздухом, что улучшает охлаждение воды. Из нижнего бачка радиатора охлажденная вода идет к водяному насосу, который нагнетает воду в распределительную трубку.

Нагрев воды в рубашке способствует ее естественной циркуляции, однако этого недостаточно и насос повышает циркуляцию принудительно. Поэтому система охлаждения называется принудительной.

Между режимом работы двигателя и интенсивностью охлаждения имеется некоторое соответствие: рост оборотов двигателя сопровождается увеличением интенсивности циркуляции воды, работы вентилятора и насоса. Однако полного соответствия между указанными процессами достигнуть невозможно: двигатель работает в широко меняющихся пределах нагрузок, оборотов и окружающих температур, а насос отвечает только изменению оборотов.

Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей воды при входе в водяную рубашку должна быть равна 70--75, а при выходе 85^-90° С (при разных нагрузках двигателя и температурах окружающего воздуха).

Интенсивность циркуляции воды в системе регулируется термостатом, находящимся на выходе воды из двигателя, а также специальными жалюзи и иногда отключением вентилятора.

Система охлаждения выполняется замкнутой, т. е. не имеющей постоянного сообщения с атмосферой; она закрывается паровоздушным клапаном, который открывается только при давлении внутри системы выше 0,134-0,14 Мн/м2 (1,3-1,4 кГ/см2) или ниже 0,08 - 0,085 Мн/м2 (0,8-0,85 кГ/см2). Изоляция системы охлаждения от окружающей атмосферы при определенном давлении повышает температуру кипения воды до 110° С, вследствие чего возможно сокращение поверхности охлаждения радиатора за счет увеличения интенсивности отвода тепла при более высоком температурном перепаде, а также уменьшение емкости системы. Закрытой системе охлаждения свойственно уменьшение испарения воды и отложения накипи.

Популярное на сайте:

Императорская яхта «Штандарт»
Императорская яхта Штандарт имеет водоизмещение 4500 тонн, построена на датском верфи по приказу Николая II, была любимицей императора. Название яхты символично. Штандартом называется флаг главы государства, вывешиваемый над местом, где он пребывает. В Европе этот обычай возник в средневековье. Он ...

Система воздухоснабжения дизеля
Система включает два турбокомпрессора с газотурбинным приводом (первая ступень наддува), водовоздушный охладитель надувочного воздуха, центробежный компрессор (нагнетатель) с механическим приводом от коленчатого вала (вторая ступень наддува) и маслопленочные воздухоочистители, установленные перед т ...

Расчет затрат на запасные и ремонтные материалы
Затраты на запасные части для ремонта подвижного состава СЗЧ=НЗЧ ×Lобщ×Кинф×Ку/1000, (64) где НЗЧ- норма затрат на запасные части на 1000 км Ку –коэффициент корректирования, учитывающий категорию условий эксплуатации, тип подвижного состава и т.д. Кинф- коэффициент информации. СЗЧ ...