Распределительный механизм и охлаждение двигателя (стр. 3 из 4)
Современная система охлаждения двигателя выполняется водяной, принудительной и закрытой, а также воздушной.
Водяная рубашка и радиаторВодяные рубашки цилиндров являются составной частью блока цилиндров и головки.
Важное значение для охлаждения цилиндров имеют размеры рубашек с водой, окружающих цилиндры. Эти рубашки заканчиваются за нижним положением поршневых колец или размещаются по всей длине цилиндра. Длинные рубашки способствуют отводу тепла и снижению температуры масла в системе смазки. Между стенками соседних цилиндров оставляются свободные проходы для охлаждающей воды, что улучшает отвод тепла из мест его наибольшей концентрации (между близко располагающимися горячими стенками цилиндров) и устраняет возможность неравномерной деформации цилиндров от нагрева их в поперечном сечении. Достижению этой цели способствует также расположение боковых клапанов с небольшим наклоном, поэтому пространство между стенками газопроводных каналов и цилиндров несколько увеличивается.
Общее устройство радиатора показано на рис. 2б,а. Его главная часть — охлаждающая сердцевина 5 — вверху связана с верхним бачком 2, а внизу — с нижним 7; каждый бачок имеет по патрубку 9 и 8; из верхнего бачка выводится трубка 4 для отвода пара при закипании воды. Закрывается радиатор крышкой .
Радиатор монтируется в рамке 3 и крепится к кронштейнам или раме автомобиля на резиновых подушках 6.
Главная часть радиатора, его охлаждающая сердцевина, бывает трубчато-пластинчатой и трубчато-ленточной, а также сотовой.
В пластинчатом радиаторе (рис. 26, б) охлаждающая часть составлена из овальных трубок, расположенных в шахматном порядке; по ним проходит вода, а между ними — воздух; поперек трубок расположены пластины, увеличивающие поверхность охлаждения.
В ленточном радиаторе (рис. 26, в) между рядами овальных трубок размещена широкая гофрированная лента, образующая большую поверхность охлаждения (автомобили ЗИЛ-130, ЯМЗ-236). Концы трубок припаяны к бачкам радиатора.
Поверхность охлаждения для легковых автомобилей 1,35-0,2 л2 на 1 кет (0,1-0,15 л2 на 1 л. с; для грузовых—0,2-0,4 мг на 1 кет (0,15-0,3 м2 на 1 л. с.) мощности двигателя.
Наиболее рациональной формой сердцевины радиатора является квадратная, а охватываемая вентилятором площадь должна быть равна лобовой поверхности сердцевины.
Основные детали радиатора (пластины, трубки, коробки) изготовляют из латуни, а ленту — из меди.
Для изоляции системы охлаждения от окружающей атмосферы верхний бачок радиатора имеет специальную крышку (пробку) (см. рис. 26). К крышке радиатора (рис. 27) подходит трубка 1; в ней имеется два клапана: паровой 2, находящийся под воздействием большой пружины, и воздушный 3, управляемый маленькой пружиной. Клапаны смонтированы в колпаке 4, прижимаемом к горловине круглой гофрированной пружиной.
При повышении давления в радиаторе до 0,13 Мн/м2 (1,30 кГ/смг) за счет образования пара от кипения воды пар поднимает выпускной клапан 2, преодолевая давление большой пружины, и попадает в отводную трубку и далее в атмосферу; при понижении давления от охлаждения всей системы открывается впускной клапан 3 и воздух из атмосферы через отводную трубку проникает в радиатор.
Иногда перед радиатором располагаются створики-жалюзи, при помощи которых регулируется проход воздуха через радиатор; управляются эти приспособления от руки из кабины водителя обычно тросовым приводом (двигатель ЗИЛ-130).
Вентилятор и насос
Вентилятор 2 (см. рис. 25) обеспечивает интенсивное протекание воздуха через охлаждающую часть радиатора, что создает необходимое понижение температуры воды в радиаторе. Устройство вентилятора (автомобиль ЗИЛ-130) показано на рис. 28: лопасти 17 крепятся к ступице 16 шкива 18, несущего приводные ремни 19, 20, 21; ступица сидит на валу 14, опирающемся на подшипники 13 и 11, которые расположены в корпусе . Количество лопастей бывает четыре или шесть; для сокращения вибрации и шума лопасти располагают попарно под разными углами.
Вентиляторы разделяются по типу размещения обычно в верхней части двигателя): отдельно от водяного насоса (двигатель ЯМЗ-236) или совместно с водяным насосом (двигатели ГАЗ-53, ЗИЛ-130).
Для привода вспомогательных агрегатов двигателя, в том числе вентилятора и водяного насоса, служат ременные передачи (рис. 29). Эти приводы обычно объединяются с приводами других агрегатов, действующих от двигателя. Так, в комплекте приводов двигателя автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 29) от переднего шкива коленчатого вала, идут два привода: один (левый) на генератор (шкив 4) и вентилятор (передний шкив 7 на рис. 29 и ремень 19 на рис. 28) и другой (правый) от заднего шкива коленчатого вала к насосу рулевого усилителя (шкив 9) и вентилятору (ремень шкива 20, рис. 28); от вентилятора передача идет на шкив 5 компрессора (ремень 21 на рис. 28). При таком сочетании ремней регулировка натяжения для вентилятора производится одновременно с регулировкой натяжения для генератора и насоса рулевого усилителя.
Регулируется натяжение ремней сдвигом кронштейна 8 (см. рис. 29), на котором сидит агрегат со шкивом 9 и который зажимается болтами 10 или сдвигом планки 3 генератора (автомобиль ЗИЛ-130), а также винтовым натяжным устройством (автомобиль ЯМЗ-236) или натяжным роликом (автомобиль ГАЗ-53). Нормальное натяжение ремня характеризуется прогибом в середине от руки (усилие 30-40 или З-4 кГ) в пределах от 10 до 15 мм (пунктир на рис. 29).
В системе охлаждения двигателя ЗИЛ-375 радиатор с вентилятором смещены относительно двигателя в сторону и привод к вентилятору осуществляется передачей от шкива коленчатого вала через шкив промежуточной опоры.На двигателях ГАЗ-24 и ряде двигателей ГАЗ-53 для частичного регулирования охлаждения привод к вентилятору выполнен с электромагнитной муфтой, включающейся и выключающейся в зависимости от температуры в системе охлаждения.
Электромагнит 3 муфты (рис. 30) вместе со шкивом 5 привода закреплен на ступице 1 насоса; ступица 2 вентилятора пластинчатойпружиной соединена с якорем, свободно вращающимся в двух шариковых подшипниках (левых). Катушка электромагнита включена через тепловое реле, установленное в радиаторе.
Когда температура воды в верхнем бачке радиатора поднимается до 88° С, контакты реле замыкаются, ток поступает в катушку электромагнита и якорь притягивается к нему, что вызывает вращение ступицы с лопастями вентилятора. При температуре ниже 80° С размыкаются контакты реле и вентилятор отключается.
Водяные насосы выполняются обычно центробежными. Вращаясь, крыльчатка 6 (см. рис. 28) нагнетает поток воды из патрубка от радиатора в патрубок к двигателю; лопасти крыльчатки выпрямляются и располагаются по радиусу. Утечка воды из паза не допускается шайбой 8 и резиновым уплотнителем 7, подпираемым внутренней пружиной.
Расположение радиатора и насоса в передней части двигателя несколько ухудшает охлаждение задних цилиндров, вода к ним подходит подогретой передними цилиндрами. Для выравнивания условий охлаждения цилиндров иногда применяется распределительная труба, в которую нагнетается насосом вода и распределяется по цилиндрам с одинаковой температурой.
Термостат
Автоматическое регулирование и поддержание циркуляции и необходимой температуры воды в системе охлаждения достигается при помощи термостата. Этот прибор включается в отводящую часть сиетемы охлаждения и работает при расширении элемента, действующего на детали, контролирующие проход воды при ее нагревании.
Разделяются термостаты по типу заполнителя (жидкий или твердый) и количеству клапанов (один или два).
На рис. 31 и 32 изображены схемы термостатов двигателя ЗИЛ-130.
В жидкостном термостате (см. рис. 31) с двумя клапанами на пустотелом стержне имеется верхний клапан патрубка 2, идущего к радиатору, нижний клапан 3 патрубка 4, идущего к насосу, и сильфонный баллон 5, заполненный легко кипящей жидкостью (эфир или смесь из V3 этилового спирта и 2/3 дистиллированной воды). При непрогретом двигателе сильфонный баллон сжат, верхний клапан закрыт, а нижний открыт (пунктир на схеме), и вода насосом перегоняется в рубашки цилиндров и из них на выход к термостату (малый круг циркуляции). Циркуляция по «малому кругу» ускоряет прогрев холодного двигателя. При нагреве воды сильфон расширяется и поднимается вверх, при этом верхний клапан открывается, а нижний закрывается, и вода направляется по патрубку к радиатору, из него — в насос, рубашки цилиндров, а из них — на выход к термостату (стрелки на схеме, большой круг циркуляции). Температура воды в начале расширения баллона у разных двигателей различна (60 - 75° С), клапаны термостата открываются полностью при 80 - 90° С.
В одноклапанном термостате с твердым наполнителем толстостенный медный баллон / (см. рис. 32) заполнен смесью 2 церезина с медным порошком, имеющей наибольшее расширение при температурах75 - 85 С; заполнитель-расширитель действует на резиновую мембрану 3, которая поднимает резиновый буфер , шток 5, находящийся в корпусе 4, и заслонку 6, 8 прохода воды.