Система охолодження двигуна

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний Транспортний Університет

Інститут економіки і  бізнесу на транспорті

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольна робота

з дисципліни «Комплекс технічних засобів автотранспорту»

на тему «Система охолодження двигуна»

 

 

 

 

 

Виконав:

студент групи УТ – V (ДВ)

Галіцька А. Г.

Перевірив:

Сирота В. І..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ  2013

Зміст

1. Призначення та класифікація систем охолодження.
2. Охолоджуючі рідини.
3. Схеми роботи системи охолодження.
4. Будова механізмів систем охолодження.

 

Список  використаної літератури.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Призначення та класифікації систем охолодження.

 

Для тривалої і безперебійної  роботи двигуна необхідно забезпечити  певний температурний режим. Середня  температура газів на протязі  робочого циклу двигуна складає 1050...1150 К. Частина тепла газів  передається деталям (циліндрам, головці  циліндрів, поршням, клапанам і т.д.), в результаті чого їх температура  зростає. При перегріванні двигуна  його потужність зменшується через  зростання механічних витрат на подолання  сил тертя і зменшення наповнення циліндрів свіжим зарядом робочої  суміші, з’являються умови передчасного запалення суміші і детонації  при її згорянні (карбюраторні двигуни). Крім того, при цьому нагрівається масло, в'язкість його зменшується, мащення деталей погіршується, зменшуються  зазори в рухомих з’єднаннях і  створюються умови заклинення рухомих  деталей. Деталі інтенсивно спрацьовуються і змінюють свої механічні властивості (міцність, твердість). При переохолодженні  двигуна також знижується потужність і підвищується витрата палива через  погіршення умов утворення й згоряння робочої суміші, а також збільшуються затрати потужності на подолання  сил тертя через погіршення мащення  деталей при збільшенні в’язкості  масла. Функція системи охолодження - підтримувати оптимальну для роботи двигуна температуру в різних умовах.

Для підтримання постійного теплового режиму двигуна використовують систему охолодження Деталі двигуна  охолоджуються різними способами, але основну кількість теплоти  від деталей в атмосферу відводить  система охолодження. Залежно від  виду теплоносія системи охолодження  поділяють на рідинні і повітряні. Класифікація систем охолодження представлена на рис.1.

 

 

 

 

 

Система охолодження

 

       Рідинна                                                Повітряна

 

Термосифонна           Примусова                   Дроселювання            Вимикання

                 циркуляція рідини       повітряного потоку   масляного радіатора

 

Відкрита            Закрита

 

Рис. 1 Схема класифікації системи охолодження:

 

Рідинні системи охолодження  бувають з термосифонною і  примусовою циркуляцією рідини.

У термосифонній системі  охолодження циркуляція відбувається за рахунок того, що гаряча рідина легша  від холодної і піднімається вгору  в сорочці охолодження від  нагрітих деталей, потім по верхньому  патрубку надходить в радіатор, а  з радіатора по нижньому патрубку в сорочку охолодження повертається охолоджена рідина. Термосифонна система  охолодження проста за будовою, але  не забезпечує достатнього охолодження  рідини через повільну циркуляцію рідини. Така система застосовується для  охолодження пускових двигунів. Сорочка  системи охолодження пускового  двигуна патрубками сполучена із сорочкою системи охолодження дизеля.

Системи охолодження, в яких сорочка охолодження вільно сполучена  з атмосферною за допомогою паровідвідної  трубки, називаються відкритими. Сорочка  охолодження, яка сполучається з  атмосферою періодично через пароповітряний клапан називається закритою. Застосування пароповітряного клапана дозволяє збільшити тиск в сорочці охолодження  до 0,115 МПа, одночасно зростає температура кипіння рідини, вода менше випаровується, що зменшує накип на стінках сорочки.

У сучасних двигунах застосовуються системи охолодження з примусовою циркуляцією рідини за допомогою  відцентрового насоса. Різниця температур холодної і гарячої води не перевищує 10°С. Завдяки більшій інтенсивності циркуляції рідини місткість таких систем менша, як і маса дизеля, рівномірність і ефективність охолодження більша.

 

2. Охолоджуючі рідини.

 

Надійність роботи рідинної системи охолодження залежить від  властивостей охолоджувальної рідини, яка повинна бути достатньо теплоємкою, з високою температурою кипіння  і низькою температурою замерзання, не мати схильності до утворення накипу, не викликати корозії металевих  деталей та не пошкоджувати гумових  й пластикових матеріалів, бути безпечною  для людини в процесі експлуатації, а також пожежобезпечною, дешевою  і поширеною.

Найпоширеніша охолоджувальна рідина  - це вода. Основні її недоліки: температура замерзання 0°С і наявність  солей, які у вигляді накипу відкладаються  на поверхнях сорочки охолодження  та деталях системи. Тому в системі охолодження повинна бути лише «м'яка» вода - дощова або із талого снігу.

Пом'якшують воду кількома способами:

• кип'ятіння води протягом 15-20 хв., після відстоювання і фільтрування воду застосовують в системі охолодження;
• приготування розчину з 10 л води і 3 кг технічного тринатрійфосфат), який кілька разів перемішують. Після відстоювання 1 л розчину додають до 200 л жорсткої води і знову перемішують, після відстоювання воду заливають в систему;
• додавання, безпосередньо в систему охолодження, від 3 до 10 г хромпіку на 1 л води., хромпік перетворює солі кальцію і магнію в пухкий осад, який циркулює з водою і легко виводиться із системи при промиванні;
• пропускання води через переносний глауконітовий фільтр;
• пропускання води через магнітний фільтр.

В холодний період року в  системах охолодження застосовують спеціальні рідини – антифризи.

Антифриз – це суміш етиленгліколю і дистильованої води. Промисловість виготовляє дві марки антифризів – 40 і 65 з температурою замерзання відповідно - 40°С і - 65°С. При замерзанні антифризів утворюється сипка маса, об'єм якої збільшується лише на 0,2-0,3%, тому система не розморожується.

Антифриз - 40 – світло-жовта, трохи каламутна масляниста рідина, являє собою суміш із 53% етиленгліколю і 47% дистильованої води.

Антифриз - 65 має оранжевий колір і складається з 66% етиленгліколю і 34% дистильованої води. В антифризи додають антикорозійну присадку, у складі якої фосфорнокислий натрій і 1 г/л декстрину. Фосфорнокислий натрій захищає від корозії чавунні, сталеві й мідні деталі, а декстрин – припої і деталі із алюмінію і міді.

Використання антифризів в системі охолодження дає такі переваги:

• низька температура застигання і висока температура кипіння;
• високий ступінь в'язкості;
• рідина не горюча, з достатньо високою теплоємністю і теплопровідністю.

Основним недоліком антифризів є токсичність. Попадання антифризу  в організм людини викликає тяжкі  отруєння. Тому, при роботі з ними необхідно дотримуватись таких основних заходів безпеки.

Заливати антифриз в систему  охолодження потрібно на 5–8 % менше  повного об’єму, оскільки він має  високий коефіцієнт об’ємного розширення під час нагрівання.

 

3. Схеми роботи систем охолодження.

 

Система рідинного охолодження призначена для підтримання оптимального теплового стану двигуна (80-90°). При збільшенні температури в`язкість оливи зменшується. Олива погано утримується в парах тертя, підвищується зношення деталей і зменшується потужність двигуна. При зниженні температури олива густішає. Це є причиною того, що олива гірше подається в пари тертя і збільшується витрата палива, зменшується потужність.

Переваги рідинної системи  охолодження:

• підтримання найбільш ефективної робочої температури двигуна при тривалій роботі;
• охолоджувана рідина обігріває салон автомобіля, забезпечує більший пробіг за рахунок стабільнішої роботи двигуна.

Недоліками рідинної системи  охолодження є:

• більша складність конструкції і ТО взимку і менша надійність в роботі (біля 20 % всіх відказів двигуна припадає на рідинну систему охолодження).

Рідинна система охолодження  складається з оболонки блока  і головки блока , рідинної помпи, вентилятора, радіатора, термостата, жалюзей і різних патрубків, шлангів і краників.

Принцип дії рідинної системи  охолодження полягає в наступному: вода, що заповнює водяну сорочку у  блок-картері (рис. 2) і головці циліндрів, омиває стінки циліндрів і камер згоряння  охолоджуючи деталі працюючого двигуна. Нагріта вода направляється в спеціальний охолоджувач (радіатор), де віддає теплоту в атмосферу. Охолоджена в радіаторі вода знову надходить у водяну сорочку двигуна. Таким чином, у системі охолодження відбувається безупинна циркуляція води.

Є два види рідинного охолодження: термосифонне та примусове.

Рис. 2 Схема рідинних систем охолодження:

а — термосифонна система охолодження;

б — примусова система охолодження:

1. серцевина радіатора;
2. вентилятор;
3. шторка;
4. верхній бак радіатора;
5. кришка наливної горловини;
6. провідна труба;
7. верхній патрубок.
8. сорочка головка циліндрів;
9. сорочка блоку-картера;
10. нижній патрубок;
11. нижній бак радіатора;
12. пробка зливного отвору;
13. пароповітряний клапан;
14. термостат;
15. термометр;
16. водорозподільний канал;
17. відцентрований нанос;
18. водовідвідна трубка.

Термосифонна  система охолодження (рис. 2, а). У ній циркуляція води відбувається в результаті різниці густини холодної і гарячої води. При нагріванні у водяній сорочці щільність води зменшується, і вона по патрубку  піднімається у верхній бак радіатора. В серцевині радіатора вода прохолоджується, її щільність підвищується, і по патрубку вона надходить у водяну сорочку, витісняючи воду з меншою щільністю. Для поліпшення охолодження води за радіатором встановлений вентилятор.

Основна перевага термосифонної системи охолодження - простота пристрою, а недолік - порівняно повільна циркуляція води в ній, що приводить до посиленого випарування води із системи, а отже, до необхідності частої перевірки рівня води і поповнення нею системи.

Примусова система охолодження (рис. 2, б). В ній відцентровий насос нагнітає воду в сорочку блок-картера двигуна, з якої нагріта вода витісняється в радіатор, прохолоджується і по патрубку повертається до насоса. Подібна схема характерна для водяних систем охолодження більшості двигунів.

Різниця температур нагрітої й охолодженої води для системи  з примусовою циркуляцією води не перевищує 100.

Інтенсивність циркуляції води і потоку повітря, створювана вентилятором, у примусовій системі охолодження  залежить головним чином від частоти  обертання колінчатого вала двигуна. Тому, щоб при зниженні температури  навколишнього повітря і зменшенні  навантаження, двигун не переохолоджувався, використовують різні пристрої, що регулюють тепловий режим двигуна: термостат, шторки  і жалюзі радіатора.

Посилений відвід теплоти  від найбільш нагрітих частин камер  згоряння і циліндрів відбувається в результаті зосередженого підведення води до них. У цьому випадку вода попадає в розподільний канал, що йде вздовж верхньої частини блоку  циліндрів . В каналі є отвори для  подачі води в першу чергу до верхніх, найбільш нагрітим частинам блоку циліндрів  і гільз.

Якщо система охолодження  з примусовою циркуляцією води постійно є в контакті з атмосферою через  паровідвідну трубку, її називають  відкритою, а якщо вона відділена від атмосфери спеціальним пароповітряним клапаном, її називають закритою. В закритій системі охолодження випаровування води менше, тому її застосовують у більшості двигунів.

В повітряній системі охолодження тепло від деталей двигуна відводиться в результаті обдування циліндрів і їх головок повітрям. В цій системі тепло від деталей двигуна відводиться в результаті обдування циліндрів і їх головок повітрям.

Система повітряного охолодження  двигуна складається з вентилятора  (рис.3) та напрямних: кожуха , щитків (дефлекторів) , апарату.