Система охлаждения

При сгорании топливовоздушной смеси выделяется зна­чительное количество тепла, способного вывести из строя агрегаты двигателя. Что же произойдет при перегреве? Подвижные элементы расширятся, поршни заклинит в ци­линдрах, а многие детали будут изогнуты или просто сло­маны. Кстати, масло при высокой температуре теряет сма­зывающую способность, разлагаясь на составные части. Для отвода избыточного тепла предназначена система охлаждения. Она же поддерживает оптимальный тепло­вой режим работы двигателя. На автомобилях в подав­ляющем большинстве случаев применяется жидкостная система охлаждения.

Нормальная температура охлаждающей жидкости рабо­тающего двигателя составляет 80-95 °С.

 

 

 

Рис. 2.18. Система охлаждения двигателя: 1 - пробка расширительного бачка; 2 - датчик уровня охлаждаю­щей жидкости; 3 - расширительный бачок; 4 - шланг от радиатора к расширительному бачку; 5 - выпускной патрубок головки блока цилиндров; 6 - отводящий шланг радиатора; 7 - подводящий шланг радиатора;8- датчик включения электродвигателя вентилятора; 9- левый бачок радиатора; 10 - электродвигатель вен­тилятора; 11 - вентилятор; 12 - охлаждающие трубки радиатора; 13 - охлаждающие пластины радиатора; 14 - правый бачок радиатора;15 - сливная пробка ра­диатора; 16 - ремень привода распределительного вала и насоса охлаждающей жидкости; 17 - насос охлажда­ющей жидкости; 18 - шланг подвода жидкости к отопителю; 19 - шланг отвода жидкости от отопителя;20- шланг отвода жидкости к расширительному бачку;21- датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;

22- термостат

 

УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Стр.18

 

- рубашки охлаждения (двойных стенок блока цилин­дров и головок, пространство между которыми запол­нено охлаждающей жидкостью);

- радиатора, выполняющего функцию теплообменни­ка и состоящего из двух бачков, соединенных большим количеством трубок;

- расширительного бачка, поддерживающего посто­янный объем циркулирующей жидкости и определен­ное давление в системе;

- насоса, обеспечивающего циркуляцию охлаждающей жидкости в системе;

- термостата (автоматического клапана, открывающе­гося при достижении охлаждающей жидкостью темпе­ратуры 90-102 °С);

- вентилятора, обеспечивающего прокачку воздуха
между трубками радиатора;

- трубопроводов.

Более подробно устройство системы охлаждения пред­ставлено на рис. 2.18.

В большинстве автомобилей в качестве охлаждающей жидкости применяют специальные составы с низкой температурой кристаллизации — антифризы (от анг­лийского «аптлггееге» - незамерзающий). Все охлаж­дающие жидкости ядовиты, так как представляют со­бой водный раствор этиленгликоля и могут проникать в организм через кожу. Эта смесь агрессивна не толь­ко к организму человека, но и к самой системе охлаж­дения. Она разрушает сталь, алюминий, чугун, медь. Чтобы уберечь детали системы охлаждения от разру­шения, в антифризы добавляют целый комплекс при­садок: противокоррозионных (ингибиторы), анти-вспенивающих и стабилизирующих. Предприятия-из­готовители присваивают антифризам фирменные на­звания (например, «Тосол», «Лена» и т.п.) и (или) указывают температуру их замерзания, точнее крис­таллизации (Тосол А-40, ОЖ-40, ОЖ-65, где ОЖ - ох­лаждающая жидкость).

Импортные антифризы для легковых автомобилей, произведенные на основе этиленгликоля, должны со­ответствовать нормам А5ТМ (Американская ассоциа­ция по испытанию материалов) и 5АЕ (Общество авто­мобильных инженеров США): АSТМ D 3306 и АSТМ D4656. Кроме основных стандартов, большинство из­готовителей учитывают и дополнительные требования (например, нормы СеnеrаL Моtors USA - Аntifreeze Сопсепт.гаг.е СМ 1899-М, СМ 6038-М или система нор­мативов С концерна Уо1к$\л/адеп). За рубежом также изготавливают антифризы на основе пропиленгликоля. Такой антифриз менее токсичен, однако он почти на порядок дороже. В процессе эксплуатации антифриз стареет: в нем сни­жается концентрация ингибиторов, ухудшается теплопе­редача, возрастает пенообразование, он начинает всту­пать в реакции с деталями системы охлаждения. Ресурс охлаждающий жидкости связан с пробегом автомобиля. Преждевременное старение наступает в том случае, ес­ли в систему охлаждения проникают отработавшие газы или регулярно попадает воздух. Поэтому необходимо своевременно обнаруживать утечки жидкости и следить за состоянием и креплением трубопроводов. Своевре­менно заменяйте антифриз. Сроки замены указаны в ин­струкции по эксплуатации вашего автомобиля. Уровень антифриза в системе охлаждения может по­низиться при испарении из него воды или при утечках (негерметичности системы). В первом случае нужно доливать дистиллированную воду (если ее нет, то хо­тя бы прокипяченную), во втором - охлаждающую жидкость той же марки. Отечественные антифризы можно смешивать, если они произведены по одним техническим условиям (ТУ). Если номера ТУ различа­ются, то охлаждающие жидкости могут быть несовме­стимы. Поэтому в сомнительных случаях целесооб­разно использовать воду, а затем заменить всю жид­кость в системе.

Механический насос (помпа) обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по полым зонам неподвижных частей двигателя (рубашке охлаждения). Тепло, образующееся при работе двигателя, поглощает­ся циркулирующей жидкостью, а при прохождении по­следней через радиатор - воздухом. Радиатор отдает тепло воздуху, который обтекает трубки. Воздух прохо­дит через радиатор под действием электрического вен­тилятора или в некоторых автомобилях механического вентилятора, который приводится в движение от колен­чатого вала (в последнем случае вентилятор работает постоянно, пока работает двигатель). В большинстве автомобилей, выпускаемых в настоящее время, исполь­зуются электрические вентиляторы. Они включаются при достижении определенной температуры охлаждаю­щей жидкости. В остальное время охлаждение проис­ходит воздухом, проходящим через радиатор за счет движения транспортного средства. При нагревании тела расширяются, то же самое проис­ходит и с охлаждающей жидкостью. Вы, наверное, обра­щали внимание, как пластиковая бутыль для воды, даже пустая, разбухает в теплом помещении и сморщивается на холоде. Для предохранения от разрушения элемен­тов системы охлаждения при нагревании жидкости ис­пользован расширительный бачок. Именно в него отво­дится избыточная жидкость и пар, а с помощью клапана,

 

(!) При перегреве двигателя все манипуляции проводите после его остановки с осо­бой осторожностью. Берегитесь ожогов. Не спешите, дайте двигателю немного остыть. Не открывайте сразу крышку расширительного бачка или пробку ради­атора. Кипящий антифриз в системе находится под давлением. Даже по проше­ствии времени открывайте пробку или крышку, взяв в руку тряпку и отвернув в сторону лицо. Сливайте антифриз только после того, как он остынет.

 

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Стр.19

 

которым оборудована его крышка, удаляется избыточ­ное давление. Но это еще не все. При остывании двига­теля расширительный бачок предохраняет систему от сдавливания трубок радиатора. Вы уже знаете, что система охлаждения должна отводить избыточное (лишнее) тепло от двигателя. А вот при пуске холодного двигателя, чтобы она не мешала ему быстрее достичь оптимальной температуры, используют специаль­ный клапан, который перекрывает доступ охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения к радиатору. Этот кла­пан называется термостатом.

При пуске холодного двигателя (рис. 2.19) термостат (поз. 4) остается закрытым и охлаждающая жидкость не может про­ходить через радиатор, она циркулирует только в головке блока и самом блоке цилиндров (движение жидкости по ма­лому кругу). В результате двигатель быстро прогревается. При достижении охлаждающей жидкостью установленной температуры термостат открывает ей доступ в радиатор для охлаждения (движение жидкости по большому кругу). А уж если радиатор не справляется с охлаждением жидкости до необходимой температуры, в дело вступает электровен­тилятор.

Отопитель салона тоже относится к системе охлаждения. Главный его элемент - радиатор. Заметьте, не тот, основной, который расположен перед двигателем и спрятан за деко­ративной отделкой передней части автомобиля, а другой, меньших размеров, расположенный за двигателем. Вклю­чая отопитель, водитель открывает кран и горячий анти­фриз попадает в радиатор. Так нагревается воздух, поступа­ющий в салон автомобиля. Включать отопитель следует при прогретом двигателе. Включение отопителя при холодном двигателе лишь увеличит время прогрева последнего со всеми вытекающими последствиями (вы же знаете, что, пока двигатель не прогрелся до необходимой темпера­туры, происходит повышенный износ его узлов и агрега­тов). А вот если двигатель перегревается, то включение

Принципиальная схема системы охлаждения: 1 - радиатор; 2 - крышка; 3 - вентилятор; 4 - термостат; 5 - на­сос охлаждающей жидкости; 6 - расширительный бачок; 7 - головка блока цилиндров; 8 - трубопровод к отопителю; 9 - вентилятор отопителя; 10 - радиатор отопителя; 11 - рубашка охлаждения головки блока цилиндров; 12 - рубашка ох­лаждения блока цилиндров; 13 - поршень; 14 - сливной кран; 15 - нижний бачок радиатора

Стр.20

УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

 

пителя позволит снизить температуру охлаждающей жид­кости и отвести избыток тепла от двигателя. Как уже говорилось, перегрев весьма опасен для двига­теля. Поэтому в поездке, бросая взгляд на приборный щиток, не оставляйте без внимания указатель темпера­туры охлаждающей жидкости. К сожалению, подавляю­щее большинство легковых автомобилей не оборудова­но сигнализатором, предупреждающим о начале повы­шения температуры охлаждающей жидкости свыше до­пустимого. Поэтому внимание и еще раз внимание. Если температура растет, а электрический вентилятор не включается, то вот вам и причина. Правда выйти из строя может как он сам, так и его система управления и даже сгоревший предохранитель. Если неисправность не устранена на месте, то следовать к месту ремонта придется с продолжительными остановками, охлаждая двигатель. В такой ситуации поможет включение на пол­ную мощность отопителя. Запомните самое главное: как только стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости приближается к красной зоне, тотчас останав­ливаемся, глушим двигатель, открываем капот и ждем. Еще одна причина перегрева - неисправность термо­стата. Обычно это его банальное заклинивание в закры­том положении. В результате охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу, не попадая в радиатор. Вы помните ведь это режим прогрева двигателя, после которого клапан термостата должен открыться. В том, что термостат заклинило в закрытом положении, убе­димся на ощупь. Если при перегревающемся двигателе радиатор остается холодным, то все дело в термостате. Надо его менять. Однако попробуйте постучать по его корпусу. Бывает, что после этого клапан термостата от­крывается. Но в дальнейшем при первой возможности заметите термостат. Если постукивание не помогает, то к месту ремонта вновь движемся, внимательно следя за датчиком температуры, даже в жару включив отопи-тель на полную мощность.

Если до места ремонта очень далеко, то можно снять термостат (предварительно слив антифриз), пробить в нем внутри сквозное отверстие и поставить на место. В этом случае жидкость в системе будет циркулировать только по большому кругу и проходить через радиатор. Но это, как говорится, для продвинутых пользователей.

Система смазки

При работе двигателя множество деталей контактирует друг с другом, образуя пары трения (фрикции). Чтобы уменьшить фрикционный износ, двигатель обо­рудуют системой смазки. Резервуар с маслом находит-

 

СИСТЕМА СМАЗКИ

 

 

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ стр.21

 

находится в картере двигателя. Масляный насос обеспечивает поступление масла через масляный фильтр к движу­щимся частям. В двигателях внутреннего сгорания применяется система смазки комбинированного типа: часть деталей смазывается под давлением, часть - раз­брызгиванием и окунанием, часть - самотеком. Кроме функций смазывания, масло может выполнять и функ­ции охлаждения. Воздушный поток, проходящий под днищем движущегося автомобиля, обдувает картер двигателя, являющийся резервуаром для масла. Кроме того, на некоторых автомобилях и мотоциклах устанав­ливают специальные масляные радиаторы, призван­ные охлаждать масло. Это одновременно предохраня­ет масло от распада при высоких температурах. Система смазки состоит из следующих основных эле­ментов (рис. 2.20):

- поддона картера;

- масляного насоса с заборником;

- масляного фильтра;

- трубок, каналов и отверстий для подачи масла. Теперь немного подробнее об основных элементах си­стемы смазки.

В поддоне картера, как уже указывалось, хранится масло. По этому признаку систему смазки двигателей легковых автомобилей называют системой смазки с мокрым картером. Уровень масла в картере контро­лируют с помощью маслоизмерительного стержня (щупа). На щупе выполнены две риски, соответствую­щие минимальному и максимальному уровню масла. Ваша задача - периодически контролировать уровень масла, не допуская его падения ниже отметки миниму­ма. Для проверки автомобиль должен стоять на ров­ной горизонтальной площадке, после остановки дви­гателя должно пройти некоторое время, чтобы масло, циркулирующее по системе, стекло в картер и немно­го остыло. Масло следует заменять в сроки, указанные предприятием-изготовителем вашего автомобиля. Эти сроки всегда совпадают со сроками очередного техни­ческого обслуживания (ТО). Однако если сроки ТО еще не подошли, а вы, проверяя уровень масла, обнаружи­ли его сильную загрязненность (возможно, двигателю пришлось работать длительное время в тяжелых усло­виях), то масло необходимо заменить досрочно. Масляный насос шестеренчатого типа создает в систе­ме смазки необходимое давление масла и подает его к трущимся поверхностям (рис. 2.21). Масляный фильтр очищает масло от загрязнений и частиц, вырабатываемых в результате механического износа. В фильтре установлен перепускной клапан. При повышенной вязкости масла или чрезмерном за­грязнении фильтра под действием повышенного дав­ления перепускной клапан открывается и направляет масло мимо фильтра (без очистки). Это позволяет со­хранить необходимое давление масла в системе. Мас­ляный фильтр обычно заменяют одновременно с заме­ной масла двигателя.

Вентиляция картера необходима для поддержания в нем нормального давления, а также для удаления паров бензина и газов, прорывающихся из цилиндров

 

Рис. 2.21. Схема работы масляного насоса: 1 - шес­терни масляного насоса; 2 - редукционный клапан; 3 - пружина

 

Рис. 2.22. Схема вентиляции картера двигателя:

1 - корпус воздушного фильтра; 2 - фильтрующий эле­мент; 3 - всасывающий коллектор вентиляции картера; 4 - карбюратор; 5 - впускной трубопровод; 6 - впускной клапан; 7 - шланг вентиляции картера; 8 - маслоотдели­тель; 9 - сливная трубка маслоотделителя; 10 - картер двигателя; 11 - поддон картера

 

 

Стр.23

 

 

 

Бензин, залитый в бак легкового автомобиля, предвари­тельно очищается сетчатым фильтром, установленным внутри бака на топливозаборнике. Еще в бензобаке раз­мещен датчик уровня топлива (поплавок с реостатом), показания которого выводятся на щиток приборов. У большинства легковых автомобилей при уменьшении уровня бензина до 5-8 л на щитке приборов загорает­ся лампочка, сигнализирующая о необходимости доза­правки.

Из топливного бака бензин под днищем автомобиля по­дается по трубке топливопровода к карбюратору, по пути проходя через фильтр тонкой очистки. Этот фильтр является одноразовым (т.е. не подлежит прочи­стке, а попросту заменяется новым) и может быть уста­новлен как перед топливным насосом, так и после него. Топливный насос доставляет бензин из бака, располо­женного в задней части автомобиля, в инжектор или карбюратор, установленные на двигателе. Топливные насосы бывают механические и электрические. Механические насосы используют для машин с карбю­раторными двигателями. На автомобили, оборудованные электронным впрыском, устанавливают электричес­кие насосы.

Насос подает бензин в устройство, в котором готовится топливная смесь: испарения бензина смешиваются

УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ стр.24

 

воздухом, который всасывается через воздушный фильтр либо нагнетается турбиной. Подготовленная таким образом смесь поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает.

Сначала рассмотрим систему питания карбюраторного двигателя.

Механический насос (рис. 2.25) состоит из корпуса, под­пружиненной диафрагмы с механизмом привода, впуск­ного и нагнетательного (выпускного) клапанов и сетчато­го фильтра.

Топливный насос на разных марках автомобилей приво­дится в действие либо эксцентриком (кулачком) распре­делительного вала, либо эксцентриком, размещенным на валу привода масляного насоса и прерывателя-рас­пределителя. В обоих случаях вращающийся эксцент­рик качает рычаг привода топливного насоса, прижатый к нему пружиной. Этот рычаг воздействует на шток с подпружиненной диафрагмой. Когда рычаг тянет шток с диафрагмой вниз, пружина диафрагмы сжимается и над ней создается разрежение, под действием которо­го впускной клапан, преодолев усилие своей пружины, открывается. Через этот клапан топливо из бака втягива­ется в пространство над диафрагмой (см. рис. 2.25). Когда рычаг освобождает шток диафрагмы (часть рыча­га, связанная со штоком, перемещается вверх), диафраг­ма под действием собственной пружины также переме­щается вверх, впускной клапан закрывается и бензин выдавливается через нагнетательный клапан к карбюра­тору (рис. 2.26). Этот процесс происходит при каждом повороте приводного вала с эксцентриком. Заметьте, что бензин в карбюратор выталкивается только за счет усилия пружины диафрагмы при перемещении ее вверх. При заполнении карбюратора до необходимого уровня его специальный игольчатый клапан перекроет до­ступ бензина в его «чрево». Так как качать бензин будет не­куда, диафрагма топливного насоса останется в нижнем по­ложении: ее пружина будет не в силах преодолеть создав­шееся сопротивление. И лишь когда двигатель израсходует часть топлива из карбюратора, его игольчатый клапан откро­ется и диафрагма под действием пружины сможет втолкнуть новую порцию топлива из бензонасоса в карбюратор. Кстати, бензонасос имеет еще и рычажок, выступаю­щий из его корпуса наружу. Он предназначен для руч­ной подкачки топлива (например, в том случае, когда из-за длительного перерыва в эксплуатации топливо испарилось из карбюратора). Воздушный фильтр (рис. 2.27) очищает воздух от пыли и прочих механических примесей перед поступлением его в карбюратор для последующего смешивания с бен­зином. Он установлен на карбюратор сверху. В воздуш­ный фильтр воздух поступает через трубу воздухозабор­ника, которая затем разделяется на две части. Через од­ну часть холодный воздух всасывается в теплую погоду («лето»), через другую часть воздух, подогретый выпуск­ным коллектором, - в холодную погоду («зима»). Пере­ход от «лета» к «зиме» (и наоборот) на разных автомо­билях выполняется по-разному: либо с помощью специ­ ального рычажка-переключателя, либо поворотом кор­пуса воздушного фильтра, либо автоматически.

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Стр.25

 

 

Рис. 2.28. Схема работы карбюратора: 1 - поплавок; 2 - игольчатый клапан; 3 - распылитель; 4 воздушная заслонка; 5 - диффузор; 6 - дроссельная заслонка; 7 - впускной клапан; 8 - жиклер

 

Своевременно заменяйте фильтрующий элемент, по­скольку «экономия» на замене аукнется повышенным расходом топлива из-за переобогащения горючей сме­си бензином и всеми прочими неприятностями, возни­кающими при таком «перекорме» двигателя.