2 Назначение, устройство и принцип работы системы охлаждения.

Система охлаждения служит для создания и поддержания оптимального теплового режима двигателя путем регулируемого отвода теплоты от наиболее нагревающихся деталей.

Высокая температура газов во время рабочего хода вызывает интенсивный нагрев деталей непосредственно соприкасающихся с горячими газами (цилиндры, головки цилиндров, поршни, клапаны). На нагрев деталей двигателя затрачивается 20-35 % теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндре. Если эту теплоту не отводить, т.е. не охлаждать двигатель, то на многих движущихся деталях масло выгорит и вследствие чрезмерного расширения произойдет их заедание. Чтобы избежать перегрева деталей, от них принудительно отводится теплота с интенсивностью, зависящей от режима и условий работы двигателя. При недостаточном отводе теплоты двигатель перегревается – не развивает максимальной мощности, увеличивается расход топлива, и детали двигателя из-за недостаточной смазки быстро изнашиваются. В случае чрезмерного отвода тепла, т.е. при переохлаждении двигателя, также ухудшается его топливная экономичность и значительно снижается срок службы. Поэтому двигатель следует охлаждать до оптимальной температуры, обеспечивающей получение максимальной мощности и высокой экономичности, а также длительного срока службы (моторесурса). Принудительный отвод теплоты в ДВС может осуществляться с помощью жидкости (жидкостная система охлаждения) или воздуха (воздушная система охлаждения).

2.1 Система охлаждения двигателя зил-131

На двигателе ЗИЛ-131 принята жидкостная система охлаждения, закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Жидкостной система называется потому, что при передаче тепла от двигателя в окружающую среду используется промежуточный теплоноситель – жидкость.

Закрытой – она разобщается с атмосферой специальными клапанами, имеющимися в пробке радиатора.

Принудительной – потому, что жидкость по каналам системы охлаждения двигателя циркулирует под действием центробежного насоса.

Наивыгоднейший тепловой режим работы двигателя

Создается при температуре охлаждающей жидкости 80 - 95^°

Полная емкость системы охлаждения двигателя с отопителем и пусковым подогревателем 29 литров, с расширительным бачком 31 литр, а без них – 26 литров.

Два сливных крана установлены на правом и левом рядах блока цилиндров и один сливной кран радиатора установлен на отводящем патрубке радиатора.

Р ис.1. Схема системы охлаждения

В состав системы охлаждения двигателя ЗИЛ-131 входит:

- рубашка охлаждения;

• водяной насос;

• радиатор;

• жалюзи;

• вентилятор;

• расширительный бачок;

• термостат;

• пробка радиатора;

• сливные краны;

• предпусковой подогреватель.

Система охлаждения двигателя объединена с системой охлаждения компрессора, с системой отопления кабины автомобиля и с системой пускового подогревателя.

Радиатор и жалюзи. На автомобиле ЗИЛ-131 устанавливают трубчато-ленточный радиатор с четырьмя рядами трубок. Герметическая пробка радиатора имеет два клапана. Паровой клапан открывается при внутреннем избыточном давлении в 1 кГс/см² (100 кПа), что обеспечивает повышение температуры кипения охлаждающей жидкости до 119 °С. В случае кипения охлаждающей жидкости в радиаторе для отвода пара наружу в горловине верхнего бачка радиатора установлена пароотводящая трубка. При охлаждении жидкости в герметичной системе появляется разрежение, что может привести к смятию бачков и трубок радиатора. При разрежении в 0,13 кГс/см² (13 кПа) открывается обратный (впускной) клапан пробки радиатора.

Т емпературу охлаждающей жидкости в радиаторе регулируют пластинчато-створчатыми жалюзи, управление которыми осуществляется из кабины автомобиля рукояткой троса. Жалюзи радиатора могут быть установлены в любом промежуточном положении. Радиатор имеет эластичную подвеску на резиновых подушках и соединен с системой охлаждения двигателя посредством резиновых шлангов. Для предохранения нижнего шланга от смятия, внутри него устанавливают распорную пружину.

Рис.2. Вентилятор и водяной насос

Вентилятор. Перед двигателем установлен шестилопастный балансированный вентилятор. Концы лопастей вентилятора отогнуты наружу, что помогает создать воздушный поток, омывающий двигатель и повышает производительность вентилятора. В случае применения вентилятора с прямыми лопастями для получения такой же производительности необходимо увеличить число оборотов на 28 %.

Привод вентилятора осуществляется от шкива коленчатого вала двумя ременными передачами. Ремень привода вентилятора одновременно приводит в действие шкив генератора и шкив вентилятора, а ремень привода гидроусилителя – шкив насоса гидроусилителя и шкив вентилятора. Натяжение ремня при давлении на него 4 кгс должен быть 8-14 мм.

Водяной насос. Охлаждающая жидкость в системе охлаждения должна прокачиваться до 10 раз в 1 минуту. Для обеспечения циркуляции жидкости в систему охлаждения двигателя ЗИЛ-131 включен укрепленный на переднем торце блока двигателя центробежный насос с односторонним подводом жидкости. Вал привода водяного насоса установлен в чугунном корпусе на двух шариковых подшипниках, между которыми находится распорная втулка. На заднем конце валика насоса болтом закреплена пластмассовая крыльчатка. Сальник и уплотняющая шайба предотвращают утечку воды из насоса, а водосбрасыватель не допускает проникновения воды в подшипник.

Ступица шкива привода насоса установлена на валике посредством конусной втулки со шпонкой.

На переднем конце валика установлена на шарикоподшипниках ступица, к которой болтами прикрепляются вентилятор и шкив привода вентилятора.

Таким образом, водяной насос приводится в действие независимо от привода вентилятора, что необходимо при преодолении бродов, когда требуется, чтобы вентилятор не вращался, а водяной насос в это время обеспечивал нормальную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Остановка вентилятора осуществляется ослаблением натяжения ремня его привода. Охлаждающая жидкость поступает в центр крыльчатки насоса от радиатора по патрубку и далее от крыльчатки подается под напором 1,4-2,6 кГс/см² через два патрубка в правую и левую группы цилиндров двигателя.

Термостат представляет собой автоматический клапан, способствующий ускорению прогрева двигателя и регулирующий в определенных пределах количество жидкости, проходящей через радиатор.

Термостат установлен в патрубке на выходе жидкости из рубашки охлаждения. Термостаты выполняются с жидкостными и твердыми наполнителями. На двигателе ЗИЛ-131 устанавливается термостат с твердым наполнителем.

Термостат с твердым наполнителем имеет толстостенный баллон, заполненный смесью церезина (нефтяного воска) с медным порошком. Под баллоном размещена направляющая втулка с отверстием для штока. Втулка отделена от баллона резиновой мембраной. Шток связан коромыслом с заслонкой (клапаном).

Когда двигатель не прогрет, заслонка закрыта и охлаждающая жидкость не поступает в радиатор. При нагревании церезина он плавится, объем его увеличивается, вследствие чего мембрана, буфер и шток перемещаются вверх, пружина растягивается и заслонка открывается. Жидкость начинает циркулировать через радиатор (большой круг циркуляции). Заслонка термостата начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости (70  2) °С, полностью заслонка открывается при температуре (83  2) °С. В интервале указанных температур площадь проходного отверстия термостата увеличивается с повышением температуры, вследствие чего автоматически возрастает количество жидкости, поступающей в радиатор.

В термостате с жидкостным наполнителем чувствительный элемент – гофрированный цилиндр (сильфон) из тонкой латуни – заполнен легко испаряющейся жидкостью (смесью дистиллированной воды и этилового спирта).

Предпусковой подогреватель обеспечивает подогрев двигателя перед пуском при низких температурах. Наряду с облегчением пуска предварительный подогрев двигателя способствует замедлению изнашивания деталей, особенно цилиндров и поршней.

В комплект предпускового подогревателя входят:

котел, соединенный шлангом с заливной воронкой;

топливный бачок;

электромагнитный клапан;

вентилятор с электродвигателем;

пульт управления;

свеча накаливания.

Перед пуском двигателя котел, соединенный с рубашкой охлаждения блока цилиндров, заполняют водой. Электромагнитный клапан открывается, и топливо поступает в камеру сгорания котла, где первоначально воспламеняется свечой. Воздух подается в котел от вентилятора по шлангу. Горячие газы проходят через газопроводы котла, нагревают воды, а при выходе из котла патрубком направляются на масляный поддон двигателя, нагревая в нем масло. Вода нагревается в котле, вследствие конвенции поступает в рубашку охлаждения блока цилиндров по шлангу и возвращается в котел.