Лабораторна робота №4

1. Тема: Система охолодження ДВЗ.

2. Мета роботи: Вивчити принцип роботи, конструктивні схеми та виконання систем охолодження ДВЗ.

В результаті виконання лабораторної роботи, підготовки та захисту звіту по роботі студенти повинні:

1. Знати класифікацію та схеми дії системи охолодження, конструктивне виконання основних агрегатів і деталей, принцип їх роботи.

2. Вміти провести порівняльний аналіз конструктивного виконання деталей і агрегатів системи охолодження двигунів та ефективності її дії.

3. Обладнання, засоби. Стенд з ДВЗ, вузли та деталі системи охолодження, вимірювальний інструмент, установка для випробування термостата, плакати, діафільм.

4. Зміст звіту.

1. Призначення та схеми повітряної і рідинної систем охолодження, основних складових системи.

2. Привести графік залежності відкриття клапана термостата від температури охолоджуючої рідини.

5. Послідовність виконання роботи.

4.5.1 Ознайомлення студентів з методичними вказівками.

2. Виконання необхідних вимірювань та побудова графіка відкриття клапана термостата в залежності від температури охолоджуючої рідини.

3. Перегляд фільму по темі лабораторної роботи.

4. Захист звітів по попередній роботі.

   6. Короткі теоретичні відомості до лабораторної роботи.

Система охолодження призначена для примусового відведення теплоти від циліндрів і головки двигуна та передачі його навколишньому середовищу. Ефективний коефіцієнт корисної дії двигуна дорівнює

Системи охолодження бувають повітряні або рідинні (рис. 4.1).

Розподіл тепла, що утворилося внаслідок згоряння палива, на корисну роботу і втрати називається

Система охолодження двигуна підтримує певний, найвигідніший тепловий режим його роботи. Під час переохолодження збільшуються втрати на тертя, зменшується потужність двигуна на холодних деталях конденсуються пари бензину і у вигляді крапель стікають по дзеркалу циліндра, змиваючи змащення. Деталі швидко спрацьовуються, потрібно частіше міняти масло.

Перегрівання двигуна погіршує кількісне наповнення циліндрів пальною сумішшю, викликає розрідження і вигоряння масла, внаслідок чого поршні в циліндрах можуть заклинитися і виплавитися вкладиші підшипників.

На двигунах вітчизняних автомобілів (за винятком ЗАЗ-968, який має повітряне охолодження) застосовують закриту рідинну систему охолодження з примусовою циркуляцією, що здійснюється водяним насосом. Така система називається закритою тому, що вона ізольована від атмосфери. В результаті тиск у системі змішується, температура кипіння рідини підвищується до 108...319°С і

зменшуються її витрати на випаровування. Для сучасних двигунів нормальним тепловим режимом вважається такий, при якому температура рідини дорівнюватиме85...95°C.

У

Схеми систем охолодження двигунів

а - повітряна; б - рідинна пасова передача; 2 - вентилятор; металічний кожух; 4 - охолоджуючі ; 5 циліндри; 6 - заслонки; 7, шланги; 8, 16 - верхній і нижній з'єднувальні патрубки; 9 - термостат; 10 ~; 11, 13 ~ водяні сорочки головки і блока; 12 - водорозподільна труба; 14 — водяний насос

Рис. 4.1

систему рідинного охолодження входять: сорочка охолодження блока і головки циліндрів, радіатор, водяний насос, вентилятор, термостат, жалюзі, патрубки, шланги, зливні краники, радіатор нагрівника, покажчик температури і контрольна лампа.

У сорочці двигуна рідина нагрівається, відбираючи тепло від циліндрів, потрапляє через термостат у радіатор, охолоджується в ньому і під дією відцентрового насоса знову потрапляє всорочку двигуна. Вентилятор охолоджує рідину в радіаторі, створюючи інтенсивний потік повітря.

Щоб зменшити утворення накипу, систему охолодження треба заповнювати м’якою водою, яка містить не більше 0,14 мг окису кальцію (СаО) в 1 л. Якщо ж у систему охолодження заливається тверда вода, то перед цим її треба прокип’ятити.

Місткість системи охолодження двигунів автомобілів ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320, ГАЗ-24 становить відповідно

6. л.

Радіатор (рис 4.2). складається з верхнього і нижнього бачків, серцевини. Кріплять його в автомобілі на гумових подушках з пружинами.

Горловина радіатора герметичне закривається пробкою, з якій є два клапани: паровий і повітряний, Паровий клапан відкривається автоматично лише із підвищенням тиску в системі охолодження понад 0,04 МПа (0,4 кгс/см²), внаслідок чого температура кипіння рідини підвищується.

Повітряний клапан відкривається і пропускає в систему повітря, коли, тиск в ній зменшується, внаслідок охолодження рідини, захищаючи таким чином трубки радіатора від сплющування під дією атмосферного тиску.

Радіатор автомобільного двигуна і схема

пароповітряного клапана

1, 2 — нижній і верхній бачки; 3 — пробка; 4 - трубка.

5 - пружина; 6 - паровий клапан; 7 - повітряний клапан:

6. - пружина повітряного клапана 9 - трубки,

10 - нижній патрубок

Рис. 4

Відцентровий водяний насос і вентилятор автомобіля ЗИЛ - 130

1 - ступиця; 2 - вентилятор; 3 - шків; 4 - корпус; 5 - корпус рідинного насоса. 6 - крильчатка; 7 - сальник, 8, 9 - підшипники; 10 — вал

Рис. 4.3

Відцентровий водяний насос створює примусову циркуляцію рідини; його кріплять болтами через прокладку до верхньої частини блока циліндрів Основні частини насоса (рис. 4.3): корпус, вал з Пластмасовою крильчаткою, яку встановлюють на двох кулькових підшипниках.

Са-моущільнювальний сальник запобігає витіканню рідини, в місці виходу вала з корпусу насоса. Він складається з гумової манжети, металевої обойми, пружини і шайби з графіто-свинцевої суміші стійкої Проти спрацювання.

Вентилятор збільшує потік повітря через серцевину радіатора. Маточину венти­лятора кріплять на валу водяного насоса. Вони разом приводяться в обертання від шківа колінчастого вала одним або двома трапеціє- видними пасами (в автомобілі КамАЗ-5320 - через гідро­муфту).

Жалюзі - це шарнірно скріплені стальні пластинки, встановлені спереду раді­атора. Водій з кабіни авто­мобіля рукояткою регулює положення жалюзі, змінюючи потік повітря, який проходить через серцевину радіатора.

Термостат з твердим наповнювачем1 2 3

1, 7 - стояки; 2 - балон; 3 - наповнювач; 4,10 - клапани;

5, 6 - пружини; 8 ~ шток; 9 - гумова вставка; 11 – основа.

Термостат призначений для прискорення прогрівання холодного двигуна та автоматичного регулювання температури рідини під час руху автомобіля. Термостат двигунів ЗМЗ-53 і ГАЗ-24 має корпус гофрований циліндр заповнений рідиною, яка легко випаровується, і шток з клапаном. На двигуні ЗИЛ ІЗО і КамАЗ - 5320 застосовують термостат з твердим наповнювачем (рис. 4.4), який працює надійніше. Цей термостат складаеться з латунного балона і

кришки, між якими герметично закріплена гумова мембрана. Балон заповнений

активною сумішшю, що складається з церезину (нафтового воску), змішаного з

мідним порошком. Об’єм активної маси під час нагрівання збільшується.

На мембрану спирається шток, розміщений у напрямній частині кришки. Шток

шарнірно з’єднаний з клапаном.

С

а - циркуляція рідини по малому колу; б - циркуляція рідини по великому колу 1 — корпус; 2 ~ шток з клапаном, 3 — гофрований циліндр

Рис, 4.5

хема роботи термостата. Коли двигун холодний,

клапан термостата закритий і

рідина надходить через канал до

вхідного отвору насоса, а через

нього - в сорочку охолодження.

тобто циркулює по малому колу,

не потрапляючи в радіатор

(рис. 4.5, а). У двигуні ЗИЛ-130,

коли клапан термостата закритий,

рідина, що нагнітається у сорочку

насосом, перепускається через

систему охолодження повітряного

компресора.

Коли рідина нагрівається до 70…80°С, клапан термостата під дією парів рідини, що заповнює його циліндр, або внаслідок розширення твердого наповнювача відкриється і рідина циркулюватиме через радіатор, тобто по великому колу (рис. 4 5, б).Температуру рідини контролюють за покажчиком температура вимірювальний перетворювач якого встановлено в сорочці охолодження блока циліндра. При температурі в системі охолодження понад 95°С у двигунах ЗМЗ- 53 і ГA3—24 або 115°С у двигуні ЗИЛ-1ЗО на щитку спалахує сигнальна лампочка, яка вмикається вимірювальним перетворювачем, установленим у верхньому бачку радіатора.

Застосування антифризу. Систему охолодження автомобіля, який працює ари низьких температурах, доцільно заправляти рідиною, яка замерзає При низькій температурі (антифризом), що складається із суміші тиленгліколю і води. Рідина, що замерзає при низьких температурах, буває двох марок - 40 і 65. Антифриз марки 40 містить 53 % етиленгліколю і 47 % води. Він призначений для районів з помірно низькою температурою. Антифриз марки 65 має 66% етиленгліколю і 34% води. Його застосовують при нижчих температурах. Враховуючи досить високий коефіцієнт розширення антифризу, систему охолодження слід заправляти лише на 93...95% місткості. У процесі експлуатації треба стежити за рівнем антифризу в системі і доливати воду, оскільки вона випаровується швидше від етиленгліколю.