2. Пристрої для циркуляції та охолодження рідини

Для руху рідини у системах охолодження застосовують відцентрові насоси. Вони конструктивно прості, надійні у роботі і не порушують термосифонної циркуляції рідини у системі.

Насос (рис. 3) складається з корпусу, підвідного й відвідного каналів, а також валика на кулькових підшипниках. На валику з одного боку закріплений шків приводу, а з іншого – крильчатка насоса.

Шків обертається від колінчастого валу за допомогою клинопасової передачі. Під час обертання крильчатки рідина, що знаходиться між її лопатями, викидається відцентровою силою у порожнину нагнітання . Насоси більшості двигунів об’єднані в один вузол з вентилятором.

Рис. 3. Схема дії насоса системи охолодження:

– порожнина всмоктування; – порожнина нагнітання

Вентилятор 1 (див. рис. 1) призначений для створення повітряного потоку, яким обдуваються трубки радіатора. Подача повітря вентилятором залежить від частоти обертання крильчатки, кількості лопатей, їх розмірів і профілю. Звичайно крильчатки вентиляторів чотири- або шестилопатеві, які обертаються у спеціальному кожусі (дифузорі), прикріпленому до радіатора. Кожух забезпечує потрібний напрям повітряного потоку і захищає крильчатку.

Радіатор 2 призначений для охолодження нагрітої рідини. Він складається з верхнього і нижнього бачків, осердя і деталей кріплення.

Звичайно застосовують трубчасті осердя, тобто кілька рядів вертикально розміщених круглих або овальних латунних трубок. Для збільшення поверхні охолодження і жорсткості на трубках припаяні тонкі латунні пластини.

Верхній і нижній бачки виготовлені з чавуну або латуні. У верхньому бачку є заливна горловина з пробкою 3 і паровідвідною трубкою.

Температуру холодильної рідини вимірюють термометром, нормальні його показники 80 – 97 °С. У пробці заливної горловини радіатора змонтований пароповітряний клапан, завдяки якому можливе тимчасове підвищення температури рідини до 105 °С.

3. Регулювальні пристрої системи охолодження

Для того, щоб система не переохолоджувала двигун і при будь-яких навантаженнях та температурі навколишнього середовища забезпечувала найкращий тепловий режим, а при пуску двигуна – швидке його прогрівання, вона забезпечена регулювальними пристроями.

Термостат 4 (див. рис. 1) підтримує сталу температуру холодильної рідини у системі шляхом включення або відключення радіатора. Застосовують термостати з рідинним і твердим наповнювачами.

Рідинний двоклапанний термостат складається з гофрованого циліндра 4 (рис. 4), корпусу 2, головного 1 і допоміжного 3 клапанів, штока 5. Циліндр виготовлений з латуні й заповнений водним розчином спирту.

Рис. 4. Будова і процес роботи термостата з рідинним наповнювачем:

а – головний клапан закритий; б – головний клапан відкритий; 1, 3 – головний і допоміжний клапани; 2 – корпус; 4 – гофрований циліндр; 5 – шток; 6, 8 – вікна відповідно у клапані та корпусі; 7 – скоба; 9 – отвір для виходу повітря

Якщо температура холодильної рідини нижче 65 – 75 °С, гофрований циліндр стиснений, головний клапан перекриває доступ рідині у радіатор, а через вікна допоміжного клапана і корпусу вона надходить до насоса. У зв’язку з тим, що рідина, яка знаходиться у сорочці охолодження, до радіатора не спрямовується, вона інтенсивно нагрівається.

При нагріванні холодильної рідини до температури 70 °С наповнювач гофрованого циліндра починає інтенсивно випаровуватися. Завдяки внутрішньому тиску циліндр розтягується, відкривається головний клапан і одночасно закривається допоміжний. Таке положення клапанів дає змогу рідині (спочатку частково) циркулювати крізь радіатор. При температурі рідини у системі охолодження вище 80 °С головний клапан повністю відкритий, а допоміжний – закритий. Вся рідина циркулює по великому колу й охолоджується у радіаторі. У такому стані система охолодження максимально забезпечує відведення теплоти від двигуна.

При зниженні температури холодильної рідини, пари спирту в циліндрі конденсуються, тиск знижується, і головний клапан перекриває доступ рідини у радіатор, а допоміжний, відкриваючись, збільшує потік рідини по малому колу циркуляції.

Термостат із твердим наповнювачем складається з латунного корпусу 5 (рис. 5), стояка 2, тримача 6, скріплених між собою вусиками. У корпусі розміщені основний 4 і перепускний 1 клапани, а також балон 12 з поршнем 8 і гумовою вставкою 10 всередині. Простір між вставкою і балоном заповнений термочутливим елементом (суміш церезину з алюмінієвим порошком). Поршень кріпиться гайкою 7 до тримача, а з балоном він з’єднаний гумовою вставкою. Основний клапан 4 притискається пружиною 3 до корпусу і балона, а перепускний клапан 1 – пружиною 13 до гайки 14.

Рис. 5. Будова термостата із твердим наповнювачем:

1, 4 – відповідно перепускний і основний клапани; 2 – стояк; 3, 13 – пружини; 5 – корпус; 6 – тримач; 7, 14 – гайки; 8 – поршень; 9 – ковпачок; 10 – гумова вставка з шайбою; 11 – термочутливий елемент; 12 – балон

Якщо температура холодильної рідини не перевищує 80 °С, основний клапан закритий, а перепускний – відкритий (рідина циркулює по малому колу). При підвищенні температури термочутливий елемент розширюється і тисне на гумову вставку 10, яка, стискуючись, виштовхує поршень 8. Одночасно вставка тисне і на днище балона. В момент коли тиск на поршень і на днище балона перевищить опір пружини 3, балон з основним і перепускним клапанами зміститься відносно поршня внизу, забезпечуючи циркуляцію рідини великим колом. Якщо температура холодильної рідини понад 85 – 95 °С, основний клапан повністю відкритий, а перепускний – повністю закритий.

Термостати із твердим наповнювачем простіші і дешевші, надійніші у роботі, менш чутливі до зміни тиску в системі охолодження.

Інтенсивність обдування трубок радіатора повітрям регулюється шторкою (або жалюзями).

Рідина із сорочки охолодження подається у верхній бак радіатора, а звідти трубками серцевини заливається у нижній.

У кришці заливної горловини радіатора системи охолодження закритого типу є пароповітряний клапан (рис. 6). Він ізолює систему охолодження від атмосфери і підтримує у ній дещо вищий тиск, який підвищує температуру кипіння, знижує пароутворення й витрату холодильної рідини.

В момент коли кришка 5 закриває горловину 2 радіатора, паровий клапан 4 через гумову прокладку притискається пружиною 7 до виступу горловини і розділяє порожнину верхнього бака радіатора з атмосферою.

Якщо тиск у системі на 0,05 – 0,07 МПа більше за атмосферний (внаслідок пароутворення), паровий клапан 4, долаючи опір пружини 7, зміщується по штоку 6 вгору. Пара з верхнього бака радіатора проходить крізь щілину, що утворилася, і трубкою 8 виводиться в атмосферу.

Рис. 6. Будова парового й повітряного клапанів:

1, 4 – відповідно повітряний і паровий клапани; 2 – горловина радіатора; 3 – прокладка; 5 – кришка; 6 – шток; 7 – пружина; 8 – паровідвідна трубка

У разі створення розрідження у системі охолодження (при охолодженні гарячого двигуна, витіканні рідини тощо) до 0,001 – 0,01 МПа крізь повітряний клапан підсмоктується повітря, яке запобігає деформації латунних трубок осердя радіатора. Пароповітряний клапан може бути змонтований також в окремому корпусі.