2.1. Схема и принцип работы паровоздушного клапана

Рис. 2. Паровоздушный клапан: а — трактора С-100; б и в — автомобиля ЗИЛ-130.

Паровоздушный клапан. В последнее время в тракторных и автомобильных двигателях стала широко применяться закрытая система охлаждения. В такой системе воздушное пространство верхнего резервуара радиатора сообщается с атмосферой только через специальный паровоз­душный клапан (рис. 8.5). Работа паровоздушного клапана (рис. 8. 5, а ) заключается в следующем. При повышении давления в системе свыше 0,02 — 0,3 Мн/м² (0,2—0,3 кГ/см²) паровой клапан 5, размещенный в корпусе 7, отходит от седла 6 и выпускает избыток пара через пароотводную трубку 2.

Внутри парового клапана размещен воздушный клапан 3. При охлаждении воды вследствие уменьшения ее объема в системе создается разрежение, от чего может произойти разрушение радиатора под действием наружного атмосферного давления. Воздушный клапан открывается и пропускает внутрь системы через трубку 4 атмосферный воздух при. снижении внутреннего давления на 0,001—0,004 Мн/м² (0,01—0,04 кПсм²) против атмосферного.

На рис. 8. 5, б, в изображен паровоздушный клапан автомобиля ЗИЛ-130, вмонтированный в пробку 4 горловины 3 радиатора. Принцип его работы ясен без дополнительных пояснений. Следует лишь отметить, что паровой клапан 1 этой пробки открывается при повышении давления в системе охлаждения свыше 0,1 Мн/м² (1 кГ/см²) и выпускает пар через трубку горловины, как показано стрелками (рис. 8.5,6). При таком давлении вода закипает лишь при 392° К (119°С), что весьма важно для обеспечения надежной работы системы в тяжелых дорожных условиях, так как при закрытых системах не наблюдается интенсивного парообразования и заметной убыли воды вследствие ее испарения.

Воздушный клапан 2 этой пробки открывается и сообщает с атмосферой полости системы охлаждения, как это показано стрелками на рис. 8. 5, в, когда давление в системе понизится на 0,001—0,013 Мн/м² (0,01—0,13 кГ/см²) ниже атмосферного.

2.2. Схема и принцип работы термостатов (жидкостного и с твердым наполнителем)

Термостат предназначен для автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя с целью ускорения его прогрева после пуска. Термостат устанавливается в верхней части двигателя в месте выхода нагретой жидкости в радиатор и может быть с жидкостным или твердым наполнителем.

Термостат с жидкостным наполнителем (рис.30) состоит из латунного гофрированного цилиндра 1, заполненного легкозакипающей жидкостью, состоящей из эфирного спирта и дистиллированной воды. С цилиндром жестко соединен шток 2, на втором конце которого приварен клапан 3, опирающийся на седло, укрепленное в корпусе термостата. В корпусе выполнены окна 4, через которые жидкость из рубашки охлаждения поступает в насос при закрытом клапане 3.

Рис.3. Термостат с жидкостным наполнителем:

а – клапан закрыт; б – клапан открыт.

Работает термостат так. При пуске холодного двигателя клапан 3 прижимается к седлу за счет упругости гофрированного цилиндра и охлаждающая жидкость не проходит в радиатор (рис.3, а), а через боковые окна 4 поступает в насос и далее снова в рубашку охлаждения. Такая циркуляция жидкости способствует быстрому прогреванию двигателя. Когда температура охлаждающей жидкости достигнет 68-70°С, легкозакипающая жидкость в цилиндре 1 термостата закипает, давление повышается и гофрированный цилиндр, расширяясь, давит на шток 2 и открывает клапан 3, одновременно перекрывая окно доступа жидкости в насос (рис.3, б). Теперь жидкость из рубашки охлаждения поступает через открытый клапан в верхний бачок радиатора, а оттуда по трубкам – в нижний бачок и за это время охлаждается. Охлажденная жидкость по подводящему патрубку снова поступает в насос и далее в рубашку охлаждения.

На двигателях автомобилей ЗИЛ и некоторых других устанавливается термостат с твердым наполнителем, состоящим из церезина 2 (нефтяной воск), смешанного с медным порошком и помещенным в медном или латунном баллоне 1 (рис. 4). Между баллоном и крышкой, которой он закрывается, зажата резиновая мембрана 3, в которую упирается шток 5 через резиновый буфер 9. Шток верхним концом шарнирно соединен с клапаном 7, опирающимся на седло 8. Над крышкой 4 сверху установлена пружина 6, стремящаяся удерживать клапан 7 в закрытом положении.

Рис.4. Термостат с твердым наполнителем:

а – клапан закрыт; б – клапан открыт.

При работе двигателя нагретая жидкость омывает баллон 1, нагревая в нем церезин. Когда температура охлаждающей жидкости достигает 67-71°С, церезин начинает плавиться и, увеличиваясь в объеме, воздействует на мембрану, а она через буфер и шток – на клапан 7, открывая его. Это позволяет нагретой жидкости поступать в радиатор (рис.31, б). Полностью клапан открывается при температуре 83°С. С понижением температуры охлаждающей жидкости ниже 67°С церезин переходит в твердое состояние, уменьшаясь в объеме, и пружина 6, распрямляясь, закроет клапан, перекрывая доступ жидкости в радиатор. По отводящему патрубку жидкость направляется к насосу и далее опять в рубашку охлаждения, ускоряя его прогрев (рис.4, а).

В системе охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ перед насосом устанавливается двухклапанный (основной и вспомогательный) термостат с твердым наполнителем.

При холодном двигателе большая часть охлаждающей жидкости будет циркулировать по кругу: насос – рубашка охлаждения блока цилиндров – рубашка охлаждения головки блока цилиндров – термостат – насос. Одновременно жидкость циркулирует через рубашку впускного трубопровода и смесительной камеры карбюратора, а при открытом кране отопителя кузова автомобиля – через его радиатор.

Когда двигатель прогрет не полностью (температура охлаждающей жидкости ниже 90°С), оба клапана термостата частично открыты, часть горячей жидкости проходит к радиатору, что способствует лучшему прогреву двигателя. С повышением температуры до 94°С и более основной клапан термостата полностью открывается и охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор.