4. Система охлаждения.

С истема охлаж­дения служит для поддержания опти­мального теплового режима двигателя путем регулируемого отвода теплоты от наиболее нагревающихся деталей. Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения двигателя показа­на на рис. Вокруг цилиндров дви­гателя и их головок имеется простран­ство (рубашка охлаждения), заполняе­мое охлаждающей жидкостью. Рубашка охлаждения соединена патрубками с радиатором. Радиатор и рубашка заполняют­ся жидкостью через заливную горловину, закрываемую пробкой. В пробке имеются клапаны, через которые вну­тренняя полость системы охлаждения сообщается с атмосферой. Такая систе­ма охлаждения называется закрытой. В них под­держивается избыточное давление (до 100 кПа), вследствие чего температура кипения охлаждающей жидкости повы­шается до 120 С. Пар отводится по трубке. Закрытые системы охлаждения более компактны, чем открытые, т е. непосредственно сообщающиеся с ат­мосферой, и реже нуждаются в допол­нительной заправке охлаждающей жид­костью. Принудительная циркуляция жидко­сти в системе создастся насосом, приводимым в работу от коленчатого вала двигателя шкивом. Жидкость со­прикасается с нагретыми стенками ци­линдров и головки, нагревается и через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. По трубкам радиатора, обдуваемым потоком воздуха, жидкость охлаждается и опускается в нижний бачок.

Конструкция жидкостной системы ох­лаждения. Радиатор является теплооб­менником, в котором теплота от воды передается потоку воздуха. В верхнем бачке радиатора имеется гор­ловина, через которую система запол­няется охлаждающей жидкостью. Горловина герметично закрыта пробкой, снабженной двумя клапанами. Паровой клапан, прижимаемый к тор­цу горловины сильной пружиной, открывается для выпуска пара из си­стемы при избыточном давлении, равном 45 - 55 кПа. Воздушный клапан, имеющий слабую пружину, откры­вается при падении давления до 10 кПа вследствие остывания жидкости. Жидкостной насос центробежного ти­па обеспечивает циркуляцию жидкости в системе охлаждения. Термостат представляет собой авто­матический клапан, способствующий ускорению прогрева двигателя и регулирующий в определенных пределах количество жидкости, проходящей мере ра­диатор. Термостат усыновлен в патрубке на выходе жидкости из ру­башки охлаждения Термостаты выпол­няются с жидкостными и твердыми на­полнителями - церезина (нефтяного воска) с медным порошком. Над баллоном размещена направляю­щая втулка с отверстием для штока. Втулка отделена от баллона резиновой мембраной. Шток связан коромыслом с заслонкой (клапаном). 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 термостатах с жидкостным напол­нителем чувствительный элемент - го­фрированный цилиндр из тонкой лату­ни - заполнен легко испаряющейся жидкостью (смесью дистиллированной воды и этилового спирта). Когда система охлаждения не прогрета, давление в цилиндре понижено и он находится в сжатом состоянии, закрывая клапан термостата. При нагреве жидкости в ци­линдре термостата до определенной температуры ее давление повышается настолько, что цилиндр расширяется и клапан термостата открывается. Термостаты с твердым наполнителем обладают большей механической про­чностью по сравнению с термостатами с жидкостным наполнителем, что позво­ляет применять их в закрытых системах охлаждения с большим избыточным да­влением. Вентилятор служит для повышения скорости и количества воздуха, прохо­дящею через радиатор.

5. Система питания карбюраторного двигателя служит для приготовления горючей смеси, состоящей из паров топлива и воздуха, подачи ее в ци­линдры двигателя, а также удаления из цилиндров отработавших газов. В систему питания карбюраторного двигателя входят приборы и устройства для хранения топлива и контроля его количества; фильтрации и подачи топлива; фильтрации и подачи воздуха, а также приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя; от­вода газов из цилиндра и глушения шу­ма при выпуске. Простейший карбюратор состоит из четырех ос­новных частей поплавковой камеры 7 с поплавком 8, жиклера 6 с распылите­лем 5, диффузора 2 и дроссельной за­слонки 4.

Г лавное дозирующее устройство обеспечивает приготовление горючей смеси, близкой по составу к экономичной во всем диапазо­не частичных нагрузок. Оно состоит из простейшего карбюратора и компенси­рующею устройства, назначением кото­рого является обеднение смеси в необ­ходимых пределах по мере роста расхо­да воздуха.

При работе двигателя поступающее из поплавковой камеры 4 в колодец то­пливо через жиклер 3 и воздух через жи­клер 6 смешиваются, образуя эмуль­сию, которая подается распылителем 8 в диффузор 1. Чтобы лучше эмульсировалось топливо, в колодце установле­на трубка 7 (такие карбюраторы назы­вают эмульсионными). Основное влия­ние на расход топлива оказывает разре­жение, передающееся в полость колодца из диффузора, чем больше разрежение, тем больше расход топлива через жи­клер 3. Воздух, поступающий в колодец через жиклер 6, изменяет разрежение перед жиклером 3. При этом интенсив­ность истечения топлива снижается (за­тормаживается) по сравнению с про­стейшим карбюратором.

Экономайзер обогащает приготавли­ваемую главным дозирующим устрой­ством горючую смесь при работе двигателя в режиме максимальных нагрузок. Привод экономайзера может быть ме­ханическим или пневматическим. Когда угол поворота оси дроссельной заслонки составляет 80 – 85% макси­мального угла, толкатель 4 опускается настолько, что открывает клапан 7 При этом топливо из поплавковой камеры 3 начинает поступать в распылитель че­рез два жиклера 5 и 6 экономайзера, в результате чего горючая смесь обога­щается. Момент в ключения экономайзера с пневматическим приводом определяется не только положением дроссель­ной заслонки (нагрузкой), но и частотой вращения коленчатого вала двигателя.

Эконостат представляет собой обогащающее устройство, устраняющее чрез­мерное обеднение горючей смеси в ограниченном диапазоне нагрузок Эконостаты выполняют по схемам, анало­гичным схемам главной дозирующей системы или простейшего карбюратора. В первом случае Эконостаты имеют то­пливный и воздушный жиклеры, а во втором - только топливный жиклер.

С истема холостого хода служит для приготовления горючей смеси на режи­ме холостого хода, когда главная дози­рующая система не работает. При работе двигателя на режиме холостого хода разрежение, возникающее за дроссельной заслонкой, передается через каналы 5 и 7 к топливному жикле­ру 8. Вследствие этого из поплавковой камеры 11 начинает поступать топливо в каналы 7 и 5 через топливный жиклер 9 главной дозирующей системы и то­пливный жиклер 8 холостого хода. В ка­нале 5 топливо смешивается с возду­хом, поступающим через воздушный жиклер 6, а в зоне отверстия 4 к обра­зующейся эмульсии добавляется воздух. Через отверстие 2 в пространство за дроссельной заслонкой поступает эмульсия, которая подхватывается по­током воздуха, смешивается с ним, в результате чего образуется горючая смесь. Количество поступающей эмуль­сии можно регулировать винтом 3.

При открытии дроссельной заслонки расход воздуха через диффузор увеличи­вается, а разрежение за заслонкой уменьшается Однако обеднения смеси не наступает, так как оба отверстия рас­пылителя системы холостого хода оказываются расположенными за дрос­сельной заслонкой и через отверстие 4 начинает поступать эмуль­сия Так обеспечивается плавный пере­ход от режима холостого хода к режи­мам нагрузки.

У скорительный насос предназначен для устранения обеднения смеси и улуч­шения приемистости двигателя в неко­торых условиях движения автомобиля (обгон, подъем), когда режим работы двигателя резко меняется.

П ри резком открытии дроссель­ной заслонки планка 9 сжимает пружи­ну 8 и поршень оказывает на топливо давление, под действием которого обратный клапан закрывается и прекра­щает доступ топлива назад, в поплавко­вую камеру, а нагнетательный клапан поднимается со своего седла Топливо изыскивается в трубу карбюратора, и тем самым предотвращается обедне­ние горючей смеси. Пусковое устройство служит для при­готовления горючей смеси при пуске хо­лодного двигателя, когда условия обра­зования горючей смеси неблаго­приятны Частота вращения коленчато­го вала двигателя при пуске составляет 50-100 об/мин, вследствие чего ско­рость и разрежение воздуха в диффузо­ре карбюратора малы - распыливание и обдув топлива, а также его испарение недостаточны. Кроме того, в холодном двигателе часть паров топлива на пути в цилиндры конденсируется на стенках впускного трубопровода. Для того чтобы в цилиндры двигателя поступало достаточное для воспламенения смеси количество испарившегося топлива, не­обходимо резко обогащать горючую смесь в карбюраторе. Пусковым устройством служит воздушная заслонка, закрывающая воздушную трубу карбюратора перед распылителями и диффузором. При этом количество воздуха, проходя­щего через карбюратор, уменьшается, а разрежение в диффузоре становится настолько значительным, что топливо начинает вытекать из распылителя глав­ной дозирующей системы, обеспечивая образование горючей смеси. После пер­вой вспышки воздух поступает через автоматический клапан на воздушной заслонке. По мере прогрева двигате­ля воздушную заслонку приоткрывают вручную.

Конструкция системы питания. 1 - Топливные баки. 2 -Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механических примесей. Для этого используют фильтр-отстойник, а на многих двигателях, кроме того, фильтр тонкой очистки топлива. В фильтрах тонкой очист­ки, имеется фильтрующий элемент, выполненный из мелкой латунной сетки или из порошковых материалов. 3- Топливный насос подает необходимое количество топлива из бака в поплавко­вую камеру карбюратора. 4 - Воздушный фильтр служит для очист­ки от пыли воздуха, поступающего в карбюратор. 5 - Впускной трубопровод) служит для подачи горючей смеси из карбюратора в цилиндры двигателя. 6- Глушители шума.

Вентиляция картера. Со­держащиеся в картерных газах пары топлива разжижают масло и ухудшают его смазочные свойства, а водяные пары вызывают вспенивание масла и появление эмульсии, затрудняющей поступление масла к трущимся поверхно­стям. Другие компоненты отработав­ших газов образуют в масле смолистые вещества и кислоты. Кислоты вызывают коррозию трущихся поверхностей. Кроме того, картерные газы повышают давление в картере, что приводит к вы­давливанию масла через сальники. Картерные газы токсичны. Для удаления картерных газов служит система венти­ляции картера.

6. Система питания дизелей.

В оздух и топливо подаются в цилиндры дизеля раздельно, и там образуют горючую смесь. Поэто­му дизели называют двигателями с вну­тренним смесеобразованием. При такте впуска в цилиндр 18 поступает атмосферный воз­дух, который очищается в фильтре 17. В конце так 13 сжатия в цилиндр под высоким давлением через форсунку 16 впрыскивается строю определенное ко­личество дизельного топлива, самовос­пламеняющееся вследствие высокой температуры. При неизменной угловой скорости ко­ленчатого вала количество поступающе­го в цилиндр воздуха остается практи­чески постоянным. Поэтому увеличение количества впрыскиваемого в цилиндр топлива позволяет повысить мощность двигателя. Дозировка и подача в опре­деленный момент топлива осущест­вляются насосом 1 высокого давления, через который циркулирует топливо, подаваемое подкачивающим насосом 8. Перед пуском двигателя систему запол­няют ручным насосом, объединенным с топливоподкачивающим насосом. В форсунку 16 топливо подается насо­сом высокого давления по топливопро­воду 14. Топливо, просочившееся через зазоры в форсунке, отводится в бак по топливопроводу 15.

Насос высокого давления состоит из нескольких одинаковых по устройству секций, число которых равно числу цилиндров двигателя. Каждая секция со­единена топливопроводом 13 с форсункой, нижняя часть корпуса 16 которой входит в цилиндр двигателя. Плунжер 6 каждой секции насоса и гильза 5 обработаны с особо высокой точностью и индивидуально взаимно притерты. Зазор в такой плунжерной паре составляет 1-2 мкм. На плунжере выполнены вертикальный паз 9, скошен­ная кромка 11 и кольцевая проточка 7 Закрепленная на плунжере шестерня 2 находится в зацеплении с рейкой 3. При перемещении рейки плунжер пово­рачивается в гильзе, Пружина 4 прижи­мает плунжер к кулачку 1, приводимому во вращение от коленчатого вала двига­теля. В гильзе выполнены два отвер­стия: впускное 8 и выпускное 10. В верх­ней части гильзы размещен нагнетательный клапан 12 с пружиной. Предва­рительно сжатая пружина 14 форсунки прижимает иглу 15 к соплу 18, закрывая полость 17, заполненную топливом. Когда плунжер занимает в гильзе ниж­нее положение, отверстия 8 и 10 открыты и через находящуюся над плунжером часть гильзы циркулирует топливо, Клапан 12 в этом случае закрыт, изоли­руя топливопровод 13 и полость 17 форсунки от гильзы

При движении плунжера вверх под воздействием вращающегося кулачка 1 сначала перекрывается выпускное отверстие 10, а потом впускное отверстие 8. Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан. В полости 17 форсунки создается высокое давление, зависящее от силы сжатия пружины 14 (20 МПа и больше). Под действием давления топлива игла 75 поднимается, сжимая пружину 14, и через открывшее­ся сопло 18 топливо впрыскивается в цилиндр двигателя. Впрыскивание за­канчивается, когда кромка 11 открывает выпускное отверстие, Давление топлива при этом резко снижается. Игла 15, опу­скаясь, закрывает сопло. Клапан 12 закрывается, и в топливопроводе 13 и полости 17 форсунки топливо остается под избыточным давлением. Поворотом плунжера в гильзе изменяют конец подачи и, следовательно, количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр за один ход плунжера, При совпадении па­за 9 с отверстием 10 подача топлива полностью прекращается и двигатель останавливается. Форсунка обеспечивает распыление топлива, впрыскиваемого в цилиндр под определенным давлением. Топливо подается к форсунке через сетчатый фильтр и поступает в коль­цевую канавку, выполненную на торце распылителя. Топливоподкачивающий насос двигате­ля обычно поршневого типа. При неработающем двигателе топли­во в насос высокого давления подкачи­вают поршнем, нажимая на рукоятку ручного насоса. Фильтры грубой очистки дизелей имеют щелевые филь­трующие элементы или элементы, изго­товленные из хлопчатобумажного шну­ра. Фильтрующие элементы фильтров тонкой очистки выполняют из бумаги, прессованных опилок или минеральных волокон