Система охлаждения двигателя

При сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя возникает температура до 2500°С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может привести к заклиниванию поршней в цилиндре, обгоранию головок клапанов, выгоранию смазки, выплавлению подшипников и другим неисправностям. Для предупреждения этого в двигателе поддерживается определенный тепловой режим при помощи системы охлаждения, которая служит для отвода излишнего тепла от деталей. При жидкостной системе охлаждения температура охлаждающей жидкости должна поддерживаться в пределах 80—90°С на всех режимах работающего двигателя. При воздушной системе охлаждения тепловой режим двигателя определяется температурой масла в системе смазки.

В двигателях «Москвич» и ВАЗ система охлаждения жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости. Заполняется система охлаждения 50%-ным водным раствором специальной жидкости «Тосол» А-40, который при температурах ниже —40°С превращается не в лед, а в густую массу, не вызывающую повреждения радиатора и блока цилиндров. Кроме того, эта жидкость обладает антикоррозийными свойствами.

Жидкостная система охлаждения (рис. 20) состоит из рубашки охлаждения блока 20 и головки 19 цилиндров, радиатора 8, расширительного бачка 10, центробежного насоса 11, вентилятора 6, Термостата 12, жалюзи 7, соединительных патрубков и шлангов, сливных краников 1 и 5, датчика 13 и указателя 18 температуры охлаждающей жидкости. Принцип работы системы охлаждения заключается в следующем. Центробежный насос, получающий вращение при помощи ремня от шкива коленчатого вала, захватывает охлаждающую жидкость из нижней части радиатора через патрубок и нагнетает ее в рубашку головки и блока цилиндров (см. стрелки на рис. 20). Охлаждающая жидкость в первую очередь омывает наиболее нагретые части, отнимает часть тепла, а затем через верхний патрубок подается в верхний бачок радиатора. Проходя через сердце-вину радиатора в нижний бачок, нагретая жидкость охлаждается и снова поступает к центробежному насосу. Одновременно часть нагретой жидкости поступает в рубашку впускного трубопровода для подогрева горючей смеси, а также при необходимости отводится через специальный кран в отопитель салона кузова. Радиатор служит для охлаждения жидкости путем отдачи тепла воздуху, омывающему сердцевину.




Радиатор состоит из нижнего и верхнего латунных бачков, припаянных к сердцевине, патрубков и наливной горловины с пробкой. Сердцевина радиатора на автомобиле ВАЗ изготовлена из латунных вертикальных трубок и стальных горизонтальных охлаждающих пластин (рис, 21, а), увеличивающих охлаждающую поверхность. На автомобиле «Москвич» радиатор пластинчатый, его сердцевина изготовлена из латунной ленты .(рис. 21, б). Патрубки бачков через прорезиненные шланги соединяют радиатор с рубашкой охлаждения блока цилиндров. Наливная горловина радиатора герметически закрывается пробкой (рис. 21, в), в которой имеются выпускной (паровой) и впускной (воздушный) клапаны. Выпускной клапан 10 открывается при повышении давления в системе охлаждения до 1,5 кгс/см². Увеличение давления позволяет в случае Применения в качестве охлаждающей жидкости воды повысить температуру ее кипения до 109°С. При открытом клапане расширяющаяся жидкость или пар отводятся в расширительный бачок. Это предохраняет от разрушения радиатор и патрубки.







Впускной клапан 12 открывается при понижении давления в системе до 0,99 кгс/см² вследствие уменьшения объема охлаждающей жидкости или конденсации паров жидкости при остывании двигателя. При этом в радиатор поступает жидкость из расширительного бачка, что предупреждает сплющивание трубок сердцевины радиатора атмосферным давлением. Расширительный бачок — пластмассовый, содержит определенный объем охлаждающей жидкости и служит для компенсации изменяющегося объема жидкости в системе охлаждения при работе двигателя.

Центробежный водяной насос установлен на передней части блока цилиндров и служит для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения. Он состоит из алюминиевого корпуса 13 (рис. 22), в котором установлен вал 10 на двух подшипниках, помещенных в стальном стакане, запрессованном в корпусе. Подшипники заполняются смазкой и в дальнейшем их смазка не требуется до ремонта. На переднем конце вала напрессована ступица И вентилятора, а на заднем — чугунная крыльчатка 5. Уплотнение заднего конца вала на выходе его из корпуса достигается самоуплотняющимся сальником с уплотнительной графито-свинцовой шайбой 4, помещенной внутри корпуса сальника по поверхности которой скользит своим торцом крыльчатка. Внутри корпуса сальника помещается также резиновая манжета 3, разжимная пружина 16, которая через латунные обоймы 15прижимает торцы манжеты к корпусу 14 сальника и уплотнительной шайбе. Для предупреждения проникновения жидкости в корпус насоса (в случае неисправности сальника) в нем имеется дренажное (контрольное) отверстие, через которое жидкость вытекает наружу. Этим предупреждается вымывание смазки из подшипников. К ступице И вентилятора болтами прикрепляется шкив привода центробежного насоса и вентилятора. Привод осуществляется трапециевидным ремнем от шкива коленчатого вала. Этим же ремнем осуществляется привод генератора. При работе двигателя крыльчатка насоса своими лопастями захватывает охлаждающую жидкость, поступающую из нижнего бачка радиатора, под действием центробежной силы отбрасывает ее к стенкам корпуса и нагнетает в рубашку блока и головки цилиндров.


Вентилятор — четырехлопастной, пластмассовый, служит для создания сильного потока воздуха через сердцевину радиатора с целью более быстрого охлаждения в нем жидкости. Лопасти вентилятора вместе с приводным шкивом крепятся болтами к ступице вала центробежного насоса.

Термостат (рис. 23) — двухклапанный, служит для ускорения прогрева двигателя после пуска и автоматического поддержания наивыгоднейшего теплового режима двигателя при движении. Он устанавливается в корпусе отводящего патрубка головки цилиндров (на «Москвиче», см. рис. 20) или перед входом охлаждающей жидкости в насос (на двигателе ВАЗ). Термостат двигателя «Москвич» состоит из корпуса 2 (рис. 23), в котором помещается подвижный сердечник 4 с двумя клапанами: перепускным 1 и основным 7. В исходном (верхнем) положении сердечник удерживается возвратной пружиной 3. Внутри сердечника находятся реактивный штифт 5, резиновый буфер 6, резиновая диафрагма 8 и твердое термочувствительное вещество — церезин 9 (кристаллический воск), обладающий большим коэффициентом объемного расширения. При прогреве после пуска холодного двигателя основной клапан 7 закрыт, а перепускной 1 (рис. 23, а) открыт, и циркуляция охлаждающей жидкости происходит по малому кругу, минуя радиатор: от центробежного насоса в рубашку охлаждения и через перепускной клапан 1 термостата обратно к насосу. Таким образом, охлаждающая жидкость, циркулируя только через рубашку охлаждения, быстро нагревается и прогревает двигатель. По мере нагрева охлаждающей жидкости церезин в сердечнике термостата начинает плавиться и, расширяясь, выгибает диафрагму 8 и через буфер 6 передает усилие на штифт 5, который, упираясь в корпус, перемещает сердечник 4 с клапанами вниз, открывая основной и прикрывая перепускной клапаны. При этом нагретая жидкость начнет частично поступать через основной клапан 7 в радиатор, а частично через перепускной — к насосу (см. рис. 20 и 23, б). По достижении температуры жидкости 90—94°С основной клапан полностью откроется, а перепускной закроется. В это время циркуляция всей жидкости будет происходить по большому кругу через радиатор.



Жалюзи состоят (на «Москвиче») из вертикальных пластин, укрепленных шарнирно вверху и внизу впереди радиатора. Поворачивание пластин с целью изменения количества воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, и, следовательно, регулирование температуры охлаждающей жидкости осуществляется рукояткой с места водителя. При вдвинутой до отказа рукоятке жалюзи открыты, и воздух беспрепятственно проходит через сердцевину радиатора. При вытягивании рукоятки жалюзи прикрываются. Это необходимо для ускорения прогрева двигателя и во время движения при низких температурах окружающего воздуха. На двигателе ВАЗ вместо жалюзи радиатора можно применить съемный утеплитель.

Для слива охлаждающей жидкости из системы охлаждения имеются два сливных краника. На «Москвиче» одни сливной краник установлен с левой стороны на подводящем, патрубке центробежного насоса. Его закрытие осуществляется поворотом вправо специальной тяги, шарнирно соединенной со стержнем Краника. Второй краник расположен с правой стороны в нижней части рубашки блока цилиндров и закрывается перемещением тяги вниз; для открытия краника тягу перемещают вверх. На двигателе ВАЗ оба краника расположены с левой стороны: один — в нижней части рубашки блока цилиндров, а второй — на нижнем бачке радиатора.

Система охлаждения двигателя МеМЗ воздушная, принудительная. Она состоит из направляющего аппарата, представляющего собой литой корпус; с направляющими лопатками, установленный сверху между цилиндрами, осевого нагнетающего вентилятора, рефлекторов, распределяющих охлаждающий воздушный поток, и системы терморегулирования, обеспечивающей поддержание нормального теплового состояния двигателя при разных нагрузках и температуре окружающего воздуха.

Внутри направляющего аппарата размещается генератор. На заднем конце вала генератора закреплена нагнетающая крыльчатка вентилятора, а на переднем — шкив привода вентилятора. Шкив изготовлен из двух половин, между которыми установлены шайбы для регулирования степени натяжения ремня привода вентилятора. Две половины шкива стягиваются между собой при помощи нажимного колпака.

Для подачи охлаждающего воздуха в моторный отсек по бокам кузова имеются рукава-раструбы 3 (рис. 24). Внутри рукавов установлены заслонки 2, которыми с помощью рукояток 1 можно изменить количество поступающего холодного воздуха, а следовательно, и интенсивность охлаждения двигателя. На каждую пару цилиндров имеется воздухоотводящий рукав, в котором установлена заслонка, управляемая автоматически при помощи термостата.



Термостат состоит из корпуса, заполненного веществом, обладающим большим коэффициентом объемного расширения, и штока с регулировочным винтом.

Для обеспечения необходимого температурного режима двигателя между воздухоотводящими кожухами и брызговиком на выпускные трубы установлены специальные щитки.

При работе холодного двигателя под действием термостатов 1 заслонки 6 закрывают выход охлаждающего воздуха наружу (положение а, рис. 25). В этом случае вентилятор засасывает воздух, поступающий через боковые рукава, и нагнетает его в воздухоотводящие рукава. При этом воздух, проходя с большой скоростью, омывает оребренную поверхность цилиндров и головок и охлаждает их. В связи с тем что заслонки закрыты, циркуляция воздуха происходит только внутри моторного отсека, что способствует более быстрому прогреву двигателя. По мере прогрева двигателя и воздуха термостаты, преодолевая сопротивление пружин 8, открывают заслонки (положение б, рис. 25), и охлаждающий воздух, нагреваемый вентилятором, начинает выходить наружу.