Чудомир
Создать свой канал
На систему охлаждения приходится 25-30 % неисправностей двигателя, и порой они нуждаются в серьезном ремонте.
Топливная экономичность и токсичность отработавших газов требуют оптимального теплового состояния двигателя, продолжительности его прогрева, стабильности температурного режима в процессе работы.
На большинстве автомобильных двигателей используется жидкостная система охлаждения. Для улучшения пусковых свойств двигателя применяется предварительный подогрев охлаждающей жидкости и системы смазки.
В настоящее время в эксплуатации встречаются жидкостные системы охлаждения двух типов: открытая и закрытая. Первая рассчитана на использование в качестве охлаждающей жидкости воды и постепенно выходит из употребления. Современные моторы имеют закрытую систему с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, обеспечиваемой центробежным насосом.
В некоторых двигателях для улучшения охлаждения стенок камеры сгорания и клапанов жидкость поступает сразу в головку цилиндров с одной стороны, а отводится – с другой. Цилиндры охлаждаются за счет термосифонной циркуляции жидкости. Однако, как правило, жидкость от насоса подводится в переднюю часть блока цилиндров и через отверстия в прокладке поступает в головку блока. Один из недостатков такой схемы – повышенная температура последнего цилиндра и задней части головки цилиндров.
Одним из способов снижения расхода топлива является повышение температуры охлаждающей жидкости. Для ускорения прогрева двигателя и автоматического поддержания заданной температуры двигатели имеют термостаты. Большинство моторов снабжены двухклапанными термостатами с твердым наполнителем.
Термостат обеспечивает циркуляцию жидкости в обход радиатора. По мере повышения температуры он открывает нижний клапан и часть жидкости начинает циркулировать через радиатор. При повышении температуры до верхнего предела (+90...+95 °С) верхний клапан закрывается, и через радиатор циркулирует уже вся жидкость.
Энергетические показатели двигателей также улучшаются за счет регулирования количества воздуха, проходящего через радиатор, например, установкой перед ним управляемых жалюзи или применением гидравлической или электромагнитной муфты в механическом приводе вентилятора.
В последнее время все чаще встречается электрический привод вентилятора с управлением от температурного датчика.
Для повышения давления в закрытых системах охлаждения и предотвращения кипения жидкости служат два клапана, расположенные в пробке радиатора. В процессе нагрева жидкости ее объем увеличивается и избыток удаляется через выпускной клапан в расширительный бачок.
При повышении температуры больше +95 °С начинается бурное выделение пузырьков пара, впускной клапан закрывается, давление в системе повышается и кипение прекращается. В условиях пониженного атмосферного давления, например, в горах, кипение начинается и при меньшей температуре (до +70 °С).
В случае перегрева двигателя (из-за отказа привода вентилятора, засорения радиатора, закрытых жалюзи или других причин) и повышения избыточного давления сверх допустимого (5-13 кПа) открывается предохранительный выпускной клапан и часть охлаждающей жидкости сливается в расширительный бачок. Это предохраняет части системы от разрушения.
В более новых конструкциях заливная горловина радиатора и соответственно пробка на ней могут отсутствовать. При этом прохождение воздуха в остывающую систему и поддержание давления при горячем двигателе осуществляют клапаны в пробке расширительного бачка.
Для охлаждения жидкости применяются алюминиевые (сварные) или медные (паяные) радиаторы. По схеме движения жидкости радиаторы делятся на одноходовые (по ходу движения жидкости) и многоходовые.
В качестве охлаждающей жидкости в двигателях применяются антифризы или вода. Вода, благодаря своим теплофизическим свойствам, имеет наивысшие значения коэффициента теплопередачи конвекцией. У антифризов его значения в несколько раз меньше.
Обычно при использовании антифриза температура деталей повышается на 10-12 °С. Кроме того, антифризы имеют большую текучесть, и при переходе с воды на антифриз необходимо проверить при неработающем двигателе – нет ли течи из нижней части радиатора и в патрубках подвода к насосу, а при работающем — в верхней части системы охлаждения.
Недостатками воды с точки зрения использования ее в качестве охлаждающей жидкости является высокая температура затвердевания (0°С), а также увеличение объема при замерзании, приводящее к повреждению двигателя.
Кроме того, у воды низкая температура кипения (от 100 °С при нормальном атмосферном давлении и до 110 °С при повышенном), высокая теплоемкость. В результате для прогрева системы охлаждения до рабочей температуры требуется примерно в 2-3 раза больше теплоты и соответственно затрат топлива и времени.
Учитывая, что антифризы имеют различный уровень токсичности и температуру кипения, они отличаются по цвету. Особо токсичен этиленгликоль (температура кипения 170 °С при нормальном давлении, цвет сине-зеленый).
Водные растворы этиленгликоля при нагреве существенно увеличивают свой объем. Поэтому систему охлаждения заполняют на 8 % меньше ее объема.
Кроме того, для предотвращения потерь антифриза обязательно применение расширительного бачка. Пропиленгликоль малотоксичен (температура кипения 154 °С, цвет – желто-оранжевый). Существуют и другие жидкости (например, карбоксилат). Основное достоинство названных антифризов – способность при кристаллизации образовывать кашеобразный раствор, не вызывающий размораживания двигателя.
В России наибольшее распространение получил этиленгликоль. В районах с умеренными климатическими условиями применяется антифриз, содержащий 52,6% этиленгликоля с температурой кристаллизации -40 °С.
Для современных двигателей выпускаются антифризы Тосол и "Лена", содержащие антикоррозионные, антивспенивающие и другие присадки. Температура кристаллизации концентрата Тосол-А (не содержащего воды) -21,5 °С. В средней полосе обычно применяется Тосол А-40М, содержащий 53 % концентрата «Тосол-А». Температура его кристаллизации -40 °С, плотность 1075-1085 кг/м3, температура кипения 108 °С. Наиболее низкую температуру кристаллизации -65 °С имеет «Тосол А-65».
Со временем присадки вырабатываются и в этиленгликоле образуется кислота, разъедающая детали системы охлаждения. Существуют специальные препараты для продления срока службы антифриза.
При нагреве охлаждающей жидкости в первую очередь испаряется вода. Поэтому в процессе эксплуатации даже при отсутствии подтеканий в систему охлаждения приходится добавлять дистиллированную воду.
