logo search
Лабораторные работы по Устройству автомобилей

Разборка и сборка системы охлаждения.

Цель работы: закрепить знания и изучить циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения при различных режимах работы двигателя изучить последовательность всей работы.

Оборудование: блок цилиндров, приборы системы охлаждения, тиски, различные съемники для выполнения работ, выколотки, набор рожковых, торцовых и накидных ключей.

Содержание работы: изучить назначение и принцип действия системы охлаждения и ее основные приборов, научиться разбирать и собирать приборы системы охлаждения.

Описание устройств: Система охлаждения двигателя - жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Система заполняется охлаждающей жидкостью Тосол Д-40 водным раствором антифриза Тосол-А (концентрированный этиленгликоль с антикоррозионными и антивспенивающими присадками плотностью 1, 078-1, 085 г/см2). В систему охлаждения заправляется 10, 7 л, включая систему отопления салона кузова. Уровень жидкости в расширительном бачке должен быть на 3-4 см выше метки "MIN", проверяется на холодном двигателе (при 15-20 С). Для контроля температуры охлаждающей жидкости имеется датчик, установленный в головке цилиндров, и указатель на щитке приборов. Система охлаждения включает: насос охлаждающей жидкости, рубашки охлаждения блока и головки цилиндров, термостат , вентилятор, радиатор, расширительный бачок , трубопроводы и шланги. При работе двигателя жидкость, нагретая в рубашках охлаждения, поступает через выпускной патрубок по шлангам и в радиатор или термостат в зависимости от положения клапанов термостата. Далее охлажденная жидкость всасывается насосом и подается вновь в рубашки охлаждения. Насос охлаждающей жидкости - центробежного типа, приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновидным ремнем привода генератора. Корпус и крышка насоса отлиты из алюминиевого сплава. В крышке в подшипнике , который стопорится винтом , установлен валик . Подшипник двухрядный, неразборный, без внутренней обоймы. Подшипник заполнен смазкой Литол-24при сборке и в дальнейшем не смазывается. На валик с одной стороны напрессована чугунная крыльчатка , а с другой - ступица шкива привода насоса. Торец крыльчатки, соприкасающийся с уплотнительным кольцом, закален токами высокой частоты на глубину 3 мм. Уплотнительное кольцо прижимается к крыльчатке пружиной сальника через резиновую манжету. Сальник неразборный, состоит из наружной латунной обоймы, резиновой манжеты и пружины. Сальник запрессован в крышке насоса. Насос приводится в действие клиновидные ремнем . Вентилятор представляет собой шестилопастную крыльчатку , изготовленную из пластмассы, которая крепится болтами к ступице шкива привода насоса. Лопасти вентилятора имеют переменный по радиусу угол установки и для уменьшения шума переменные шаг по ступице. Для лучшей эффективности работы вентилятор находится в кожухе , который крепится болтами к кронштейнам радиатора. Радиатор и расширительный бачок. Радиатор разборный, с пластмассовыми бачками с двумя рядами алюминиевых горизонтальных трубок и алюминиевыми охлаждающими пластинами. Сердцевина радиатора уплотняется с бачками резиновыми прокладками. Для лучшей эффективности охлаждения жидкости в трубки устанавливаются турбулизаторы . Радиатор устанавливается на резиновые опоры и крепится болтами к передку кузова. Заливная горловина радиатора закрывается пробкой и соединяется шлангом с полупрозрачным пластмассовым расширительным бачком . Пробка радиатора имеет впускной и выпускной (паровой) клапаны, через которые радиатор соединяется с расширительным бачком. Впускной клапан не прижат к прокладке (зазор 0, 5-1, 1 мм) и допускает впуск и выпуск охлаждающей жидкости в расширительный бачок при нагревании и охлаждении двигателя. При закипании жидкости или резком увеличении температуры из-за небольшой пропускной способности впускной клапан не успевает выпустить жидкость в расширительный бачок и закрывается, разобщая систему охлаждения с расширительным бачком. При увеличении давления при нагревании до 50 кПа открывается выпускной клапан , и часть охлаждающей жидкости перепускается в расширительный бачок.

Термостат и работа системы охлаждения. Термостат системы охлаждения ускоряет прогрев двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим работы двигателя. При оптимальном тепловом режиме температура охлаждающей жидкости должна быть в пределах 85-95-С. Величины температур, поддерживаемые термостатом, указываются на его донышке. Термостат состоит из корпуса и крышки, которые завальцованы вместе с седлом основного клапан; . Термостат имеет три патрубка: входной патрубок для впуска охлаждающей жидкости от радиатора патрубок перепускного шланга для перепуска жидкости из головки цилиндров в термостат и патрубок для подачи охлаждающей жидкости в насос . Основной клапан установлен на стакан термоэлемента, в котором завальцована резиновая вставка В резиновой вставке находится стальной полированный поршень, закрепленный на неподвижном держателе. Между стенками и резиновой вставкой находите? термочувствительный твердый наполнитель. Основное клапан прижимается пружиной к седлу. На клапане закреплены две стойки, на которых установлен перепускной клапан , поджимаемый пружиной. Термостат, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, автоматически включает или отключает радиатор системы охлаждения и перепускаем жидкость через радиатор или минуя его. На холодном двигателе при температуре охлаждающей жидкости ниже 80"С основной клапан закрыт. перепускной открыт. При этом жидкость циркулирует по шлангу через перепускной клапан в насос , минуя радиатор (по малому кругу). Этим обеспечивается быстрый прогрев двигателя. Если температура жидкости повышается выше 94"С, твердый наполнитель термостата расширяется, сжимает резиновую вставку и выдавливает поршень, перемещая основной клапан до полного открытия. Перепускной клапан полностью закрывается. Жидкость в этом случае циркулирует по большому кругу: из рубашек охлаждения по шлангу в радиатор и далее по шлангу через основной клапан термостата поступает в насос , которым вновь направляется в рубашки охлаждения двигателя. В пределах температур 80,94 С клапаны термостата находятся в промежуточных положениях, и охлаждающая жидкость циркулирует как по малому, так и по большому кругам. Величина открытия основного клапана обеспечивает постепенное подмешивание охлажденной в радиаторе жидкости, чем достигается наилучший тепловой режим работы двигателя.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные приборы системы охлаждения и объясните их назначение.

2. Опишите назначение, устройство и работу радиатора.

3. Опишите назначение, устройство и работу жидкостного насоса.

4. Опишите назначение, устройство и работу термостата.

5. Каково назначение расширительного бачка.

Лаб.раб. №4

Ответ к вопросу №1

Система охлаждения двигателя служит для поддержания нормального теплового режима мотора. При сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя выделяется большое количество тепла, так что средняя температура газов в цилиндрах работающего двигателя 600-1000*C. Непосредственная естественная отдача тепла в окружающую среду совершенно недостаточна. Этим объясняется необходимость принудительного охлаждения мотора. Нельзя допускать и переохлаждения мотора, так как при этом увеличиваются тепловые потери (уменьшается доля полезного используемого тепла), увеличиваются потери на трение из-за загустения смазки, уменьшается мощность и ухудшается экономичность двигателя, а также пуск двигателя. Нормальным тепловым режимом для карбюраторных двигателей считается такой, при котором температура воды, выходящей из головки блока, составляет 80-90*С, а для дизеля 75-85*C. Система охлаждения большинства автомобильных двигателей жидкостная (водяная), но существует и воздушная. Если система охлаждения закрытого типа (не сообщается с атмосферой), то при работе мотора в ней обеспечивается повышение температуры кипения воды до 108-111*С, благодаря чему уменьшается накипеобразование и повышается долговечность системы. В систему охлаждения входят рубашка охлаждения двигателя, радиатор, водяной насос, вентиляторы, термостаты, жалюзи.

Основными элементами системы охлаждения являются:

Лаб.раб. №4

Ответ к вопросу №2

Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, между которыми расположены трубки. Известно, что чай в стакане, как на него ни дуй, остывает медленно. Однако если взять его в чайную ложку и подуть, то он остынет быстро. Так и в радиаторе. В верхнем бачке много горячей жидкости, и ее скоро не остудишь. Когда же она, следуя в нижний бачок, разольется отдельными струйками по трубкам, которые хорошо обдуваются воздухом, она охладится очень быстро. Для заполнения жидкостью верхний бачок радиатора имеет горловину, которая герметически закрывается пробкой.

Пробка радиатора имеет два клапана. Выпускной клапан открывается в случае закипания жидкости в системе охлаждения и возникновения избыточного давления, примерно равного 0,5 кГ/см2. Пар при этом выходит в пароотводную трубку. Впускной клапан пропускает в радиатор воздух, когда в нем давление ниже атмосферного (менее 1 кГ/см2), что бывает при остывании жидкости. При помощи такого устройства пробки система охлаждения изолирована от атмосферы.

Так как внутри системы за счет парообразования может создаваться давление, то точка кипения жидкости соответственно ему повышается и не зависит от атмосферного давления. Это свойство закрытой системы охлаждения очень ценно при движении в горах, где из-за пониженного давления атмосферы вода закипает быстрее, чем обычно. Когда двигатель горячий, открывать пробку радиатора опасно, так как можно получить ожог паром и горячей водой. Поэтому прежде чем открыть пробку радиатора, ее надо накрыть тряпкой.

Лаб.раб. №3

Ответ к вопросу №3

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в результате его работы. На современных автомобилях система охлаждения, помимо основной функции, выполняет ряд других функций, в том числе:

В зависимости от способа охлаждения различают следующие виды систем охлаждения:

В системе жидкостного охлаждения тепло от нагретых частей двигателя отводится потоком жидкости. Воздушная система для охлаждения использует поток воздуха. Комбинированная система объединяет жидкостную и воздушную системы.

На автомобилях наибольшее распространение получили система жидкостного охлаждения. Данная система обеспечивает равномерное и эффективное охлаждение, а также имеет меньший уровень шума. Поэтому, устройство и принцип действия системы охлаждения рассмотрены на примере системы жидкостного охлаждения.

Конструкция системы охлаждения бензинового и дизельного двигателей подобны. Система охлаждения двигателя имеет следующее общее устройство:

Работу системы охлаждения обеспечивает система управления двигателем. В современных двигателях алгоритм работы реализован на основе математической модели, которая учитывает различные параметры (температуру охлаждающей жидкости, температуру масла, наружную температуру и др.) и задает оптимальные условия включения и время работы конструктивных элементов.

Охлаждающая жидкость в системе имеет принудительную циркуляцию, которую обеспечивает центробежный насос. Движение жидкости осуществляется через «рубашку охлаждения» двигателя. При этом происходит охлаждение двигателя и нагрев охлаждающей жидкости. Направление движения жидкости в "рубашке охлаждения" может быть продольным (от первого цилиндра к последнему) или поперечным (от выпускного коллектора к впускному).

В зависимости от температуры жидкость циркулирует по малому или большому кругу. При запуске двигателя сам двигатель и охлаждающая жидкость в нем холодные. Для ускорения прогрева двигателя охлаждающая жидкость движется по малому кругу, минуя радиатор. Термостат при этом закрыт.

По мере нагрева охлаждающей жидкости термостат открывается, и охлаждающая жидкость движется по большому кругу – через радиатор. Нагретая жидкость проходит через радиатор, где охлаждается встречным потоком воздуха. При необходимости жидкость охлаждается потоком воздуха от вентилятора.

После охлаждения жидкость снова поступает в «рубашку охлаждения» двигателя. В ходе работы двигателя цикл движения охлаждающей жидкости многократно повторяется.

На автомобилях c турбонаддувом может применяться двухконтурная система охлаждения, в которой один контур отвечает за охлаждение двигателя, другой - за охлаждение наддувочного воздуха.

Лаб.раб. №3

Ответ к вопросу №4

ТЕРМОСТАТ установлен в отводящем патрубке рубашки охлаждения. Он состоит из корпуса, клапана, связанного с ним стержня и гофрированного баллона. Все эти детали изготовлены из латуни. Внутри гофрированного баллона находится смесь спирта с водой — легкокипящая жидкость. Пока двигатель холодный, клапан термостата закрыт и находящаяся в рубашке охлаждения вода не может пройти в радиатор. Как только вода нагреется, спирт, наполняющий гофрированный баллон термостата, начнет испаряться, давление внутри баллона повысится, и баллон, растягиваясь по высоте, откроет клапан термостата . После этого вода поступает в радиатор для охлаждения. Начало открытия клапана термостата происходит при температуре воды около 80°С, а при температуре 90°С клапан термостата открывается полностью и вода беспрепятственно циркулирует в системе охлаждения. Если температура в системе охлаждения понизится, то клапан термостата вновь закроется и не пропустит воду в радиатор, пока она не достигнет установленной температуры.

В современных автомобилях двигатель охлаждается посредством жидкости, а система охлаждения имеет незаменимый прибор под названием термостат. Он обычно установлен между радиатором и двигателем. Диаметр термостата в большинстве автомобилей не больше 6 см. Главной задачей термостата является блокировка потока охлаждающей жидкости в радиатор, пока температура двигателя не достигнет определенного уровня. Иными словами, пока двигатель холодный, через него не проходит охлаждающая жидкость. Когда двигатель достигает рабочей температуры 95 градусов, термостат открывается. Он позволяет двигателю прогреться быстрее, тем самым уменьшает износ и вредные выбросы. Чтобы наглядно посмотреть, как работает термостат, положите его в кастрюлю с водой и нагревайте постепенно воду. Когда температура воды максимально приблизится к температуре кипения, в термостате примерно на 2 см откроется клапан. Этот эксперимент лучше провести с новым термостатом. Термостат изготовлен из меди и латуни. Маленький цилиндр, повернутый в сторону двигателя. В этом цилиндре шарик из искусственного воска, который начинает плавится при температуре 85 градусов Цельсия. Воск выбран из-за его способности под действием тепла переходить из твердого состояния в жидкое и при этом значительно расширяться. В цилиндр с воском вставлен штырь, соединенный с клапаном. Когда начинает плавится воск, он расширяется и выталкивает из цилиндра штырь, открывающий при этом клапан. Термостат открыт и через него проходит охлаждающая жидкость в радиатор для дальнейшего охлаждения. При отключении двигателя, термостат остывает, и воск в нем снова застывает. Термостат — мелкая, но очень важная деталь в автомобиле. Неработающий термостат не пропускает охлаждающую жидкость, в результате чего двигатель перегревается. Термостат выходит из строя по разным причинам, но самая простая и распространенная — это коррозия. При постоянно открытом клапане охлаждающая жидкость будет непрерывно проходить через радиатор, и двигателю потребуется больше времени, для достижения рабочей температуры. Если термостат будет все время закрыт - это прямая дорога к быстрому перегреву двигателя и дальнейшее продолжение движения противопоказано, пока не будет заменен термостат. Стоимость нового термостата невелика. Его рекомендуется менять на новый каждые два года. Для проверки работоспособности термостата, надо разогреть двигатель, но так, чтобы стрелка температурного датчика едва не доходила до красного сектора. Затем глушите двигатель, открывайте капот и находите верхний и нижний шланги радиатора. Осторожно дотроньтесь до шлангов, так как они могут быть очень горячими. Если при прогретом двигателе один шланг горячий, а другой холодный - это первый признак того, что клапан термостата не открылся и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. Термостат под замену. При замене термостата, выбирайте тот, что с наименьшей температурой открывания клапана, чтобы подстраховаться от перегрева двигателя.

Лаб.раб.№3

Ответ к вопросу №5

Расширительный бачок служит для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости при колебаниях ее температуры и для контроля количества жидкости в системе охлаждения. Он также содержит некоторый запас охлаждающей жидкости на ее естественную убыль и возможные потери. На автомобилях применяют полупрозрачные пластмассовые бачки с заливной горловиной, закрываемой пластмассовой пробкой. Через горловину система заполняется охлаждающей жидкостью, а через клапаны, размещенные в пробке, осуществляется связь внутренней полости бачка и системы охлаждения с атмосферой. В пробке расширительных бачков часто имеется один резиновый клапан, срабатывающий при давлении, близком к атмосферному. При сливе охлаждающей жидкости из системы пробку снимают с расширительного бачка. Расширительный бачок размещается в подкапотном пространстве отделения двигателя, где крепится к кузову автомобиля.

Лабораторная работа №5.