Устройство и эксплуатация системы охлаждения

Размещено на http://www.allbest.ru/

12

1. Принцип работы системы охлаждения

Система охлаждения служит для отвода теплоты от нагретых деталей и поддержания нормального температурного режима работающего двигателя, что достигается искусственным охлаждением с помощью жидкости (жидкостное охлаждение) или окружающего воздуха (воздушное охлаждение).

Схема работы. Средняя температура газов в цилиндрах работающего двигателя около 2000° С. В процессе работы стенки цилиндра, поршня и головки цилиндров нагреваются газами. Если двигатель не охлаждать, то сгорит масляная пленка между трущимися деталями, в результате чего повысится износ деталей, может возникнуть заклинивание поршней из-за их расширения и другие неисправности. Излишний отвод теплоты (переохлаждение) приводит к снижению мощности и экономичности двигателя вследствие ухудшения процесса смесеобразования. При этом увеличиваются потери на трение, так как свойства масла ухудшаются. Пониженный тепловой режим двигателя вызывает неполное сгорание топлива, отчего на стенках камеры сгорания образуется большой слой нагара. Происходит залегание поршневых колец в канавках поршня, возможно зависание клапанов.

Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей жидкости должна быть 80--95° С.

Изучаемые двигатели имеют жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости.

Жидкостная система охлаждения включает в себя водяную рубашку 6 (рис. 20) охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор 2, водяной насос 9 и вентилятор 3, а также вспомогательные устройства (термостат 4, соединительные шланги, краники 7 и 10 слива, термометр 5).

Рис. 1. Схема охлаждения рядного двигателя: 1 -- шторка радиатора; 2 -- радиатор; 3 -- вентилятор; 4 -- термостат; 5 -- термометр; 6 -- водяная рубашка; 7 и 10 -- сливные краники; 8 - водораспределительный канал; 9 - водяной насос

Во время работы двигателя принудительная циркуляция воды в системе охлаждения создается центробежным водяным насосом 9, который забирает воду из нижнего бака радиатора и нагнетает ее под давлением в водяную рубашку 6, где она охлаждает стенки цилиндров. Далее вода направляется через отверстия и каналы в водяную рубашку головки цилиндров. По каналам потоки воды движутся к перемычкам клапанных гнезд, подверженным наибольшему нагреву. В холодном двигателе вода направляется термостатом из водяной рубашки к водяному насосу (по малому кругу), минуя радиатор, а в прогретом -- в верхний бак радиатора (по большому кругу). Проходя из верхнего бака радиатора 2 в нижний по многочисленным трубкам, вода охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором 3 и поступающим между трубками. Из нижнего бака радиатора вода вновь нагнетается насосом в водяную рубашку двигателя. Благодаря высокой скорости движения разность температур воды, выходящей из рубашки охлаждения и входящей в нее, небольшая (4-7°С), что создает благоприятные условия для равномерного охлаждения двигателя.

На изучаемых двигателях применяют закрытую систему охлаждения. Она характеризуется тем, что радиатор герметически закрыт, только при повышенном или пониженном давлении он сообщается с атмосферой через паровоздушный клапан, смонтированный в пробке 3 (рис. 21) радиатора. В закрытой системе охлаждения уменьшается потеря жидкости в процессе испарения.

Для подогрева горючей смеси впускные трубы имеют полости, сообщаемые с водяной рубашкой двигателя. К отопителю кабины горячая вода поступает от водяной рубашки головки блока и отводится трубой к водяному насосу. Количество воды, поступающей к отопителю (или температура в кабине водителя) регулируется краном. Водяная рубашка компрессора сообщается с водяной рубашкой двигателя трубопроводами.

2. Назначение и устройство системы охлаждения

Устройство. На рисунке 2, а показана жидкостная система охлаждения карбюраторного V-образного двигателя. Каждый ряд блока имеет обособленную водяную рубашку. Нагнетаемая вода водяным насосом 5 разделяется на два потока в распределительные каналы и далее в водяную рубашку своего ряда блока, а из них в рубашки головок цилиндров.

При работе системы охлаждения значительное количество жидкости подается к наиболее нагретым местам -- патрубкам выпускных клапанов и гнездам искровых свечей зажигания. У карбюраторных двигателей вода из рубашек головок цилиндров предварительно проходит через водяную рубашку впускной трубы, омывает стенки и нагревает смесь, поступающую из карбюратора по внутренним каналам трубы. При этом улучшается испарение бензина.

Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя. Он состоит из верхнего и нижнего ба ков, сердцевины и деталей крепления. Баки и сердцевина для лучшей проводимости теплоты изготовлены из латуни.

Рис. 2. Система охлаждения двигателя ЗМЗ-53: а -- устройство; б -- схема движения воздуха и воды; в -- жалюзи;1 -- радиатор; 2 -- датчик сигнализатора перегрева жидкости; 3 -- пробка радиатора; 4 -- кожух; 5 -- водяной насос; 6 -- перепускной шланг; 7 и 12 -- отводящий и подводящий шланги; 8 -- термостат; 9 -- датчик температуры жидкости; 10 -- штуцер; 11 -- водяная рубашка; 13 -- ремень вентилятора; 14 -- сливной краник; 15 -- вентилятор; 16 -- жалюзи; 17 -- пластина жалюзи; 18 -- тросик

В сердцевине размещен ряд тонких пластин, сквозь которые проходит множество вертикальных трубок, припаянных к ним (рис. 2, б). Вода, поступающая через сердцевину радиатора, разветвляется на большое число мелких струек. При таком строении сердцевины вода охлаждается интенсивнее благодаря увеличению площади соприкосновения воды со стенками трубок.

Верхний и нижний баки патрубками 7 и 12 (см. рис. 2, а) соединены с рубашкой охлаждения двигателя. В нижнем баке предусмотрен краник 14 для слива воды из радиатора. Для ее спуска из водяной рубашки в нижней части блока цилиндров также имеются краники (с обеих сторон).

В систему охлаждения воду заливают через горловину верхнего бака, закрываемую пробкой 3.

В системе жидкостного охлаждения предусмотрено двойное регулирование теплового режима двигателя с помощью: жалюзи 16 и термостата 8.

Жалюзи состоят из набора пластин 17 (рис. 21, в). Они шарнирно закреплены в планке, которая тягой и системой рычагов связана с рукояткой управления жалюзи. Рукоятка размещена в кабине. Створки могут располагаться вертикально или горизонтально.

Водяной насос и вентилятор объединены в одном корпусе, который через уплотнительную прокладку прикреплен к площадке на передней стенке блок-картера. В корпусе насоса на шариковых подшипниках установлен валик. На его переднем конце с помощью ступицы закреплен шкив. К его торцу привернута крестовина, к которой приклепана крыльчатка вентилятора. При работе двигателя шкив получает вращение от коленчатого вала через ремень. Лопасти крыльчатки, расположенные под углом к плоскости вращения, забирают воздух от радиатора, создавая разрежение внутри кожуха вентилятора. Благодаря этому холодный воздух проходит через сердцевину радиатора, отнимая у него теплоту.

На заднем конце валика жестко посажена крыльчатка центробежного водяного насоса, который представляет собой диск с равномерно расположенными на нем криволинейными лопатками. При вращении крыльчатки жидкость из подводящего патрубка поступает к ее центру, захватывается лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса и через прилив подается в водяную рубашку двигателя.

На заднем конце валика также предусмотрено сальниковое уплотнение, которое не пропускает воду из водяной рубашки двигателя. Уплотнение смонтировано в цилиндрической ступице крыльчатки и застопорено в ней пружинным кольцом. Оно состоит из текстолитовой уплотняющей шайбы, резиновой манжеты пружины, которая прижимает шайбу к торцу корпуса подшипников. Своими выступами шайба входит в пазы крыльчатки и закрепляется обоймой.

Патрубок соединяет полость всасывания водяного насоса с нижним патрубком радиатора. Подшипники смазываются через пресс-масленку, ввернутую в корпус. Самоподжимные сальники предотвращают подтекание солидола из корпуса.

Термостат служит для ускорения прогрева холодного двигателя и автоматического регулирования его теплового режима в заданных пределах. Он представляет собой клапан, регулирующий количество циркулирующей жидкости через радиатор.

На изучаемых двигателях применяют одноклапанные термостаты с твердым наполнителем -- церизином (нефтяным воском). Термостат установлен между патрубком 10 и 11 (рис. 3), отводящими нагретую жидкость в верхний бак радиатора и водяной насос. Термостат состоит из корпуса 2 (рис. 23, а), внутри которого помещен медный баллон 9, заполненный активной массой 8, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Масса в баллоне плотно закрыта резиновой мембраной 7, на которой установлена направляющая втулка 6 с отверстием для резинового буфера. На последнем установлен шток 5, связанный рычагом 4 с клапаном. Клапан плотно прижат в исходном положении (на холодном двигателе) к седлу (рис. 23, б) корпуса 2 спиральной пружиной 1.

При температуре охлаждающей жидкости выше 75° С активная масса 8 плавится и расширяется, воздействуя через мембрану, буфер и шток 5 на рычаг 4, который преодолевая силу пружины 1 начинает открывать клапан 3 (рис. 23, в), полное открытие которого произойдет при температуре 90° С. В интервале температур от 75 до 90° С клапан термостата, изменяя свое положение регулирует количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор, тем самым, поддерживая нормальный температурный режим двигателя.

Рис. 3. Термостат с поворотным и простым клапаном: а -- устройство термостата с поворотным клапаном двигателя ЗИЛ-508; б и в -- схемы действия поворотного клапана (закрытое и открытое положения); г - термостат с простым клапаном; 1 -- возвратная пружина; 2 -- корпус; 3 -- клапан (заслонка); 4 -- рычаг; 5 - шток; 6 -- направляющая втулка; 7 - мембрана; 8 - активная масса; 9 -- баллон; 10 и 11 -- патрубки отвода жидкости в радиатор и водяной насос; 12 -- седло; 13 -- клапан; 14 -- пружина; 15 -- резиновый буфер; А -- ход клапана.

На рисунке 3, г изображен термостат с простым клапаном 13 в положении его полного открытия, ход которого равен расстоянию А. При температуре 90° С, когда активная масса баллона расплавлена, клапан вместе с баллоном садится вниз, преодолевая сопротивление пружины 14. При остывании масса в баллоне сжимается и пружина поднимает клапан вверх. При температуре 75° С клапан прижимается к седлу 12 корпуса, закрывая выход жидкости в радиатор.

Паровоздушный к лапан необходим для сообщения внутренней полости радиатора с атмосферой. Он смонтирован в пробке заливной горловины радиатора. Клапан состоит из парового клапана и размещенного внутри него воздушного клапана. Паровой клапан под действием пружины плотно закрывает горловину радиатора. Если температура воды в радиаторе повышается до предельного значения (для данного двигателя), то под давлением пара паровой клапан открывается и его избыток выходит наружу.

Когда при охлаждении воды и конденсации пара в радиаторе создается разрежение, открывается воздушный клапан и в радиатор поступает атмосферный воздух. Воздушный клапан закрывается под действием пружины, когда давление воздуха внутри радиатора уравновешивается с атмосферным. Посредством воздушного клапана вода сливается из системы охлаждения при закрытой крышке горловины. При этом трубки радиатора предохраняются от разрушения под влиянием атмосферного давления в процессе остывания двигателя.

Для контроля за температурой охлаждающей жидкости служат сигнальная лампа и дистанционный термометр. Лампа и указатель термометра помещены на щитке приборов, а их датчики могут быть в головке цилиндров, в водоотводящей трубе, впускном трубопроводе и в верхнем баке радиатора.

3. Техника безопасности, противопожарные меры, охрана окружающей среды

Техника безопасности на автотранспорте. На автотранспортных предприятиях (АТП) имеется служба безопасности. Все водители, поступающие на работу, вначале проходят вводный инструктаж по технике безопасности, а затем на рабочем месте. При выполнении работ с повышенной опасностью проводят повторные инструктажи через определенные промежутки времени. Водитель должен строго соблюдать правила техники безопасности при эксплуатации и ТО автомобиля.

Меры предосторожности при эксплуатации автомобиля. Конструкция современных автомобилей обеспечивает безопасную работу на них. Но во избежание несчастных случаев надо знать и соблюдать следующие правила безопасности.

Водителям необходимо знать и выполнять Правила дорожного движения.

К работе на автомобиле допускают лиц не моложе 18 лет, прошедших специальную подготовку и имеющих соответствующее удостоверение.

Перед пуском двигателя следует убедиться, что рычаг переключения передач находится в нейтральном положении. Перед троганием с места водитель должен осмотреться, включить соответствующий сигнал и плавно начинать движение.

При экстренном торможении необходимо учитывать состояние Дороги: на скользкой дороге надо тормозить двигателем во избежание заноса. При ухудшении дорожных условий нужно снижать скорость движения.

На автомобилях с пневматическим приводом тормозов нельзя на спуске останавливать двигатель, так как запас воздуха в воздушных баллонах может обеспечить небольшое число кратковременных торможений.

При эксплуатации автомобиля на линии водитель отвечает за соблюдение правил безопасности всеми лицами, связанными с работой на нем. Погрузку и разгрузку нужно выполнять с применением механизмов, предназначенных для этой цели. Никто не должен находиться в радиусе вылета стрелы погрузочного механизма. Если при выполнении транспортной работы создаются условия не соответствующие требованиям техники безопасности, водитель обязан прекратить работу, сообщить об этом администрации АТП и без разрешения не возобновлять ее.

Меры предосторожности при ТО. В условиях АТП важное значение имеют мероприятия, устраняющие вредное влияние отработавших газов, этилированного бензина, кислот и других вредных материалов на здоровье работающих при ТО и ремонте автомобиля, погрузочно--разгрузочных работах. Помещения, где выполняют ТО и ремонт автомобилей должны быть хорошо освещены и содержаться в чистоте. В темное время суток можно проводить ТО только при хорошем искусственном освещении, применяя при этом переносные электрические лампы напряжением не выше 36 В.

Безопасность работы во многом зависит от исправности применяемого инструмента. При разборке узлов и механизмов нельзя применять ключи, не соответствующие размерам гаек, с установкой подкладок в зев ключа; наращивать ключ другим ключом; ударять молотком по ключу при отвертывании гаек; отвертывать гайки молотком и зубилом. Ручки молотков и кувалд должны быть гладкими, овальными и без трещин. Рукоятка должна прочно удерживать молоток (или кувалду) для чего в торец рукоятки вбивают клин из мягкой стали. Бойки молотков и кувалд должны быть без заусенец и трещин, с гладкой, слегка выпуклой поверхностью. Отвертку для работы выбирают такую, чтобы ширина ее рабочей части была равна диаметру головки винта.

Нельзя становиться на подвижные, особенно круглые детали, так как с них легко можно упасть. Чтобы не споткнуться, на полу у мест для проведения ТО не должны валяться посторонние предметы.

Соосность деталей проверяют с помощью оправки -- металлического стержня. Ни в коем случае нельзя использовать для этих целей свой палец. Чтобы предохранить руки от ранения при переноске крупных деталей при разборочно-сборочных операциях, надевают рукавицы.

Запрещается устранять неисправности, регулировать, смазывать и очищать автомобиль при работающим двигателе.

Хранение топлива, смазочных материалов и специальных жидкостей допускается только в специальной таре. Этилированный бензин содержит тетраэтилсвинец, вызывающий тяжелые отравления организма человека. Запрещается использовать этилированный бензин для мытья рук и деталей, а также засасывать его ртом из шланга. Попавший на кожу этилированный бензин обезвреживают промыванием участка кожи керосином или теплой водой с мылом. При попадании этилированного бензина в глаза, необходимо промыть их 2%--м раствором пищевой соды или теплой водой и обратиться в лечебное учреждение.

Следует помнить, что антифриз -- это ядовитая жидкость и при попадании в желудок и кишечник она вызывает отравление. Запрещается переливать жидкость без резиновых перчаток, засасывать ртом в шланг, а также курить и принимать пищу во время работы с ним.

Электролит приготавливают в сосудах из кислотостойкого материала. Нельзя применять для этой цели стеклянные банки, которые могут разбиться. Следует помнить, что пары серной кислоты вредно действуют на здоровье человека. Помещение, где выполняют работы с аккумуляторами, должно хорошо вентилироваться. При составлении электролита серную кислоту заливают в воду тонкой струёй при непрерывном помешивании. Нельзя лить воду в серную кислоту во избежание бурной реакции, кипения и выплескивания раствора из сосуда. Следует остерегаться попадания электролита и кислоты на одежду и тело, так как возможен ожог кожи. Переносить аккумуляторные батареи на руках не разрешается, для переноски их рекомендуется использовать тележки с гнездами либо специальные приспособления.

При сливе горячего масла из поддона двигателя нужно остерегаться, чтобы не обжечь руки. Работа двигателя в закрытых помещениях допускается только для заезда и выезда автомобиля.

Противопожарные меры. Чтобы предупредить возникновение пожаров, надо соблюдать следующие основные правила.

Нельзя курить и разводить огонь около мест заправки, пользоваться отрытым огнем при проверке наличия топлива в бочках и баках, отвертывать пробки у металлических бочек из-под бензина ударами металлических предметов.

Масло и топливо, попавшие на поверхность автомобиля, надо удалять ветошью, а промасленную ветошь складывать в металлические ящики с крышками.

Необходимо периодически осматривать состояние электропроводки и электрооборудования, так как электрическая искра может быть причиной пожара. Если воспламенится электрическая проводка из-за короткого замыкания, то нужно немедленно выключить потребители тока или разъединить электропроводку, а потом тушить огонь обычными способами.

Запрещается в холодное время года подогревать двигатель открытым пламенем. охлаждение двигатель безопасность

В случае воспламенения нефтепродуктов пламя тушат огнетушителем, засыпают землей или песком, прикрывают брезентом, войлоком. Запрещается тушить загоревшиеся нефтепродукты водой так как они всплывают на поверхность и, окруженные свежим воздухом, горят еще сильнее.

При эксплуатации газобаллонных автомобилей следует помнить, что сжиженные газы обладают повышенными по сравнению с жидкими топливами пожаро- и взрывоопасными свойствами.

Охрана окружающей среды от загрязнения нефтепродуктами. При эксплуатации автомобилей в почву и водоемы могут попасть нефтепродукты: дизельное топливо, масло, бензин.

Попадая в водоемы, они не только покрывают поверхность пленкой, но и распространяются по всей толще воды, отлагаясь вместе с илом на дне. Наличие в 1 л воды 0,1 мг нефтепродуктов придает рыбе неустранимый впоследствии привкус нефти и специфический запах. При больших количествах нефтепродуктов в воде она погибает.

Присутствие нефтепродуктов в почве губительно действует на растения. Чтобы предупредить загрязнение окружающей среды нефтепродуктами, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности. Нельзя мыть детали машин топливом. Сливать отстой топлива из топливных баков и фильтров следует в только приготовленную тару. При прокачке топлива во время удаления воздуха из системы питания дизеля нужно его сливать в какую-либо емкость.

На нефтескладах, пунктах ТО и в ремонтных мастерских нужно собирать отработанные нефтепродукты в резервуары или бочки в специально отведенных местах с соответствующими указателями.

Нельзя допускать работу двигателя с повышенным дымлением и содержанием СО и СН выше допустимой нормы.

Размещено на Allbest.ru