Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя: Устройство системы охлаждения двигателя

Устройство системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался.

Если не менять охлаждающую жидкость во время , это приведет к повышенному…

Требования к системе охлаждения:

• автоматическое поддержание оптимального теплового режима в двигателе, независимого от режима работы и внешних условий;
• быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры;
• длительное сохранение теплоты после остановки двигателя;
• малые энергетические затраты, связанные с приводом агрегатов системы охлаждения.

Сгорание горючей смеси сопровождается выделением значительного количества теплоты. Если двигатель не охлаждать или охлаждать недостаточно, го его детали могут нагреться до высокой температуры, а это уменьшает их прочность и наполнение цилиндров, ухудшает условия работы смазочной системы вследствие снижения вязкости перегретого масла, ускоряет срабатывание присадок к маслам и увеличивает количество отложений и нагара на деталях.

«Большинство автомобильных двигателей имеют жидкостные системы охлаждения закрытого типа» .

Жидкостная система охлаждения

Жиддкостная система охлаждения более инерционна, двигатель медленно прогревается, но и медленно остывает. Кроме того, большая теплоемкость охлаждающей жидкости обеспечивают интенсивный и равномерный теплоотвод и меньшую температуру деталей.

Теплота, отводимая от двигателей, используется для подогрева впускного трубопровода и улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду.

Приборы системы охлаждения:

радиатора 3, вентилятора 1, жидкостного насоса 8, рубашки охлаждения блока цилиндров, рубашки охлаждения головки блока цилиндров, термостата 10, патрубков 6,17 шлангов 9, расширительного бачка, приборов контроля температуры жидкости 13, сливных краников 18, 19.

Работа системы охлаждения

Циркуляцию жидкости в системе охлаждения осуществляют по двум кругам: малому и большому.

По малому кругу жидкость циркулирует при пуске холодною двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев в такой последовательности: жидкостной насос — распределительные трубы — рубашка охлаждения блока цилиндров — рубашка охлаждения головки блока цилиндров — верхний патрубок термостата (клапан закрыт) — перепускной шланг приемная полость жидкостного насоса.

По большому кругу жидкость циркулирует при прогретом двигателе: жидкостной насос (как и по малому кругу) — термостат (клапан открыт) — резиновый шланг — патрубок радиатора — верхний бачок радиатора — сердцевина радиатора — нижний бачок радиатора — патрубок — шланги — приемная полость жидкостного насоса.

Переохлаждение двигателя сопровождается ростом механических потерь из-за повышения вязкости масла, ухудшением процессов смесеобразования и сгорания, следствием чего является повышенный расход топлива. Конденсация паров воды в картерной полости холодного двигателя и на стенках цилиндров приводит к коррозии. В отрабатавших газах повышается содержание углеводородов не сгоревшего топлива и высокотоксичных альдегидных соединений.
Принудительный отвод теплоты от деталей двигателя осуществляется с помощью жидкости или воздуха, в связи с чем различают двигатели жидкостного и воздушного охлаждения.

Радиатор является теплообменником системы охлаждения, где поступающая из двигателя жидкость передаст теплоту потоку воздуха.

Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных между собой трубками, образующими его охлаждающую решетку (сердцевину ра­диатора). Верхний бачок радиатора имеет наливную горловину с пробкой, а нижний — сливной кран. В наливную горловину впаяна пароотводная трубка, соединенная с расширительным бачком. Пароотводная трубка за­глублена в радиатор, где отводимые пары конденсируются. К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки. Стойки и пластина образуют каркас радиатора. Сердцевина радиатора состоит из нескольких рядов тру­бок, впаянных в верхний и нижний бачки. К трубкам крепятся гонкие ох­лаждающие пластины или гофрированные ленты, изготовленные из лату­ки, алюминия или красной меди.

Пробка заливной горловины в закрытых системах жидкостного охлажде­ния имеет два предохранительных клапана с уплотнительными резиновы­ми прокладками и пружинами. Паровой клапан регулируют на избыточное давление (0,145—0,160 МПа), воздушный клапан открывается при падении давленияв системе против атмосферного не более чем на 0,01 МПа.

При нормальном функционировании клапанов система охлаждения только кратковременно может сообщаться с окружающей средой или поло­стью расширительного бачка.

Жалюзи устанавливаются перед радиатором, с их помощью регулирует­ся количество воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Жалюзи изготовляются в виде набора вертикальных иди горизонтальных пластин — створок из оцинкованного железа, которые объединены общей рамкой и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный или групповой поворот их вокруг своей оси.

Жалюзи прикрепляют к каркасу радиатора или к его наружной облицовке. Управление створками осущест­вляется вручную или с помощью устройства с термостатом.

Жидкостной насос создаст в системе охлаждения принудительную цир­куляцию жидкости. Применяют одноступенчатые жидкостные насосы цен­тробежного типа. Привод насоса, как правило, работает от шкива коленча­того вала посредством клиноременной передачи.

Жидкостной насос состоит из корпуса, вала привода с крыльчаткой, ступицы для крепления шкива привода, самоподжимной уплотняющей манжеты, двух латунных обойм, резиновой манжеты» уплотняющей шайбы ипружинного кольца. Вал насоса вращается на двух шарикоподшипниках.

Центробежные насосы одноступенчатого типа, рассчитанные на давле­ние и 0,04 —0,1 МПа, отличаются компактностью и обеспечивают доста­точную подачу жидкости при сравнительно больших зазорах между крыль­чаткой и стенками корпуса.

Вентилятор служит для создания воздушного потока, проходящего че­рез сердцевину радиатора, для охлаждения жидкости, протекающей по трубкам.

Обслуживание системы охлаждения гарантия нормальной работы вашего двигателя.

 

 

Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя в автомобиле

Несмотря на то, что автомобиль – это механизм, ему не чужды некоторые человеческие черты. Например, во время движения машина расходует топливо и выделяет огромное количество тепла. Наш организм аналогично использует питательные вещества и также выделяет энергию, которая расходуется на всевозможные процессы. Чтобы поддерживать постоянную температуру тела, излишки тепла выводятся с потом, этот процесс испарение весьма энергозатратный.

А как автомобилю удается поддерживать постоянную температуру и не перегреваться? Это возможно благодаря такому важному элементу, как система охлаждения двигателя.

Что это такое, каково устройство, какой у нее принцип работы, и как диагностировать возможные неисправности, постараемся разобраться в статье ниже.

✔️ Что такое система охлаждения

✔️ Ее устройство и принцип работы

✔️ Принцип работы системы охлаждения воздушного типа

✔️ Возможные неполадки в работе и их последствия

Что такое система охлаждения

Это система, посредством которой достигается отведение избытка тепла от автомобильного двигателя и других деталей.

Обычно это достигается путем кругового движения охлаждающей жидкости (тосол или антифриз), проходящей через специальные охлаждающие каналы. Есть два типа системы охлаждения: воздушный и водяной (жидкостный).

Некоторые двигатели охлаждаются воздушным потоком, проходящим непосредственно через корпуса цилиндров (воздушная система охлаждения).

Помимо поддержания нормальной рабочей температуры движка, данный автомобильный узел выполняет еще несколько важных функций:

• охлаждает автоматическую коробку передач;
• охлаждает выхлопные газы, а также масло;
• обеспечивает работу систем отопления и кондиционирования.

Устройство и принцип работы водяного типа

Для начала, давайте разберем, как работает водяная система охлаждения. На сегодняшний день, она наиболее распространена. Поскольку позволяет равномерно и эффективно охладить все детали, при любых условиях. Ее функционирование обеспечивают следующие элементы:

• термостат с клапаном;
• центробежная помпа;
• радиатор охлаждения масла;
• радиатор охлаждающей жидкости;
• вентилятор;
• расширительный бак;
• теплообменник обогревателя;
• патрубки: верхний, нижний;
• насос ОЖ;
• шланги.

Конструкция и устройство зависят от модели авто.

ГБЦ (головки блока цилиндров) мотора с водяным охлаждением имеют систему каналов, по которым движется тосол. Все они в верхней части конструкции сходятся к одному выходу.

Центробежная помпа, приводимая в движение шкивом и ремнем от коленвала, подает нагретый антифриз из мотора к радиатору, который является разновидностью теплообменника и имеет особую пластинчатую структуру. Такое строение, обеспечивает огромную площадь рабочей поверхности для более эффективного отвода тепла.

Отсюда избыток тепла отправляется в воздушный поток, а затем охлажденная жидкость возвращается во впускное отверстие, в нижней части блока и снова движется к двигателю. Цикл повторяется снова и снова.

Наряду с основным радиатором могут устанавливаться два дополнительных: для охлаждения масла и отработанных газов. Функционирование радиатора отработанных газов обеспечивается дополнительным насосом.

В отличие от радиатора, теплообменник отопителя нагревает проходящий, через него воздух, который направляется в салон. Для наибольшей эффективности он устанавливается на выходе нагретого тосола из мотора.

В исправном двигателе охлаждающая жидкость имеет температуру чуть ниже точки кипения. Закипание антифриза предотвращается повышенным давлением, в результате чего температура кипения также становится несколько выше. Современные модели автомобилей имеют герметичную систему охлаждения, где для компенсации изменений в объеме тосола, используется расширительный бачок. Через него, также проводится долив жидкости в систему.

Чтобы система функционировала, радиатору необходим постоянный доступ сердечника к холодному воздуху. Когда автомобиль находится в движении, то радиатор получает достаточно сильный поток воздуха, но когда машина неподвижна, либо перемещается с малой скоростью, поток воздуха направляется силой вентилятора.

Вентилятор приходит в движение от мотора, но если двигатель работает при малой нагрузке, его использование не всегда является оправданным, поскольку это приводит к бесполезному расходу топлива.

В качестве решения данной проблемы, производители авто используют специальную муфту, работающую от термочувствительного клапана, который не включает вентилятор до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет заданного значения.

Некоторые машины имеют вентилятор с электроприводом, также включаемый и выключаемый датчиком температуры.

Чтобы, дать двигателю быстро набрать необходимую рабочую температуру, циркуляция жидкости к радиатору перекрывается термостатом, обычно расположенным над помпой. Термостат имеет клапан, работающий от камеры, заполненной воском. Когда движок нагревается, он плавится, расширяется и переводит клапан в положение «открыто», позволяя тосолу течь через радиатор.

Когда работа мотора останавливается, а температура снижается, клапан снова закрывается.

Контроль за работой системы охлаждения осуществляется системой управления двигателем. За основу берется математическая модель, учитывающая в себе множество параметров (температуру антифриза, масла, воздушного потока и многих других). На основании этих данных, рассчитываются наилучшие условия работы всех исполнительных устройств.

Воду не желательно использовать, в качестве охлаждающей жидкости. В летний период, есть вероятность перегрева двигателя. Зимой ее использование, чревато серьезными поломками. Так замерзание в системе, может привести к разрыванию патрубков и даже блока мотора.

Как и все тела, вода при понижении температуры начинает уменьшаться в объеме. Так происходит до 4 °С. При приближении к нулю и переходе в твердое состояние она начинает расширяться. Если она замерзает в моторе, то может разорвать блок или радиатор. Поэтому желательно использовать всевозможные антифризы, которые представляют собой воду с добавлением к ней различных присадок. Их введение снижает температуру замерзания до безопасного уровня и препятствует появлению коррозии.

Антифриз не следует сливать каждое лето, его можно менять один раз в 2-3 года или каждые 40000 км пробега.

Воздушная система охлаждения

В таком моторе ГБЦ имеет на своей наружной поверхности специальные ребра. Они несколько шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла.

Основные элементы при данном типе охлаждения:

• ребра на головках цилиндов;
• воздуховоды;
• вентилятор, который приводится в работу мотором;
• масляный радиатор.

Воздуховод проходит вокруг ребер, а вентилятор направляет воздушный поток через него, чтобы отводить тепло.

Термочувствительный клапан контролирует объем воздуха, подаваемого вентилятором, и поддерживает постоянную температуру даже в холодную погоду.

Данный тип охлаждения имеет ряд недостатков:

• потеря мощности на приводе вентилятора;
• чрезмерное нагревание отдельных деталей;
• повышенный шум;
• трудности с использованием полученного тепла для обогрева салона;
• невозможность установить блочный тип расположения цилиндров.

Ввиду данных особенностей, такая система охлаждения используется крайне редко.

Возможные неисправности

Как видим, система охлаждения является очень важной для нормальной работы вашего авто. И любые неисправности могут привести к серьезным последствиям, прежде всего к перегреву двигателя.

Итак, существуют следующие типы неисправностей данного автомобильного узла:

1. Проблемы с радиатором. Наиболее часто причиной выхода из строя данной детали, является наружное и внутреннее загрязнение. Наружное связано с попаданием в него с потоком воздуха грязи, пыли, листьев, насекомых. Внутреннее – с образованием налета из-за использования грязной воды или некачественного тосола, который буквально закупоривает отверстия в сердечнике.
2. Разгерметизация и потеря жидкости. Чаше всего это происходит из-за ослабления стяжки и других соединительных элементов, повреждения соединительных шлангов, износа резиновых элементов, рассыхания пластика.
3. Не работает термостат или его клапан.
4. Поломка насоса, в результате чего будет наблюдаться полное либо частичное прекращение циркуляции охлаждающей жидкости.
5. Сломан вентилятор.  Причин у данной поломки несколько: вышел из строя электродвигатель или муфта, отошла проводка.

Все эти неисправности могут нарушить циркуляцию охлаждающей жидкости, в результате чего температура двигателя повысится до критической. Перегрев ведет к нарушению герметичности, плавлению резиновых деталей, задиру головок блока цилиндров, появлению дефектов в металле, потере масло-смазочных свойств и многих других неприятностей.

Первым, на что стоит обратить внимание при осмотре деталей, следы подтеков охлаждающей жидкости, элемент будет выглядеть «запотевшим». Антифриз является довольно текучей жидкостью, поэтому протекает даже в самые маленькие трещинки и зазоры. Он может распространиться на рабочие узлы, которые находятся далеко за пределами системы охлаждения.

Еще одним важным параметром, выход за нормы которого, может привести к неполадкам — давление. Как известно, оно является довольно высоким и в норме составляет 1,2-2 атм. Для его регулировки используется расширительный бачок с клапаном, куда выводится избыток тосола. Если по какой-то причине клапан не сработал, то значение данного параметра становится критическим. Это может привести к разрыву и поломке многих деталей. В первую очередь страдают резиновые шланги и патрубки, а также прокладки.

Чтобы избежать проблем, регулярно проводите профилактические осмотры, вовремя меняйте износившиеся детали, следите за уровнем антифриза в баке и доливайте при необходимости. Используйте только качественный антифриз и старайтесь, без острой необходимости, не использовать обычную воду, в качестве охлаждающей жидкости.

Регулярно поглядывайте на приборную панель, на термометре охлаждающей жидкости не должно быть резких скачков значений. Если же данное явление имеет место быть, то это свидетельствует о возможной неисправности термостата или помпы, а также о завоздушивании системы. Значительно увеличить срок службы деталей, поможет регулярная промывка системы охлаждения двигателя.

 

Устройство и принцип действия радиатора охлаждения двигателя

Устройство и принцип действия радиатора охлаждения двигателя

Система охлаждения играет очень важную роль, так как именно она предотвращает перегревание двигателя автомобиля, которое неизбежно в процессе работы. Важнейшим элементом охлаждающей системы выступает радиатор, обеспечивающий эффективное охлаждение жидкости.

Система охлаждения автомобиля специально предназначена для того, чтобы охлаждать детали двигателя, которые нагреваются в процессе его работы. Современные автомобили имеют системы охлаждения, которые, помимо своей основной, выполняют целый ряд других важных функций:

— нагревают воздух в системе вентиляции, отопления и кондиционирования;
— охлаждают масло в системе смазки;
— охлаждают отработанные газы в системе рециркуляции отработанных газов;
— охлаждают рабочую жидкость в автоматической коробке передач;
— охлаждают воздух в системе турбонаддува.

На сегодняшний день существует несколько систем охлаждения двигателя: воздушная, жидкостная и комбинированная. В жидкостной системе тепло от разогретых элементов двигателя отводит поток жидкости, в воздушной системе — поток воздуха. В комбинированной системе воздушная и жидкостная системы объединяются.

Большинство современных автомобилей оборудованы жидкостной системой охлаждения, среди преимуществ которой можно выделить эффективное равномерное охлаждение. Кроме этого, жидкостная система охлаждения имеет невысокий уровень шума.

Независимо от того, какой тип двигателя имеет автомобиль — бензиновый или дизельный, конструкция систем охлаждения будет подобной. В состав системы охлаждения входят следующие элементы:

— радиатор системы охлаждения;
— теплообменник отопителя;
— масляный радиатор;
— расширительный бачок;
— термостат;
— центробежный насос;
— вентилятор радиатора;
— патрубки;
— элементы управления;
— рубашка «охлаждения» двигателя.

Устройство радиатора

Важнейшим конструктивным элементом не только системы охлаждения, но и самого двигателя, является радиатор. Прообраз современного радиатора устанавливался даже на самых первых автомобилях, так как без радиатора работа двигателя не представляется возможной. Радиатор системы охлаждения выполняет такую важную функцию, как поддержание рабочей температуры двигателя и защита его от перегрева.

Как правило, автомобильный радиатор состоит из таких элементов, как верхний и нижний баки, сердцевина, детали крепления. Радиатор предназначен для того, чтобы жидкость, поступающая в него непосредственно из водяной рубашки двигателя, охлаждалась до необходимой температуры. Баки радиатора, а также сердцевина, которая к ним припаяна, как правило, изготавливаются из латуни, благодаря чему обеспечивается хорошая теплопроводность.

Сердцевина радиатора представляет собой тонкие поперечные пластины, через которые проходят плоские вертикальные трубки, припаянные к этим пластинам. Жидкость, которая проходит через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на множество потоков. Подобное устройство сердцевины позволяет жидкости охлаждаться более интенсивно, так как значительно возрастает площадь соприкосновения жидкости со стенками трубок.

Баки радиатора соединяются с рубашкой охлаждения при помощи патрубков. Нижний бак оснащен специальным краником, предназначенным для слива жидкости из радиатора. Чтобы спускать воду из водяной рубашки, в нижней части блока также имеется краник.

В систему охлаждения жидкость заливается через горловину бака, расположенного вверху и закрываемого крышкой. Жидкостная система охлаждения двигателя отличается наличием двойного регулирования теплового режима: термостатом и шторкой.

Шторка радиатора охлаждения — это своеобразное полотно, один из концов которого закрепляется на сматывающем механизме, который, в свою очередь, монтируется в барабане. Второй конец неподвижно соединяется в нижней части автомобильного радиатора.

Некоторые двигатели внутреннего сгорания вместо шторки оснащены жалюзи створчатого типа, состоящими из пластин. Пластины шарнирно закрепляются в нижней планке, связанной тягой и системой рычагов с рукояткой управления жалюзи, которая находится в кабине. Сами створки могут быть расположены горизонтально или вертикально.

Принцип работы радиатора

Системы охлаждения, которыми оборудуются современные автомобили, учитывают множество важных параметров, среди которых температура двигателя, температура жидкости и масла, температура снаружи салона и т.д.

Принцип работы системы охлаждения следующий. Благодаря жидкостному насосу охлаждающая жидкость находится в постоянном движении, циркулируя по кругу, омывая горячие стенки головки блока и цилиндров. Таким образом удается избежать перегрева двигателя, так как от нагретых деталей отводится тепло. Далее горячая жидкость направляется в радиатор охлаждения, который обеспечивает отвод тепла в окружающую среду. На этом цикл заканчивается, а охлажденная жидкость идет по новому циклу.

Таким образом, можно сделать вывод, что радиатор представляет собой своеобразный теплообменник, который обеспечивает охлаждение жидкости. Чтобы работа радиатора была еще более эффективной, перед двигателем устанавливается специальный вентилятор радиатора, нагнетающий воздух на поверхность радиатора, благодаря чему процесс теплообмена значительно ускоряется.

Вентилятор радиатора запускается автоматически специальным термодатчиком, который срабатывает в тот момент, когда рабочая температура двигателя начинает подниматься выше допустимой нормы. Вентилятор и радиатор охлаждения устанавливают непосредственно перед двигателем.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14. 10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Система охлаждения двигателя. Принцип работы

Система охлаждения двигателя. Принцип работы:

У каждого современного автомобиля обязательно имеется система охлаждения двигателя. В данную систему входит несколько элементов: расширительный бачок, термостат, вентилятор, насос, соединительные шланги, датчик температуры, рубашка охлаждения блока цилиндров, охлаждающая жидкость, и, конечно же, радиатор.

Радиатор – наиболее главный элемент всей системы охлаждения. Благодаря нему поддерживается рабочая температура двигатели. Он также предотвращает перегрев. Если же рабочая температура двигателя будет превышать допустимые нормы, он может заклинить, и без капитального ремонта двигателя тут не обойтись.

Принцип работы охлаждающей системы заключается в том, что жидкостный насос качает воздух по кругу, таким образом, чтобы охлаждающая жидкость омывала стенки блока цилиндров. Постоянная циркуляция отводит тепло от горячих элементов двигателя. После этого нагретая жидкость перетекает в радиатор, и уже в нем отдает тепло наружу в атмосферу. Далее, уже охлажденная жидкость повторяет этот цикл. Радиатор является своеобразным устройством охлаждения жидкости. Для того чтобы процесс охлаждения жидкости происходил быстрее, устанавливается вентилятор, благодаря которому воздух нагнетается на поверхность радиатора. Данный вентилятор включается в тот момент, когда рабочая температура двигателя повышается.

Как правило, роль охлаждающей жидкости играют тосол и антифриз. Многие водители, ради экономии на охлаждающей жидкости, в систему охлаждения заливают просто дистиллированную воду. Хотя делать этого вовсе не стоит. От постоянного использования воды в качестве охлаждающей жидкости, в системе охлаждения могут образовываться отложения и коррозия. А это приводит к снижению срока службы всей системы охлаждения. Поэтому рекомендуется применять только специальные жидкости. Объем необходимой жидкости зависит от общего объема системы охлаждения.

Радиаторы могут иметь различные конструкции. Наиболее распространенные из них – это ленточные и пластинчатые радиаторы. Так как пластинчатые радиаторы имеют значительно больший вес, они постепенно уходят в прошлое. Современные производители все чаще отдают свое предпочтение ленточным радиаторам. Обычно такие радиаторы изготавливаются из алюминия. Это связано с тем, что он имеет хорошо проводить тепло, улучшая работу всей охладительной системы. А благодаря легкости таких радиаторов, капот автомобиля не перегружается лишней тяжестью, тем самым происходит экономия топлива.

Ниже представлена иллюстрация с описанием деталей системы охлаждения двигателя:
1 — Салонный отопитель
2 — «Горячие шланги» для салонного отопителя
3 — Клапан избыточного давления (заливная горловина)
4 — Термостат
5 — Верхний патрубок (с горячей ОЖ)
6 — Радиатор
7 — Вентилятор
8 — Водяной насос
9 — Охлаждение трансмиссии
10 — Нижний патрубок (с охлажденной ОЖ)
11 — Расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя автомобиля

Внимание
Система охлаждения двигателя выполняет одну из самых важных функций в ДВС, поэтому выход из строя всей системы или какого-либо элемента может привести к перегреву и выходу из строя двигателя. Движение и эксплуатация транспортного средства с неисправной системой охлаждения нежелательна или запрещена.

Назначение и действие системы охлаждения

Рисунок 4.31 Принципиальная схема системы охлаждения двигателя.

Система охлаждения служит для принудительного отвода тепла от цилиндров двигателя и передачи его окружающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызвана тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренние детали двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.

Системы охлаждения практически всех современных автомобилей не отличаются друг от друга. Принципиальная, обобщенная схема работы системы охлаждения приведена на рисунке 4.31, где красным цветом отмечена жидкость нагретая от деталей двигателя и синим – охлажденная в радиаторе системы.

В систему водяного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока цилиндров (о рубашках мы писали выше, изучая одноцилиндровый двигатель), радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами и водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.

При работе двигателя, приводимый от него в действие водяной насос (он же —помпа) создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания, охлаждая двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом, который просачивается мимо трубок под действием тяги, создаваемой вращающимися лопастями вентилятора. Охлажденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.

Рисунок 4.32 Схема системы охлаждения.

Основные элементы системы охлаждения

 Радиатор

Рисунок 4.33 Радиатор.

Представляет собой набор тонких трубок, на которые нанизаны тонкие пластины для увеличения площади поверхности, предназначенной для отвода тепла. Вся работа радиатора заключается в том, чтобы охлаждать жидкость, которая циркулирует в его трубках.

На рисунке 4.34 приведен пример участка радиатора с различными вариантами исполнения.

Рисунок 4.34 Варианты исполнения радиатора системы охлаждения.

На верхней и нижней частях радиатора могут быть бачки, к которым подсоединены верхний и нижний патрубки системы охлаждения соответственно. Если есть бачки, то в верхнем, обычно расположена горловина для заливания охлаждающей жидкости. Если бачков нет, то горловина располагается прямо на радиаторе.

Для лучшего охлаждения жидкости трубки делают плоскими и располагают рядами в шахматном порядке. Поперек трубок установлены в большом количестве тонкие латунные пластины, называемые охлаждающими ребрами, которые увеличивают поверхность охлаждения сердцевины и способствуют более интенсивной отдаче тепла от воды воздуху, проходящему через сердцевину.

В системе охлаждения закрытого типа горловину радиатора плотно закрывают специальной пробкой с двойным паровоздушным клапаном (смотрите рисунок 4.35). Воздушный клапан пробки нагружен слабой пружиной и пропускает внутрь радиатора атмосферный воздух, устраняя возможность возникновения в бачке радиатора разрежения, появляющегося при конденсации паров воды. Паровой клапан нагружен более сильной пружиной и открывается для выпуска пара только тогда, когда давление в радиаторе превышает атмосферное и доходит до 1,28—1,38 кг/см2.

Рисунок 4.35 Крышка радиатора.

 Водяной насос

Водяной насос (он же помпа) заставляет охлаждающую жидкость циркулировать по системе. Тип насоса – центробежный. Вращается насос при помощи приводного ремня, установленного на шкив коленчатого вала.

Насос представляет собой довольно простую конструкцию: вал, на одном конце которого установлена крыльчатка (показана на рисунке 4.36), а на втором – шкив для приводного ремня. Вал опирается на подшипник, установленный в крышке помпы. Зачастую корпусом для насоса служит полость или прилив в блоке цилиндров. Вода по подводящему патрубку поступает внутрь корпуса и подводится к центру вращающейся крыльчатки. При этом вода увлекается крыльчаткой, приобретает вращательное движение, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса и через выходной канал под напором поступает в водяную рубашку двигателя.

Рисунок 4.36 Водяной насос. Крыльчатка.

 Вентилятор

В былые времена вентилятор устанавливался на одной оси с валом водяного насоса, жестко крепился к приводному шкиву и гнал воздух для дополнительного охлаждения радиатора постоянно, пока работал двигатель, так как привод был от коленчатого вала. Летом это, может, и хорошо, а вот зимой, когда температуры окружающего воздуха и так достаточно для охлаждения, дополнительное охлаждение не на пользу. Так же при движении на автомобиле летом, когда часто приходится стоять в пробках, а двигателю работать на низких оборотах, охлаждение будет недостаточное ввиду отсутствия нормального потока воздуха от вентилятора.

Примечание
Здесь стоит отметить важность определенного (довольно узкого) диапазона рабочей температуры двигателя вне зависимости от времени года или нагрузки при работе. Как вывод: перегрев плохо, но и переохлаждение далеко не на пользу.

Но прогресс не стоял и не стоит на месте, потому, поняв, что в постоянно «включенном» вентиляторе пользы ни зимой, ни летом нет, решили установить вентилятор с электромотором, который включается по команде датчика температуры. Удобно – автомобиль быстро прогревается, а при достижении определенной температуры, начинает работать электровентилятор. В современных автомобилях у электровентилятора еще и два режима работы: быстрый и медленный. Управляет этим электроника.

Но есть и еще один способ заставить без электроники работать вентилятор в заданных режимах работы – установить вяскостную муфту. Эта муфта приводится во вращения ремнем от шкива коленчатого вала. Вентилятор «сидит» на оси и при отсутствии надобности в нем не вращается. Как только возникает необходимость в охлаждении, муфта срабатывает и вентилятор начинает вращаться, как бы соединяясь через приводной ремень с коленчатым валом.

 Термостат

Термостат — это клапан, установленный в корпус, который открывается при прогреве охлаждающей жидкости до нормальной рабочей температуры. Пример устройства и работы термостата приведен на рисунке 4.37. Система охлаждения двигателя устроена так, что имеет два круга обращения – малый и большой. Когда клапан термостата закрыт, охлаждающая жидкость при помощи водяного насоса циркулирует только в пределах головки и блока цилиндров, таким образом она быстро прогревается (малый круг). По мере прогрева охлаждающей жидкости, в частности, и двигателя в целом, начинает открываться клапан термостата, пуская охлаждающую жидкость циркулировать через радиатор – большой круг.

Примечание
При чрезмерном перегреве охлаждающей жидкости мощность двигателя и его экономичность снижаются. Если же охлаждающая жидкость, а следовательно, и двигатель, не прогреваются, то увеличивается конденсация топлива, вызывающая смывание смазки со стенок цилиндров и разжижение ее в картере, а также возрастают тепловые потери, что ведет к снижению мощности двигателя и увеличению расхода топлива.

Рисунок 4.37 Работа термостата.

Назначение и принцип работы системы охлаждения

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Назначение и принцип работы системы охлаждения

Читать далее:

Назначение и принцип работы системы охлаждения

Система охлаждения служит для принудительного отвода от цилиндров двигателя тепла и передачи его окруячающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызывается тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренних деталей двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.

Система охлаждения может быть воздушной или жидкостной.

При воздушной системе охлаждения (рис. 1, а) тепло от цилиндров двигателя передается непосредственно обдувающему их воздуху. Для этого с целью увеличения поверхности теплоотдачи на цилиндрах и головке делают охлаждающие ребра, изготовляемые путем отливки. Цилиндры окружены металлическим кожухом. Через образовавшуюся воздушную рубашку просасывается с помощью вентилятора воздух, охлаждающий двигатель. Вентилятор приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Воздушная система охлаждения получила применение лишь на двигателях небольшой мощности. Достоинством такой системы является простота устройства, некоторое снижение веса двигателя и удобство обслуживания. Для’более мощных двигателей применение воздушной системы охлаждения встречает ряд трудностей ввиду необходимости отвода большого количества тепла и обеспечения равномерности охлаждения всех нагревающихся точек двигателя.

В систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока, радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами, водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.

Водой заполняются водяные рубашки головки и блока, патрубки и радиатор. При работе двигателя приводимый от него в действие водяной насос создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания и охлаждает двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом,

который просасывается между трубками вращающимися лопастями вентилятора. Охлаяеденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.

В некоторых двигателях с верхними клапанами вода от насоса принудительно направляется только в рубашку головки, седел и патрубков выпускных клапанов, и далее по отводящему патрубку отводится в радиатор. Охлаждение цилиндров при этом производится водой, циркулирующей в ее рубашке вследствие наличия разности температур воды в водяной рубашке блока и головки. Более нагретая вода из водяной рубашки блока вытесняется более холодной водой, поступающей из водяной рубашки головки, чем обеспечивается естественная — конвекционная циркуляция воды (термосифонная). При таком охлаждении условия работы цилиндров двигателя улучшаются.

Термостат, установленный в верхнем водяном патрубке, регулирует циркуляцию воды через радиатор, поддерживая наивыгоднейшую ее температуру.

В V-образных карбюраторных двигателях общий водяной насос, соединенный нижним патрубком с радиатором и установленный на одном валу с вентилятором, нагнетает воду по двум патрубкам и водораспределительным каналам в водяные рубашки обеих секций блока. Нагретая вода отводится от головок по каналам, обычно отлитым в верхней крышке блока, и через общий термостат и верхний патрубок поступает обратно в радиатор. На дизелях компоновка элементов системы охлаждения несколько видоизменена.

В зависимости от способа соединения полости системы охлаждения с атмосферой принудительная система охлаждения делится на два типа —открытую и закрытую. В открытой системе полость верхнего бачка радиатора постоянно сообщается с атмосферой. В закрытой системе охлаждения, получившей применение на всех автомобилях, полость бачка может сообщаться с атмосферой только через специальный паровоздушный клапан.

Рис. 1. Схемы систем охлаждения двигателей

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство элементов жидкостной системы охлаждения

Категория: — Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Система охлаждения двигателя ВАЗ 2114, устройство, принцип работы

Система охлаждения двигателя ВАЗ 2114 представляет интерес для многих владельцев данного автомобиля. К сожалению, отечественные автомобили не отличаются хорошим качеством сборки и надежностью работы различных их систем, включая и систему охлаждения двигателя ВАЗ 2114.

Но прежде чем найти и устранить неисправность в системе охлаждения двигателя ВАЗ 2114 необходимо знать ее устройство и принцип работы. Про это мы и поговорим дальше.

Внутренний теплообмен

Принцип работы системы охлаждения двигателя ВАЗ 2114 основан на внутреннем теплообмене, который происходит с помощью жидкости. Тут ничего нового я вам не открою, так как на этом принципе основана работа систем охлаждения 99% всех автомобилей в мире.

Причиной этому послужило то, что данный принцип на много эффективней и надежней воздушной системы охлаждения.

Всем нам знаком легенда отечественного автопрома автомобиль «Запорожец», на котором двигатель стоял сзади и охлаждался с помощью направленных воздушных потоков.

Двигатель Запорожца.

И как мучились владельцы этого автомобиля, придумывая различные ухищрения, чтобы увеличить эффективность этой системы, для того чтобы двигатель не перегрелся.

Важный недостаток

Однако система охлаждения двигателя ВАЗ 2114 и всех остальных аналогичных автомобилей имеет один важный недостаток, это постоянный контроль за ее состоянием, периодичное обязательное обслуживание и ремонт.

В основу работы такой системы охлаждения заложена принудительная циркуляция охлаждающей жидкости по закрытому контуру. Единственное, что соединяет ее с внешним виром это расширительный бачок.

Устройство системы охлаждения двигателя ВАЗ 2114

Система охлаждения двигателя ВАЗ 2114 состоит из:

1. Электродвигателя;
2. Насоса;
3. Левого и правого бочков радиатора;
4. Горловины;
5. Заливных и сливных пробок;
6. Сливной патрубок.

Конечно же, радиатора, расширительного бачка, трубок и шлангов по которым циркулирует охлаждающая жидкость, термостат, электровентилятор и датчик его включения, патрубки для радиатора отопителя, блок подогрева карбюратора.

Так же к системе охлаждения двигателя ВАЗ 2114 можно отнести ремень привода распределительного вала, с помощью которого приводится центробежный насос или по-простому помпа.

Принцип работы

Циркуляция жидкости в системе охлаждения автомобиля происходит принудительно под воздействием центробежного насоса, который, в свою очередь, приводится в действие ремнем привода газораспределительного механизма.

Электровентилятор имеет встроенные четыре пластмассовых лопасти. Он установлен на вал электродвигателя. Электродвигатель в свою очередь постоянно реагирует на показания специального датчика и в зависимости от его показаний включается и выключается.

Как известно система охлаждения двигателя ВАЗ 2114 не является как таковой без клапана термостата, который имеет двумя каналами, основным и дополнительным. Термостат имеет специальный наполнитель, который чувствителен к изменению температуры окружающей среды.

Вообще клапан термостата является одним из самых важных элементов системы охлаждения любого автомобиля. При достижении температуры охлаждающей жидкости приблизительно 87 градусов (плюс, минус 2 градуса), открывается основной клапан и пропускает охлаждающую жидкость по большому контуру.

При достижении температуры охлаждающей жидкости 102 градуса, ход основного клапана останавливается на отметке 8 мм (для ВАЗ 2114).

Причины не правильной работы системы охлаждения

Очень часто причиной не правильной работы системы охлаждения автомобиля является не правильное срабатывание термостата. Если данный клапан работает не правильно, единственный выход из данной ситуации, это его замена.

А что бы проверить исправность клапана термостата, необходимо запустить холодный двигатель.

После того как двигатель прогреется (87 – 92 градуса) необходимо прощупать нижний патрубок под термостатом, он должен быть теплым. Если патрубок холодный, значит у вас проблемы с клапаном термостата.

Читайте по теме — Неисправность системы охлаждения ВАЗ 2106.

На автомобиле ВАЗ 2114 установлен двухходовой алюминиевый радиатор, трубчатый – пластинчатый. Данный радиатор дополнительно оснащен 2-я пластмассовыми бачками. Левый бачек имеет перегородку.

Как мы видим, система охлаждения двигателя ВАЗ 2114 не является очень сложной, чтобы не разобраться в ее конструкции и принципе работы. Что не скажешь про такую же систему у иномарок.

И что самое положительное и приятное, вы сможете самостоятельно провести не большой ее ремонт, к примеру, заменить клапан термостат или какой-либо патрубок. Также читайте что делать если раздувает расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя, принцип работы.

Принцип работы системы охлаждения дизельного двигателя | by Starlight Generator

В этом посте подробно рассказывается о принципе работы и компонентах системы охлаждения дизельного двигателя. На его прочтение стоит потратить некоторое время.

Дизельные двигатели являются источниками тепловыделения. Они охлаждаются за счет циркуляции охлаждающей жидкости на водной основе через водяную рубашку, которая является частью двигателя. Охлаждающая жидкость циркулирует по трубам к радиатору, чтобы отвести тепло, добавляемое двигателем к охлаждающей жидкости, а затем обратно в двигатель.

Типичные компоненты системы охлаждения:

1. Водяные насосы

2. Теплоотвод (радиатор или теплообменник)

3. Расширительные бачки охлаждающей жидкости (расширительные баки)

4. Клапаны контроля температуры

5. Реле и индикаторы температуры и давления

6. Трубопроводы

Обратите внимание, что системы водяного охлаждения двигателя бывают закрытыми или открытыми. Замкнутая система предназначена для использования того же теплоносителя с замкнутым контуром, предотвращая потери теплоносителя.В то время как открытая система использует хладагент один раз и сливает его или рециркулирует хладагент через системы, которые охлаждают хладагент за счет испарения. В большинстве стационарных дизельных двигателей используются закрытые системы для контроля химического состава охлаждающей жидкости, чтобы предотвратить загрязнение поверхностей теплопередачи и строго контролировать температуру.

В целом система охлаждения дизель-генератора выполняет следующие функции:

1. Охлаждение цилиндров двигателя через водяную рубашку

2.Охлаждение смазочного масла с помощью охладителя смазочного масла

3. Охлаждение воздуха для горения с помощью доохладителя на двигателях с турбонаддувом

Хотя в системах охлаждения дизельных двигателей используются различные типы насосов, два насоса часто используются для двухконтурных систем. Один — насос с приводом от двигателя, другой — насос с электрическим приводом (он используется для циркуляции охлаждающей жидкости, чтобы двигатель оставался теплым, когда двигатель не работает.)

Мощный дизельный двигатель очень сильно влияет на охлаждающую жидкость. Охлаждающая жидкость с пониженным содержанием присадок не только допустит кавитацию гильзы, но и вызовет преждевременный выход из строя прокладок головки, радиатора, водяного насоса, замораживающих пробок, сердечника нагревателя и термостата.

Техническое обслуживание

Многие проблемы с дизельными двигателями вызваны отсутствием надлежащего технического обслуживания .

Во-первых, проверка уровня присадки должна быть частью графика технического обслуживания. Поскольку дизельные двигатели имеют такой большой объем жидкости, для проверки уровня присадок предлагаются тестовые полоски системы охлаждения. Если уровень низкий, можно подмешать бутылку SCA для обновления охлаждающей жидкости без полной замены.

Во-вторых, когда вы собираетесь покупать охлаждающую жидкость, убедитесь, что она совместима с дизельным двигателем, а не с автомобильным или легковым грузовиком, что означает бензиновый двигатель.

Хотите узнать, какая марка дизельного генератора лучше, напишите мне по адресу: [email protected]

Введение и принцип работы системы охлаждения — Новости проекта — Новости

Поддерживайте двигатель в надлежащем температурном диапазоне при любых условиях эксплуатации условия. Система охлаждения должна не только предохранять двигатель от перегрева, но и предохранять зимний двигатель от переохлаждения. Системы охлаждения по разным охлаждающим средам можно разделить на воздушные и водяные.Устройство, которое охлаждает тепло высокотемпературной части двигателя непосредственно в атмосферу, называется системой воздушного охлаждения. Устройство, которое передает тепло охлаждающей воде до того, как она рассеивается в атмосфере, называется системой с водяным охлаждением. Поскольку система водяного охлаждения ровная, эффект хороший, а шум при работе двигателя небольшой, в настоящее время система водяного охлаждения широко используется в автомобильных двигателях.Система охлаждения
Система охлаждения Принцип работы: части автомобиля испытывают тепловую нагрузку, В дополнение к основным движущимся частям из-за трения поднимается тепло, наиболее важная часть цилиндра двигателя выделяется из-за высокой температуры газа.Функция системы охлаждения заключается в передаче тепла от тепла двигателя и вспомогательного устройства трансмиссии в окружающую среду, чтобы двигатель и трансмиссионное устройство могли создать надежную и эффективную рабочую среду. А в зимнюю холодную и ветреную среду систему охлаждения очень легко подключить, работа не нормальная, что приводит к недостаточному нагреву двигателя, напрямую влияет на производительность двигателя, поэтому обслуживание системы охлаждения интуитивно понятно и важно.Система охлаждения
Вся система охлаждения двигателя состоит из двух систем: контуров охлаждающей воды и каналов охлаждающего воздуха. Контур охлаждающей воды включает двигатель, водопровод, термостат, радиатор и насос охлаждающей воды. Охлаждающий воздух проходит через интеркулер, радиатор, вентилятор и двигатель и забирает тепло, выделяемое двигателем. Двигатель является источником тепла для всей системы, энергии, вырабатываемой при сгорании топлива в двигателе, примерно одна треть отводится теплу через стенку цилиндра в систему охлаждения или непосредственно в атмосферу.В контуре охлаждающей воды термостат регулирует поток через регулятор парафинового шарика. Когда термостат не открыт, вода по всему байпасному каналу через насос течет обратно в двигатель, когда термостат открыт, охлаждающая вода попадает в радиатор, отвод воды из радиатора и перепускная вода в насосе смешиваются. Система охлаждения

Охлаждение двигателя — устройство и функционирование

Температура горящего топлива (до 2000 ° C) отрицательно сказывается на работе двигателя.Поэтому двигатель охлаждают до рабочей температуры. Первым видом охлаждения водой было термосифонное охлаждение.

Нагретая, более легкая вода поднимается в верхнюю часть радиатора через коллектор и охлаждается воздушным потоком. Затем он опускается вниз и возвращается в двигатель. Вода циркулирует при работающем двигателе. Охлаждение поддерживалось вентилятором, но регулировать было невозможно. Позже водяная помпа ускорила циркуляцию воды.

Слабые стороны:

• Длительное время прогрева
• Низкая температура двигателя в холодное время года

При дальнейшей разработке двигателей использовались регуляторы охлаждающей жидкости (т.е. термостат). Циркуляция воды через радиатор регулируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. В 1922 году это описывалось так: «Назначение этих устройств — быстрый прогрев двигателя и предотвращение его остывания.»

Речь идет о системе охлаждения, управляемой термостатом, со следующими функциями:

• Короткое время прогрева
• Поддержание постоянной рабочей температуры

Термостат стал решающим усовершенствованием системы охлаждения двигателя и обеспечил циркуляцию охлаждающей жидкости при коротком замыкании. Пока желаемая рабочая температура двигателя не достигается, вода не проходит через радиатор, а обходит его и попадает в двигатель.Термостат открывает соединение с радиатором только после достижения желаемой рабочей температуры. Эта система управления и по сей день остается основой всех систем. Рабочая температура двигателя важна не только с точки зрения производительности и расхода топлива, но и с точки зрения низкого уровня выбросов загрязняющих веществ.

Для охлаждения двигателя используется тот факт, что вода под давлением кипит не при температуре 100 ° C, а только между 115 ° C и 130 ° C. В охлаждающем контуре давление находится в пределах 1.0 бар и 1,5 бар. Это замкнутая система охлаждения. В системе есть расширительный бак, который заполнен только наполовину. Охлаждающая среда — это не просто вода, а смесь воды и охлаждающей добавки. Сейчас мы имеем дело с охлаждающей жидкостью, обеспечивающей защиту от замерзания, с повышенной температурой кипения и защищающей детали двигателя и систему охлаждения от коррозии.

автомобилей | Определение, история, промышленность, дизайн и факты

Автомобильный дизайн

Современный автомобиль — это сложная техническая система, в которой используются подсистемы со специфическими конструктивными функциями.Некоторые из них состоят из тысяч составных частей, которые возникли в результате достижений в существующих технологиях или из новых технологий, таких как электронные компьютеры, высокопрочные пластмассы и новые сплавы стали и цветных металлов. Некоторые подсистемы возникли в результате таких факторов, как загрязнение воздуха, законодательство о безопасности и конкуренция между производителями по всему миру.

автомобиль

Основные функциональные компоненты автомобиля.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Легковые автомобили превратились в основное средство передвижения для семей, их около 1,4 миллиарда используются во всем мире. Около четверти из них находится в Соединенных Штатах, где каждый год преодолевается более трех триллионов миль (почти пять триллионов километров). В последние годы американцам были предложены сотни различных моделей, примерно половина из них от зарубежных производителей. Чтобы извлечь выгоду из собственных технологических достижений, производители все чаще вводят новые конструкции.Ежегодно производя около 70 миллионов новых устройств по всему миру, производители смогли разделить рынок на множество очень маленьких сегментов, которые, тем не менее, остаются прибыльными.

Новые технические разработки признаны залогом успешной конкуренции. Все производители и поставщики автомобилей наняли инженеров-исследователей и ученых для улучшения кузова, шасси, двигателя, трансмиссии, систем управления, систем безопасности и систем контроля выбросов.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Эти выдающиеся технические достижения не обходятся без экономических последствий. Согласно исследованию, проведенному Ward’s Communications Incorporated, средняя стоимость нового американского автомобиля выросла на 4700 долларов (в пересчете на доллар в 2000 году) в период с 1980 по 2001 год из-за обязательных требований безопасности и контроля выбросов (таких как добавление подушек безопасности и каталитических нейтрализаторов). Новые требования продолжали реализовываться и в последующие годы. Добавление компьютерных технологий стало еще одним фактором, способствовавшим росту цен на автомобили, которые в период с 2009 по 2019 год выросли на 29 процентов.Это в дополнение к потребительским расходам, связанным с инженерными улучшениями в экономии топлива, которые могут быть компенсированы сокращением закупок топлива.

Конструкция транспортного средства в значительной степени зависит от его предполагаемого использования. Автомобили для бездорожья должны быть прочными, простыми системами с высокой устойчивостью к сильным перегрузкам и экстремальным условиям эксплуатации. И наоборот, продукты, предназначенные для высокоскоростных дорожных систем с ограниченным доступом, требуют большего комфорта для пассажиров, повышенной производительности двигателя и оптимизированного управления на высоких скоростях и устойчивости транспортного средства.Стабильность зависит главным образом от распределения веса между передними и задними колесами, высоты центра тяжести и его положения относительно аэродинамического центра давления транспортного средства, характеристик подвески и выбора колес, используемых для приведения в движение. Распределение веса зависит главным образом от расположения и размера двигателя. В обычной практике двигателей с передним расположением используется стабильность, которая достигается с помощью этой компоновки. Однако разработка алюминиевых двигателей и новые производственные процессы позволили разместить двигатель в задней части без ущерба для устойчивости.

Конструкции кузовов автомобилей часто подразделяются на категории в зависимости от количества дверей, расположения сидений и конструкции крыши. Крыши автомобилей обычно поддерживаются стойками с каждой стороны кузова. Модели с откидным верхом с убирающимся верхом из ткани полагаются на стойку сбоку от ветрового стекла для обеспечения прочности верхней части тела, поскольку трансформируемые механизмы и стеклянные поверхности по сути не являются конструктивными. Площадь остекления увеличена для улучшения обзора и по эстетическим причинам.

Fiat 600

Fiat 600, представленный в 1956 году, был недорогим, практичным автомобилем с простым элегантным дизайном, который мгновенно сделал его иконой послевоенной Италии. Его поперечно расположенный сзади двигатель производил достаточную мощность и экономил достаточно места, чтобы в салоне легко могли разместиться четыре человека.

© Rossi — REX / Shutterstock.com

Высокая стоимость новых заводских инструментов делает непрактичным для производителей ежегодно выпускать совершенно новые конструкции. Совершенно новые конструкции обычно запрограммированы на трех-шестилетние циклы с незначительными изменениями, вносимыми в течение цикла. В прошлом для совершенно новой конструкции требовалось целых четыре года планирования и покупки нового инструмента. Компьютерное проектирование (САПР), тестирование с использованием компьютерного моделирования и автоматизированное производство (CAM) теперь могут использоваться для сокращения этого времени на 50 процентов или более. См. станки: Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD / CAM).

Автомобильные кузова обычно изготавливаются из листовой стали. Сталь легирована различными элементами, чтобы улучшить ее способность формировать более глубокие углубления без образования складок и разрывов в производственных прессах. Сталь используется из-за ее общедоступности, невысокой стоимости и хорошей обрабатываемости. Однако для определенных применений используются другие материалы, такие как алюминий, стекловолокно и пластик, армированный углеродным волокном, из-за их особых свойств. Полиамид, полиэфир, полистирол, полипропилен и этиленовые пластмассы были разработаны для большей прочности, устойчивости к вмятинам и устойчивости к хрупкой деформации.Эти материалы используются для кузовных панелей. Инструментальная оснастка для пластиковых компонентов обычно стоит меньше и требует меньше времени на разработку, чем для стальных компонентов, и поэтому может быть изменена конструкторами с меньшими затратами.

Для защиты кузовов от коррозионных элементов и сохранения их прочности и внешнего вида используются специальные процессы грунтования и окраски. Сначала тела погружаются в ванны для очистки, чтобы удалить масло и другие посторонние предметы. Затем они проходят последовательность циклов погружения и распыления.Эмаль и акриловый лак широко используются. Электроосаждение распыляемой краски — процесс, при котором распыляемая краска приобретает электростатический заряд, а затем притягивается к поверхности под действием высокого напряжения, помогает обеспечить нанесение ровного слоя и покрытие труднодоступных участков. Печи с конвейерными линиями используются для ускорения процесса сушки на заводе. Оцинкованная сталь с защитным цинковым покрытием и коррозионно-стойкая нержавеющая сталь используются на участках кузова, которые более подвержены коррозии.

Вопрос недели: почему в системе охлаждения двигателя есть термостат и влияет ли он на расход охлаждающей жидкости?

Вопрос месяца, представленный Биллом Маклелланом, Пасадена, Калифорния, на который ответила Мелани Хант, доцент кафедры машиностроения Калифорнийского технологического института.

Система охлаждения — важная часть автомобильного двигателя. Я определенно стал лучше осознавать этот факт после того, как моя машина перегрелась на шоссе Санта-Моника.

Система охлаждения выполняет три важные функции.Во-первых, отводит излишки тепла от двигателя; во-вторых, он поддерживает рабочую температуру двигателя там, где он работает наиболее эффективно; и, наконец, он максимально быстро доводит двигатель до нужной рабочей температуры.

Система охлаждения состоит из шести основных частей: двигателя, радиатора, водяного насоса, охлаждающего вентилятора, шлангов и термостата. В процессе сгорания часть энергии топлива превращается в тепло. Это тепло передается охлаждающей жидкости, которая циркулирует в двигателе с помощью водяного насоса.Шланги несут горячую охлаждающую жидкость к радиатору, где тепло передается воздуху, который протягивается мимо двигателя охлаждающим вентилятором. Затем охлаждающая жидкость возвращается к водяному насосу и рециркулирует.

Когда двигатель холодный, например, первым делом утром, двигатель работает немного иначе. Для максимальной эффективности двигатель разработан с возможностью быстрого прогрева. Как только двигатель достигает нужной рабочей температуры, он рассчитывается на поддержание стабильной температуры, что и является целью термостата.Термостат похож на клапан, который открывается и закрывается в зависимости от температуры. Термостат изолирует двигатель от радиатора до тех пор, пока он не достигнет определенной минимальной температуры. Без термостата двигатель всегда будет отдавать тепло радиатору, и ему потребуется больше времени для прогрева. Как только двигатель достигнет желаемой рабочей температуры, термостат регулирует поток в радиатор для поддержания стабильной температуры.

Иногда охлаждающая жидкость настолько горячая, что термостат полностью открывается, что делает двигатель полностью зависимым от радиатора для поддержания стабильной температуры.Пока через радиатор проходит достаточно воздуха, двигатель остается холодным. Если по какой-либо причине расход воздуха будет слишком низким, радиатор не справится со своей работой и двигатель может перегреться. В этот момент, если скорость потока охлаждающей жидкости увеличивается, двигатель будет передавать охлаждающей жидкости больше тепла, что усугубит ситуацию. Ограничение потока термостата способствует увеличению давления в системе охлаждения, что затрудняет закипание охлаждающей жидкости в водяном насосе. Однако это мало помогает радиатору охладить двигатель.

Принципы охлаждения двигателя

Принципы охлаждения двигателя

Из второго закона термодинамики мы знаем, что тепло всегда переходит от горячего к холодному. Эти принципы используются в автомобильной системе охлаждения, чтобы все работало должным образом. Система охлаждения автомобиля обеспечивает передачу тепла от горячих частей двигателя к окружающему воздуху. Это может быть достигнуто посредством группы частей, работающих вместе для циркуляции охлаждающей жидкости в герметичной системе, чтобы отводить тепло от этих частей двигателя.Затем тепло может отдаваться наружному воздуху или воздуху, поступающему в салон, для обеспечения комфорта.

Производители используют различные конфигурации систем охлаждения, но основная концепция заключается в передаче чрезмерного тепла от более горячей к более холодной среде или материалам. Независимо от деталей, используемых производителем, работа одинакова. Вы можете подумать, что если охлаждение двигателя хорошее, значит, чем больше, тем лучше. Но это не тот случай. Двигатели имеют идеальную рабочую температуру где-то около 200 ° F (93 ° C), плюс-минус 20 ° F (11 ° C), в зависимости от марки автомобиля.Цель системы охлаждения — дать двигателю возможность как можно быстрее прогреться до оптимальной температуры, а затем передать любую избыточную тепловую энергию в атмосферу, тем самым поддерживая эту идеальную температуру.

РИСУНОК 46-3

Цилиндр двигателя Volkswagen с воздушным охлаждением. Обратите внимание на ребра охлаждения вокруг цилиндра.

Большинство автомобильных двигателей имеют жидкостное охлаждение, хотя некоторые производители используют двигатели с воздушным охлаждением. В системе с жидкостным охлаждением используется охлаждающая жидкость, жидкость, содержащая специальные антифризы и антикоррозионные химикаты, смешанные с водой.В общем, водяной насос заставляет охлаждающую жидкость течь через каналы в двигателе, собирая тепло по пути, а затем через радиатор охлаждения, где она отдает это тепло. Радиатор принимает горячую охлаждающую жидкость от двигателя и снижает ее температуру. Когда воздух проходит через радиатор, тепловая энергия передается от хладагента к окружающему воздуху. Охлаждающая жидкость с более низкой температурой возвращается в двигатель, чтобы поглотить больше тепловой энергии и продолжить цикл.

Циркуляция охлаждающей жидкости регулируется термостатом.Он открывает и закрывает поток охлаждающей жидкости от двигателя к радиатору. Когда двигатель холодный, охлаждающая жидкость циркулирует только через двигатель (и сердечник нагревателя). Когда двигатель прогревается, термостат открывается и позволяет охлаждающей жидкости двигателя течь через радиатор.

В некоторых новых автомобилях используется система аккумулирования тепла охлаждающей жидкости (CHSS). В этой системе используется контейнер с вакуумной изоляцией, похожий на термос. Контейнер для хранения содержит некоторое количество горячей охлаждающей жидкости и поддерживает температуру до трех дней при остановленном двигателе. Когда автомобиль запускается в следующий раз, небольшой электрический водяной насос предварительно нагревает двигатель за счет циркуляции этой горячей охлаждающей жидкости через двигатель, что значительно снижает выбросы углеводородных выхлопных газов во время запуска и прогрева.

Воздушное охлаждение обычно применяется в небольших двигателях внутреннего сгорания. В большинстве двигателей используются ребра охлаждения. Их конструкция обеспечивает максимально большую открытую поверхность, что позволяет большему количеству тепловой энергии излучаться и уноситься конвекционными потоками в воздухе. Во многих небольших двигателях также используется вентилятор для направления воздуха через ребра охлаждения и над ними, что увеличивает охлаждающую способность.Двигатели с воздушным охлаждением перестали использоваться в пассажирских транспортных средствах, поскольку их труднее поддерживать при стабильной температуре, что увеличивает выбросы двигателя. Рис. 46-3.

Объяснение систем охлаждения двигателя

| Discover Boating

Наш последний конкурс состоял из выбора порядка действий для проверки при поиске и устранении неисправностей в двигателе с «сырой водой» охлаждения. Некоторые из наших зрителей попросили меня объяснить, что такое система сырой воды и как она работает.Под сырой водой понимается вода, в которой плавает лодка. Не имеет значения, соленая она или пресная, обе используются для охлаждения двигателя. Процесс начинается с забора воды в двигатель через штуцер забортного клапана и прокачки ее через водяную рубашку двигателя и отверстия с помощью механического водяного насоса. В системе с неочищенной водой вода всасывается через забортный клапан водяным насосом. Вода проходит через двигатель и напрямую выходит из выхлопной трубы. Эта более прохладная вода поглощает тепло от двигателя, чтобы помочь ему остыть.В большинстве новейших судовых двигателей используется закрытая система охлаждения. Это означает, что в верхней части двигателя есть небольшой резервуар, в котором используется смесь пресной воды и охлаждающей жидкости. Эта пресная вода циркулирует через двигатель и через теплообменник. Пресная вода в этой системе поглощает тепло двигателя. Сырая вода по-прежнему всасывается через забортный клапан, но течет только через рубашку теплообменника. Эта более холодная неочищенная вода поглощает тепло от пресной воды через рубашку теплообменника и затем откачивается через выхлоп.

Преимущества закрытой системы по сравнению с системой сырой воды огромны, особенно если вы работаете в соленой воде. Соленая вода имеет тенденцию к образованию коррозионных отложений, когда двигатель работает при температуре выше 140 °. В системе неочищенной воды эта накипь накапливается внутри водяной рубашки и портов двигателя. Когда накипь достигает точки, в которой поток воды ограничивается, двигатель начинает перегреваться. На этом этапе вы, вероятно, собираетесь заменить двигатель.

В закрытой системе вода, протекающая через водяную рубашку и отверстия двигателя, представляет собой пресную воду и охлаждающую жидкость.Единственная часть, через которую проходит сырая вода, — это теплообменник. Однако происходит такое же масштабирование. Когда поток воды ограничен и двигатель начинает перегреваться, вы можете «вскипятить кислоту» из теплообменника и продолжить его использование. В худшем случае вам придется заменить теплообменник. Это будет намного дешевле, чем замена двигателя.

Другими компонентами системы охлаждения, будь то неочищенная вода или закрытая, являются забортный клапан, морской фильтр, шланги и зажимы, ремни и рабочее колесо водяного насоса.

Забортный клапан — это проходное через корпус устройство, которое позволяет воде попадать в корпус снаружи. У этого устройства есть ручка, которая позволяет перекрыть поток воды, если у вас есть проблема, например, ослабленный хомут или треснувший шланг. Вам следует ежемесячно проверять запорные устройства забортных клапанов, чтобы убедиться в их работоспособности. В качестве дополнительной меры безопасности вы должны иметь мягкую коническую деревянную заглушку (называемую заглушкой) размером с забортный клапан, привязанную к забортному клапану. В случае, если шланг частичен, и вы не можете задействовать запор, вы можете вставить пробку в забортный клапан, чтобы остановить поток воды.

Следующей частью системы охлаждения двигателя является морской фильтр. Это устройство, через которое протекает неочищенная вода, предназначенное для фильтрации мусора, песка, листьев и т. Д. До того, как она попадет в двигатель. Это устройство работает как скиммер для бассейна. Существует несколько видов сетчатых фильтров, но все они имеют съемный фильтр или сетку, которые необходимо регулярно проверять, чистить или заменять.

Шланги, зажимы и ремни жизненно важны для системы охлаждения, и их также следует периодически проверять.Каждый раз при проверке масла, что следует делать перед каждым запуском, необходимо визуально проверять шланги, зажимы и ремни на предмет износа. Все шланги, находящиеся ниже ватерлинии, должны иметь двойной зажим. Это поможет предотвратить попадание воды в трюм в случае выхода из строя одного из зажимов. Если вы обнаружите заржавевший хомут, защемленный или потрескавшийся шланг или ремень, их следует немедленно заменить. Обязательно заменяйте шланги с такими же требованиями к диаметру, длине и температуре, которые предлагает производитель.

Насос сырой воды, который приводится в движение ремнем двигателя, содержит крыльчатку, которая приводит в действие насос. Обычно достаточно легко получить доступ к крыльчатке, чтобы проверить или заменить ее.

В замкнутую систему следует добавить коммерческую охлаждающую жидкость (антифриз). Это предотвратит замерзание пресной воды и повреждение двигателя в холодном климате, а также поможет предотвратить образование коррозии в системе пресной воды. Обычно вы используете охлаждающую жидкость и пресную воду в соотношении 50/50.В более холодном климате вы можете увеличить процент охлаждающей жидкости.

Таким образом, прямая система неочищенной воды обеспечивает циркуляцию воды через водяную рубашку двигателя, которая протекает через блок, головку, коллектор и т. Д. Эта вода поглощает тепло от двигателя и выходит за борт.

Закрытая система обеспечивает циркуляцию пресной воды и охлаждающей жидкости через водяную рубашку двигателя и через теплообменник. Эта пресная вода поглощает тепло двигателя.

No related posts.