Что такое водяная рубашка двигателя

Конструкция системы охлаждения двигателя ЗМЗ-40524

Система охлаждения ЗМЗ-40524 — жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости

Система охлаждения двигателя состоит из рубашек охлаждения блока цилиндров 6 и головки цилиндров 1, водяного насоса 5 с электромагнитной муфтой, термостата 2, сливной пробки 7, датчика температуры охлаждающей жидкости системы управления 3.

Циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается центробежным водяным насосом, приводимым от коленчатого вала.

Насос подает жидкость в рубашку охлаждения б блока цилиндров, откуда жидкость поступает в рубашку 1 головки цилиндров и далее в корпус термостата 2.

Термостат 2 автоматически регулирует подачу охлаждающей жидкости в радиатор в зависимости от её температуры.

Через штуцер крышки термостата в расширительный бачок отводится воздух при заполнении системы и возникающий в системе охлаждения пар.

Слив охлаждающей жидкости из двигателя осуществляется через отверстие на левой стороне блока цилиндров, закрытое пробкой 7.

Оптимальный температурный режим охлаждающей жидкости с точки зрения минимума износов и расхода топлива лежит в пределах плюс 80-90°С.

Контроль температурного режима двигателя осуществляется по указателю температуры и сигнализатору перегрева (контрольная лампа), находящихся в составе комбинации приборов автомобиля.

Указатель температуры охлаждающей жидкости управляется сигналом, формируемым блоком управления на основании информации от датчика температуры 3, размещенного в корпусе термостата.

В комбинации приборов автомобиля, с указателя температуры охлаждающей жидкости снимается информация о текущей температуре двигателя, и в случае превышения предельно-допустимого значения 105°C, производится зажигание лампы сигнализатора перегрева охлаждающей жидкости.

Цвет индикации сигнализатора — красный.

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.

Насос охлаждающей жидкости

Для разборки насоса: — отсоедините корпус насоса от крышки; — закрепите крышку в тисках, используя прокладки, и снимите крыльчатку валика съёмником А.40026; — снимите ступицу шкива вентилятора с валика при помощи съёмника А.40005/1/5; — выверните стопорный винт и выньте подшипник с валиком насоса; — удалите сальник из крышки корпуса.

Проверьте осевой зазор в подшипнике (не должен превышать 0,13 мм при нагрузке 49Н (5 кгс)), особенно если отмечался значительный шум насоса. При необходимости подшипник замените. Сальник насоса и прокладку между насосом и блоком цилиндров при ремонте рекомендуется заменять. Осмотрите корпус и крышку насоса деформации или трещины не допускаются

Сборка насоса: — установите оправкой сальник, не допуская перекоса, в крышку корпуса; — запрессуйте подшипник с валиком в крышку так, чтобы гнездо стопорного винта совпало с отверстием в крышке корпус насоса; — заверните стопорный винт подшипника и зачеканьте контуры гнезда, чтобы винт не ослабевал; — напрессуйте с помощью приспособления А.60430 на валик ступицу шкива, выдержав размер 84,4+0,1 мм. Если ступица из металлокерамики, то после снятия напрессовывать только новую; — напрессуйте крыльчатку на валик с помощью приспособления А.60430, обеспечивающего технологически зазор между лопаткам крыльчатки и корпусом насоса 0,9-1,3 мм; — соберите корпус насоса с крышкой, установите между ними прокладку.

Работа системы в зимнее время

При ночном снижении температуры ниже 0 ̊ С и использовании в охлаждающих системах воды после остановки двигателя по окончании работ производят слив жидкости из радиатора и блока, открывая соответствующие сливные краны, дабы избежать размораживания узлов и деталей, участвующих в охлаждении. Обычно эта техническая процедура регламентируется отдельным приказом по предприятию с утверждением даты начала действия и ответственных исполнительных лиц.

При работе в холодное время, для облегчения пуска двигателя практикуют подогрев охлаждающей жидкости непосредственно в блоке дизеля или отдельно перед заливом в систему. Подогреватель жидкости в системе охлаждения двигателя Д 240 устанавливается с левой стороны трактора вместо заглушки на блоке над стартером на три болта. В моторах Д 240Л это отверстие в блоке используют для соединения охлаждения пускового двигателя ПД 10 с системой охлаждения дизеля. Подогреватель запитывается от общей сети электроснабжения 220 В.

Капот трактора оборудуют утепляющим кожухом для уменьшения контакта с окружающей средой и сохранения теплового баланса двигателя. Рабочую температуру регулируют положением шторки радиатора исходя из режима работы и температуры атмосферного воздуха.

Дополнительно открытием подводящего крана открывают поток нагретой двигателем жидкости в теплообменник печки, обогревающей кабину трактора.

Закипание охлаждающей жидкости свидетельствует либо о плохом качестве или недостаточном уровне смеси, либо о серьезных неполадках в системе охлаждения. Они могут спровоцировать ряд неприятных последствий, в том числе опасных для нормальной работы авто:

• перегрев элементов двигателя или системы охлаждения, влекущий за собой выход их из строя;
• исчезновение антифриза из бачка: он может полностью выкипеть, результатом чего станет некорректная работа всей системы.

Ремонт автомобиля может повлечь за собой серьезные расходы. Если не разобраться с причиной выкипания антифриза, понадобится постоянно закупать новую жидкость, а в случае перегрева скорая поломка практически неминуема. Так что, если Вы обнаружили, что жидкость в расширительном бачке нетипичным образом булькает, а ее уровень снижается, постарайтесь принять меры как можно скорее.

Вентиляторы для системы охлаждения

Вентиляторы различаются по многим параметрам, включая материал, из которого они состоят, и способ их изготовления или сборки, по диаметру, количеству лопастей, длине лопасти, шагу лопасти и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, например, вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Формованные вентиляторы являются наиболее распространенными и интенсивно используются как на дорогах, так и вне дорог. Они изготавливаются из пластика или нейлона и имеют цельный дизайн.

Модульные вентиляторы обычно используются в условиях бездорожья и обеспечивают значительную гибкость конструкции. При этом в одной и той же втулке могут использоваться различные длины лезвий, их шаг, конфигурации и материалы для оптимизации производительности. Различные варианты ступиц увеличивают их пригодность для многих применений.

Металлические вентиляторы используются в внедорожных транспортных средствах, а также в транспортных средствах, предназначенных для дорог. Прочные и относительно легкие, они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом точных требований к воздушному потоку, размеру, длине лопасти, ширине лопасти, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону скоростей передаточного числа вентилятора и другим факторам.

Как сделать капитальную очистку?

Если каналы покрыты изнутри толстым слоем налета, мягкая промывка системы охлаждения двигателя ощутимого результата не даст. В подобных случаях используется двухкомпонентное сильнодействующее средство и вода для промежуточной очистки. Технология применения выглядит следующим образом:

1. Опорожните охладительный контур. Остатки тосола из печки удаляются путем выдувания через один из патрубков.
2. Нагрейте нужный объем дистиллята, залейте в мотор и добавьте компонент №1. Запустите двигатель и прогрейте до рабочей температуры, дайте поработать в течение нескольких минут (период промывания указан на упаковке).
3. Слейте загрязненный раствор, повторно заполните систему водой и прогрейте силовой агрегат.
4. Снова удалите воду и залейте флакон №2 плюс дистиллят. Повторите операцию промывки и опорожните систему.
5. Сделайте еще одну промывку дистиллированной водой, дабы вывести из радиаторов и двигателя остатки накипи. Заполните контур свежим антифризом.

Предупреждение! Прочищая каналы агрегатов сильнодействующей химией, будьте готовы к протечке теплообменников. Реагент вскроет затянутые грязью микротрещины, сквозь которые станет просачиваться тосол.

Промыть радиатор, двигатель и патрубки можно лимонной кислотой либо уксусной эссенцией. К объему 10 литров добавляется не более 100 грамм пищевой «лимонки» или литровый флакон «Белизны». Надо понимать, что подобные растворы довольно агрессивны и тоже способны вызвать течь теплообменников.

Технология очистки аналогична – сливается старый антифриз, делается промывка кислотой и дистиллятом. Разница в сравнении с заводским химикатом – слабая эффективность. Чтобы удалить сильный засор, потребуется несколько промывок, поэтому промежуточное использование дистиллированной воды становится бессмысленным.

Бывалые водители рекомендуют после прогрева мотора оставлять лимонную кислоту в двигателе на 1–2 часа. Цель – позволить химии взаимодействовать с накипью, пока жидкость не остыла. Если же решите чистить систему «Белизной» либо другим сильным средством, то сливайте ее сразу после обработки и быстро заполняйте агрегаты водой. Обязательно наденьте респиратор – пары хлора весьма едкие и вредны для здоровья.