Система охлаждения двигателя

В современных двигателях только 25-45 % теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, превращается в полезную работу. Остальная теплота уносится с выхлопными газами, охлаждающей жидкостью, воздухом, обтекающим двигатель, затрачивается на преодоление сил трения в двигателе и т.д.

Сгорание топлива в двигателе происходит при очень высокой температуре – 1800-2800 К, и без принудительного охлаждения практически все детали двигателя работать не могут. Так, например, алюминиевый поршень расплавился бы уже при температуре около 600 градусов С, а смазывающее масло вспыхивает при температуре порядка 200-250 градусов.

Поэтому для поддержания нормальной температуры деталей и смазки поверхности деталей нужно интенсивно охлаждать. Охлаждение должно быть строго дозированным, так как нельзя допускать недоохлаждения, так и переохлаждения двигателя. В первом случае происходит закоксовывание масла с отложением нагара, ухудшается работа карбюратора, свечей зажигания, во втором – плохое испарение топлива, повышение вязкости масла, сопровождающееся увеличением затрат на трение и т. д.

Установлено, что оптимальная температура деталей двигателя лежит в пределах 85-95 градусов С и должна поддерживаться в этом диапазоне независимо от режима работы двигателя и температуры окружающей среды. Для обеспечения данного условия служит система охлаждения.

Системы охлаждения разделяют на два класса:

• воздушные,
• жидкостные.

Воздушные системы

В воздушных системах все поверхности двигателя стараются снабдить рёбрами, то есть увеличить поверхность отвода теплоты, и устанавливают мощные вентиляторы для обдува. К достоинствам таких систем следует отнести их простоту, высокую надёжность работы, к недостаткам – большую мощность, затрачиваемую на привод вентилятора, быстрое остывание двигателя в холодную погоду и затруднённый при этом повторный пуск, невозможность прогрева двигателя за счёт подачи в него горячей охлаждающей жидкости.

Жидкостные системы

В жидкостных системах в двигателе создаются полости, через которые с помощью насоса прокачивается охлаждающая жидкость, которая отдаёт теплоту во внешнюю среду с помощью радиатора, имеющего большую поверхность. К преимуществам таких систем следует отнести их высокую инерционность, позволяющую длительное время поддерживать нормальную температуру двигателя в выключенном состоянии, возможность подогрева двигателя в холодное время года. Недостатки – сложность системы, её высокая стоимость, возможность размораживания двигателя и его порчи при ошибках в эксплуатации в холодное время года.

Охлаждающие жидкости

В качестве рабочих охлаждающих жидкостей применяют обычную (желательно дистиллированную)воду и смесь воды с этиленгликолем. Применяют 40 и 65-процентную смеси. Процент содержания этиленгликоля соответствует минимальной отрицательной температурезамерзания смеси. Но даже при замерзании этой смеси превращаются не в лёд, а в густую массу, которая не вызывает разрыва блока цилиндров или радиатора.

Принцип работы системы

Принципиальная схема системы жидкостного охлаждения
1.Радиатор печки. 2.Кран печки. 3.Насос. 4.Термостат. 5.Блок цилиндров. 6.Головка блока. 7.Радиатор. 8.Пробка радиатора. 9.Расширительный бачок. 10.Вентилятор. 11.Сливной кран. 12.Датчик температуры управления приводом электрического вентилятора (при наличии его). 13.Датчик температуры охлаждающей жидкости. 14.Кран слива жидкости из блока цилиндров.

Привод насоса (3) всегда осуществляется через ременную передачу от коленчатого вала двигателя, а привод вентилятора (10) – от коленчатого вала двигателя или отдельного электродвигателя.

Система работает следующим образом.

При запуске холодного двигателя температура охлаждающей жидкости и соответственно термостата – низкая. В этом случае термостат за счёт положения своих исполнительных элементов перекрывает патрубки, соединяющие его с радиатором (7), и насос (3) перекачивает жидкость по так называемому малому кругу. То есть жидкость подаётся только в блок цилиндров, головку блока и радиатор печки. При прогреве жидкости от теплоты двигателя на определённую величину, т. е. около 70-95 градусов С, исполнительные элементы термостата перемещаются, и жидкость начинает циркулировать по так называемому большому кругу. То есть из головки блока она сначала попадает в верхнюю часть радиатора, проходит через него, охлаждается, а затем поступает к насосу.

Источники информации

Болштянский А. П., Зензин Ю. А., Щерба В. Е. Основы конструкции автомобиля. – М.: Легион – Автодата, 2005. С. 53-54. ISBN 5-88850-211-1

---