Анализ системы охлаждения двигателя ВАЗ-2106

ВВЕДЕНИЕ

При сгорании топлива, когда двигатель работает с полностью открытой заслонкой, максимальная температура сгорающих газов может достигать величины 1500 – 2000°С. Расширение газов во время рабочего хода существенно понижает их температуру, но во время такта выпуска температура все еще может находиться вблизи 800°С (см. рис. 1).

Все детали двигателя, с которыми вступают в контакт

эти нагретые газы, поглощают теплоту этих газов, пропорционально их температуре, площади и продолжительности контакта, в результате чего температура деталей двигателя повышается. Температура отработавших газов выше температуры красного каления и выше температуры плавления такого металла, как алюминий. Если не предпринимать меры для снижения температуры деталей двигателя, некоторые или многие из нижеперечисленных деталей могут быть серьезно повреждены:

стенки камеры сгорания, головка поршня, верхний торец цилиндра и область выпускного клапана подвергаются воздействию наиболее горячих газов и нагреваются до самых высоких температур. Термическое расширение этих деталей может привести к отклонению от правильной формы, что приведет к утечкам, прогоранию клапанов и появлению трещин в блоке и головке цилиндров.

пленка масла, которая должна смазывать поршень и стенки цилиндра, может сгореть или обуглиться, в результате чего может возникнуть ускоренный износ и даже деформация поршня.

в результате нагрева свежей порции подаваемой в цилиндр горючей смеси, из-за уменьшения его плотности, может уменьшиться выходная мощность, увеличивается вероятность детонационного сгорания.

некоторые части поверхности камеры сгорания могут нагреться до такой степени, что будут зажигать свежую порцию рабочей смеси до появления искры; это называется преждевременным воспламенением и может привести к серьезному повреждению двигателя.

Кроме этого, важно не переохлаждать двигатель, иначе могут возникнуть другие проблемы:

теплота необходима для испарения топлива внутри цилиндра во время такта сжатия. Не испаренное топливо будет осаждаться на холодных стенках цилиндра и в местах своего оседания оно будет растворять смазочное масло и уничтожать его смазывающие свойства.

образующийся при сгорании водяной пар будет конденсироваться на холодных стенках цилиндра, образуя грязь вместе со смазочным маслом и вызывая коррозию деталей двигателя. При этом скорость износа у холодного двигателя значительно больше, чем у горячего.

Опыт показывает, что температура головки цилиндров должна поддерживаться немного ниже 200 – 250С, поскольку перегрева также следует избегать.

Поэтому для поддержания нормального теплового режима работы узлов и механизмов необходимо непрерывно отводить теплоту от взаимодействующих деталей, не допуская их перегрева.

Следует поддерживать тепловой режим двигателя в пределах 85 – 95о С независимо от его нагрузки и температуры окружающей среды.

На современных поршневых двигателях применяют жидкостное или воздушное охлаждение.

Для обеспечения эффективной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:

· кривошипно-шатунный механизм;

· систему смазки;

· газораспределительный механизм;

· систему питания;

· систему охлаждения;

· систему зажигания.

На современных автомобильных двигателях в полезную работу превращается лишь 23 - 40% теплоты, выделяющейся в цилиндрах двигателя, остальная теплота уноситься отработавшими газами, с охлаждающей жидкостью или воздухом и затрачивается на трение, рассеивание в окружающую среду внешними поверхностями двигателя и др.

1. УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Система охлаждения предназначена для отвода тепла от механизмов и деталей двигателя, а также для поддержания нормального теплового режима двигателя. На автомобильных двигателях наибольшее распространение получили жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Такие системы более эффективны в работе и вместе с пусковыми устройствами обеспечивают легкий пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха и создают меньший шум при его работе.

В жидкостной системе охлаждения поверхности блока и головки цилиндров заключены в клетку или охлаждающую рубашку (контур), при наличии пространства между цилиндрами, в котором может циркулировать соответствующая жидкость. В качестве жидкости обычно используется вода или ее этиленгликолевые смеси – антифризы.

Наиболее широкое распространение получили всесезонные жидкости, замерзающие при низкой температуре – Тосол-А40М и Тосол-А65М, в зависимости от климатических условий. Эти жидкости обладают антикоррозийными, антивспенивающими свойствами и растворяют накипь, что является важным свойством для эксплуатации автомобилей. Они имеют высокий коэффициент теплового расширения.

Указанные жидкости голубого цвета без запаха – ядовиты, и поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при обращении с ними во избежание ожогов кожи и разъедания одежды. При попадании даже небольшого количества такой жидкости в организм человека может произойти тяжелое отравление.

Рис. 2 Система охлаждения ВАЗ-2106: 1 – трубка отвода жидкости от радиатора отопителя к жидкостному насосу; 2 – шланг отвода горячей жидкости из головки цилиндров в радиатор отопителя; 3 – перепускной шланг термостата; 4 – выпускной патрубок рубашки охлаждения; 5 – подводящий шланг радиатора; 6 – расширительный бачок; 7 – рубашка охлаждения; 8 – пробка радиатора; 9 – радиатор; 10 – кожух вентилятора; 11 – вентилятор с электроприводом; 12 – резиновая опора радиатора; 13 – шкив привода жидкостного насоса; 14 – отводящий шланг радиатора; 15 – ремень привода насоса; 16 – жидкостный насос; 17 – шланг подачи жидкости в насос; 18 – термостат.

Рис.3. Принципиальная схема системы охлаждения: 1 – радиатор; 14 – поршень; 2 – крышка; 15 – сливной краник; 3 – вентилятор; 16 – нижний бачок радиатора; 4 – термостат; 5 – жидкостный насос; 6 – расширительный бачок; 7 – головка цилиндров; 8 – трубопровод к отопителю; 9 – указатель температуры жидкости; 10 – вентилятор отопителя; 11 – радиатор отопителя; 12 – рубашка охлаждения головки цилиндров; 13 - рубашка охлаждения блока цилиндров.

Система охлаждения состоит (рис.3) из:

- рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров;

- центробежного насоса;

- термостата;

- радиатора с расширительным бачком;

- вентилятора;

соединительных патрубков и шлангов.

Систему охлаждения заполняют жидкостью через расширительный бачок 6 (рис. 3) или горловину радиатора. В крышке радиатора или бачка выполнен паровоздушный клапан, который поддерживает повышенное давление в системе охлаждения при работе двигателя, повышая тем самым температуру Тосола. По мере остывания остановленного двигателя клапан постепенно снижает давление, предотвращая разрыв радиатора и расширительного бачка. Для слива жидкости служат отверстия в нижней части радиатора и блоке цилиндров, закрытые резьбовыми пробками или снабженные краниками 15.

 Скачать реферат