Система охлаждения

 

 

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 .

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.

 

РАЗДЕЛ 1

1. Организация рабочего места.

    Рабочее место — закрепленное за данным рабочим или бригадой место, часть производственной площади цеха или участка со всем необходимым оборудованием, инструментами, приспособлениями, материалами и принадлежностями, которые рабочий или бригада применяет для осуществления производственного задания.

    Организация рабочего места разборщика — правильная расстановка оборудования, оптимальное расположение инструмента на рабочем месте, постоянное обеспечение его объектами разборки, механизация и оснащение специальными приспособлениями и устройствами.

    Планировка — основной элемент организации рабочего места. Под планировкой понимается расположение его относительно других рабочих мест, относительно оборудования, приспособлений, инструментов, местоположения рабочего.

    При организации рабочего места обязательно следует применять основные достижения научной организации труда (НОТ).

    При планировке рабочего места обязательны зоны досягаемости рук в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Существует правило определения этих зон:

• оптимальная зона (наиболее удобная) определяется полудугой радиусом примерно 400 мм для каждой руки;
• максимальная зона досягаемости составляет 500 мм без наклона корпуса и 650 мм с наклоном корпуса не более 30° для рабочего среднего роста.
• Расположение предметов дальше указанных пределов неминуемо приведет к дополнительным, а следовательно, лишним движениям, т. е. вызовет ненужную затрату рабочего времени, ускорит утомляемость работающего и снизит производительность труда. Оптимальной зоной досягаемости рук в вертикальной плоскости является зона от уровня плеча до пояса.
• Расстояния от тары и от оборудования до рабочего должны быть такими, чтобы рабочий мог использовать преимущественно движение
• рук, т.е. при этом не наклоняться сильно, не приседать, не тянуться высоко.
• Существуют следующие требования при организации рабочего места:
• на посты разборки ремонтный фонд должен поступать тщательно вымытый и очищенный;
• рабочее место должно предусматривать максимальную экономию движений рабочего, что должно быть заложено в конструкцию оборудования (высота конвейера, стенда), взаимное расположение рабочих мест и т.д.;
• рабочее место должно быть оснащено средствами механизации основных и вспомогательных работ, необходимой документацией, местом для инструмента, специализированной тарой;
• на рабочем месте должно находиться только то, что требуется для осуществления данного задания;
• приспособления и инструменты должны бытъ расположены на расстоянии вытянутой руки, причем их следует разложить в строгой последовательности их использования, а не разбрасывать и не накладывать друг на друга;
• все, что берется левой рукой, должно быть расположено слева, а все, что берется правой, — справа. Все, что берется обеими руками, должно находиться впереди;
• режущие инструменты следует укладывать на деревянные подставки так, чтобы они были предохранены от повреждений;
• чертежи, инструкции и другую документацию следует помещать для удобства пользования на видном месте;
• во время работы рабочий должен в течение всего рабочего дня полностью использовать все рабочее время, не отвлекаясь от работы;
• использовать приспособления и инструмент только по его назначению и предохранять его от повреждений и загрязнения;
• строго соблюдать правила техники безопасности;
• по окончании работы рабочий обязан привести в порядок свое рабочее место, а также прилегающую к нему площадь, инструменты и приспособления, применявшиеся при работе.
2. Инструменты и приспособления для ремонта системы охлаждения.

   Инструмент и приспособления. Посты технического обслуживания в зависимости от назначения оборудуют необходимым комплектом приспособлений и инструментом.

   Для выполнения разборно-сборочных и крепежных работ используют комплекты слесарно-монтажных инструментов, динамометрические ключи и съемники.

      В комплект  слесарно-монтажного инструмента  входят:

•  гаечные двусторонние ключи;
• торцовые сменные головки;
• разводной ключ;
• гаечные накидные двусторонние ключи;
• слесарный молоток;
• бородок;
• пассатижи;
• отвертки;
• коловорот;
• специальные ключи (для шпилек, свечей зажигания и др.).

   При сборке ответственных резьбовых соединений (крепление головки блока цилиндров, шатунных крышек и т. п.)

3. Строение системы охлаждения: назначения, строение, принцип работы.

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. 1.1 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.1.2. 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.1.2) 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. 1.2) 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.

Во время работы двигателя жидкость циркулирует в системе охлаждения двигателя под действием центробежного жидкостного насоса 5 охлаждающей жидкости. Распределением потока жидкости управляет термостат. Пока двигатель не прогрет, жидкость циркулирует по малому кругу - фактически в пределах рубашки охлаждения головки и блока цилиндров. По мере прогрева двигателя клапан термостата открывается, и часть жидкости, а затем и весь ее поток направляется в радиатор (большой круг циркуляции), где охлаждается потоком набегающего воздуха и вентилятором. Крыльчатка вентилятора на некоторых двигателях приводится во вращение ременной передачей от шкива коленчатого вала. Более современная конструкция – электрический вентилятор системы охлаждения, работающий от бортовой электросети автомобиля и управляемый термодатчиком, установленным в бачке радиатора.

Система охлаждения двигателя конструктивно объединена с системой отопления пассажирского салона автомобиля. Нагретая жидкость поступает в радиатор отопителя из рубашки охлаждения головки блока цилиндров по верхнему трубопроводу, а отводится по нижнему трубопроводу к насосу охлаждающей жидкости. Проходя через радиатор отопителя самотеком (при движении автомобиля) или под действием включенного вентилятора , холодный наружный воздух нагревается и создает комфортную температуру в салоне автомобиля. Поток жидкости через радиатор отопителя регулируется или перекрывается краном отопителя 9, управляемым с места водителя.

Для создания принудительной циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения служит жидкостный насос центробежного типа (рис. 1.3). Расположен насос в передней части блока цилиндров и приводится в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Он состоит из корпуса 1, крыльчатки 9 и крышки 6 подшипников, соединенных между собой через прокладку. В насосах, как правило, применяются специальные двухрядные подшипники, внутренним «кольцом» которых служит сам валик. Однако, для «Жигулей» в запасные части поставлялись и крышки 2102 – 1807020, в которых применялись два обычных подшипника 203, в отличие от «родной» крышки.

Рис. 1.3 Продольный разрез жидкостного насоса ВАЗ – 2106: 1 – корпус; 2 – подшипник; 3 – шкив; 4 – ступица шкива; 5 – стопорный винт подшипника; 6 – крышка; 7 – валик; 8 – сальник; 9 – крыльчатка.

На автомобиле ВАЗ – 2108 крышка превратилась в корпус, который крепится непосредственно к блоку цилиндров – см. рис. 1.4.

Здесь, в отличие от заднеприводных моделей ВАЗ, привод на жидкостный насос идет через зубчатый ремень. Его проскальзывание относительно зубчатых шкивов совершенно недопустимо. При этом, лишаясь самого ремня (срезаются зубцы), одновременно нарушаются фазы газораспределения. Беда не в том, что их потребуется вновь устанавливать, а в том, что «сбой» фаз приводит к «встрече» клапанов с поршнями. Погнутые клапаны и разбитые направляющие втулки – это повод для серьезного и дорогого ремонта. Поэтому важно добиться правильного натяжения зубчатого ремня.

Рис. 1.4. Насос охлаждающей жидкости ВАЗ – 2108: 1 – крыльчатка; 5 – стопорный винт; 2 – корпус; 6 – наружное кольцо подшипника; 3 – сальник; 7 – зубчатый шкив. 4 – валик;

Пластмассовая крыльчатка 9 (рис. 1.3) крепится на заднем конце вала 5при помощи ступицы. Пи вращении крыльчатки жидкость из подводящего патрубка поступает к ее центру, затем захватывается лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса 1 насоса, а оттуда через полые приливы подается в рубашку охлаждения двигателя.

Герметичность вращающихся деталей, расположенных в корпусе насоса, обеспечивается самоуплотняющимся сальником, установленным в крыльчатке. Он состоит (рис. 1.5) из графитового кольца 4, резиновой манжеты 2 и пружины 3, прижимающей кольцо к торцу корпуса подшипников.