Система охлаждения

Камский гуманитарно-технический  колледж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: Система  охлаждения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:_____________________

 

Проверил:_____________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Набережные Челны

СОДЕРЖАНИЕ 

 

Введение и постановка задачи      

1. Назначение и обзор  систем охлаждения

1.1. Устройство, работа  и конструктивные особенности  систем жидкостного охлаждения

1.2. Пусковой подогреватель

2. Конструктивные особенности  двигателя

2.1 Кривошипно-шатунный  механизм и механизм газораспределения

2.2 Система смазки

2.3 Система охлаждения

2.4 Система питания  и выпуска отработавших газов

10 Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Трудно поверить, что  всего восемь лет назад на дорогах не было «газелей». Сегодня эти лобастые труженицы стали неотъемлемой чертой городского пейзажа - рядовыми члена ми автомобильного стада. По отечественным меркам, возраст для модели, тем более грузовой, юный, еще не все детские болячки вылечены. А вот по мировым - зрелость, граничащая со старостью. Тут одной косметикой не отделаться, нужна, как минимум, пластическая операция - фейслифтинг. К счастью, законы мирового автопрома начинают работать и в России.

Измененная внешность  лишь часть модернизации – «Газели», начатой еще в 1998 год. Естественно, в рамках унификация все новое намечалось распространить и на «Соболь», который в ту пору существовал лишь в опытных образцах. На заводе был объявлен конкурс на лучший дизайн-проект: каждой из пяти образовавшихся групп предложили изготовить полноразмерный пластилиновый макет автомобиля. Точнее, пластилиновый «нос» к настоящим машинам, для чего в художественно-конструкторское бюро привезли несколько бортовых «газелей», фургон и даже «Соболь».

Задача непростая: сделать облик машины современным, придать ему черты фирменного «Газовского» стиля... и, по возможности, использовать уже существующие световые приборы. Однако вскоре стало ясно, что без новых фар не удастся заметно изменить внешний вид машины. И вот свершилось.

В общем из выше сказанного становится ясно ,что данный тип автомобилей занимает достойную нишу на рынке и в народном хозяйстве. Однако при всех достоинствах этого модельного ряда автомобилей марки ГАЗ есть и недостатки, которые заметно портят общее впечатление даже при применении новых дизайнерских и эргономических решений. Дело в том, что старый и проверенный карбюраторный двигатель относительно дешево стоит, прост в обслуживании и ремонте, а это зачастую имеет решающее значение при покупке машины на территории стран СНГ основному ареалу обитания «ГАЗелей». А с недостатками можно бороться. В данной работе я хочу предложить, вариант усовершенствования карбюраторного двигателя ЗМЗ-406 применяемого на автомобилях типа «Газель» обращая особое внимание на доработку  системы охлаждения автомобиля, а также рассмотреть системы охлаждения автомобилей других марок.

 

 

 

 

 

 

 
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЗОР СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ

Температура газов в  камере сгорания в момент воспламенения  смеси превышает 2700 К (2500°С). Такая  температура при отсутствии искусственного охлаждения привела бы к сильному нагреву дета лей двигателя и их разрушению, вообще нарушение теплового баланса влияет как износ двигателя, так и на экономичность ого работы в плане расхода ГСМ. Поэтому система охлаждение дви гателя является одной из основных систем автомобиля. Система охлаждения обеспечивает охлаждение деталей, соприкасающихся с горячими газами. Охлаждение может производиться водой, воздухом, а также маслом и топливом (охлаждение поршней, насос - форсунок). В зависимости от принятого способа охлаждения в данную группу входят различные устройства и механизмы для подвода охладителя к деталям и тепло – газообменники.

При воздушном охлаждении не требуются радиатор, водяной насос  и трубопроводы, отпадает опасность  «размораживания» двигателя зимой при заправке системы охлаждения водой. Поэтому, несмотря на повышенную затрату мощности, на приведение в действие вентилятора и затрудненный пуск при низкой температуре, воздушное, охлаждение применяют на легковом автомобиле ЗАЗ-968М «Запорожец» и ряде зарубежных автомобилей.

Жидкостная система  охлаждения заполняется водой или  антифризом (смесью воды с этиленгликолем), не замерзающим при температуре  до 233 К (—40°С).

При чрезмерном охлаждении двигателя увеличиваются потери тепла с охлаждаю щей жидкостью, не полностью испаряется и сгорает топливо, которое в жидком виде проникает в поддон картера и разжижает масло. Это приводит к снижению мощности и экономичности двигателя и быстрому износу деталей. При перегреве двигателя происходит разложение и коксование, масла, ускоряющие отложение нагара, вследствие чего ухудшается отвод тепла. Из-за расширения де талей уменьшаются температурные зазоры, увеличиваются трение и износ деталей, ухудшается наполнение цилиндров.

Температура охлаждающей жидкости при работе двигателя должна быть 360—375 К (85—100°С).

В автомобильных двигателях применяют принудительную (насосную) систему жидкостного охлаждения. Такая система включает рубашки охлаждения цилиндров и головок цилиндров, радиатор 13 (рис. 1), водяной насос 2, вентилятор 1, жалю зи 14, термостат 5, сливные краны 11 и 12, указатели температуры охлаждающей жидкости.

Жидкость, циркулирующая  в системе охлаждения, воспринимает тепло от стенок цилиндров и их головок и передает его через  радиатор окружающей среде. Иногда предусматривается направление потока циркулирующей жидкости через водораспределительную трубу или продольный канал с отверстиями в первую очередь к наиболее нагретым деталям (выпускные клапаны, свечи зажигания, стенки камеры сгорания).

Система охлаждения двигателя обычно используется для подогрева впускного трубопровода, охлаждения компрессора 3 и отопления кабины или пассажирского помещения кузова. Отопительная система состоит из радиатора 9, вентилятора, воздухораспределительных труб и рукояток управления.

В современных автомобильных  двигателях при меняют закрытые системы  жидкостного охлаждения, сообщающиеся с атмосферой через клапаны в  пробке радиатора. В такой системе  повышается температура кипения  воды, закипает вода реже и меньше испаряется.

Вентилятор — неотъемлемая часть системы охлаждения любого современного двигателя. При жидкостном охлаждении он просасывает воздух через радиатор, а при воздушном — подает этот самый воздух (здесь он выступает в роли охлаждающего тела) к нагретым частям мотора. И можно сказать, с момента появления вентиляторов инженеры решают, как сделать его привод оптимальным. Познакомимся с некоторыми результатами из усилий.

Простейшая конструкция привода  вентилятора хорошо известна – клиновым ремнем от шкива, установленного на носке коленчатого вала. Но простое не всегда означает самое лучшее. Вентилятор работает постоянно, а значит, постоянно шумит, потребляет мощность, и немалую (3–6% от мощности двигателя), и, главное, охлаждает двигатель независимо от его температурного режима. Именно большая потребляемая мощность побудила отказаться от ременного привода в пользу шестерен на тяжелых двигателях. Чтобы привод не испытывал больших нагрузок при резкой смене режимов работы мотора (не забудьте – вентилятор тоже своего рода маховик и момент инерции его отнюдь не мал), устанавливают фрикционные, гидравлические или упругие резиновые муфты (рис. 3).

Рис. 3. Привод вентилятора  с упругой муфтой: 1 – вентилятор; 2 – упругая муфта; 3 – шкив; 4 –  шестерня привода вентилятора.

 

Теперь о том, как заставить вентилятор работать таким образом, чтобы зря не остужать холодный двигатель, и интенсивно трудиться, когда мотору жарко. Одной из самых первых и простых систем регулирования была... замена вентилятора. В жаркое время года использовалась крыльчатка большей производительности, зимой – меньшей. Само собой, что регулирование осуществлялось очень грубо – вряд ли можно представить себе водителя, выбирающего вентиляторы в соответствии с прогнозом погоды и меняющего их чуть ли не ежедневно.  

Результат – более стабильный температурный режим двигателя. К тому же он быстрей прогревается после пуска, меньше расходует топлива. Включившийся электровентилятор вращается достаточно быстро даже при низких оборотах двигателя – и этим снижает риск перегрева при больших нагрузках в тяжелых дорожных условиях. Механический вентилятор в таких случаях не всегда эффективен. Примерные схемы электроприводов вентилятора приведены на рисунках ниже.

Рис. 7. Штатная схема  включения электродвигателя вентилятора (ВАЗ, ГАЗ)

Рис. 8. Схема включения электродвигателя вентилятора без разгрузочного  реле на некоторых зарубежных автомобилях: 1 – датчик температуры; 2 – добавочный резистор; 3 – электродвигатель.

Рис. 9. Доработанная схема  включения электровентилятора: 1 –  датчик температуры; 2 – реле; 3 –  электродвигатель; 4 – диод

Первая: установить датчик включения вентилятора с тремя  выходами – схема на рис. 8. Здесь  уже нет разгрузочного реле. Электромотор включается постепенно – сначала через контакты 1 и 2 с добавочным резистором, а затем уже напрямую, через контакты 1 и 3. Результат – гораздо меньший эрозионный износ. Во многих случаях (при невысоких нагрузках на двигатель автомобиля) пара 1–3 почти не используется. 

Второй вариант –  на рис. 9: здесь сохраняется разгрузочное реле. Однако в цепи есть новый элемент  – диод 4 (типа КД105 и близкие к  нему). Зачастую диод впаивается непосредственно  в реле (так удобней). В момент разрыва контактов датчика 1 тлетворное влияние на них ЭДС самоиндукции исключено – ток через диод уходит на «массу».

Термостаты могут быть жидкостные и с твер дым наполнителем.

В жидкостном термостате (рис. 10, б) имеется гофрированный  баллон 7, заполненный легко испа ряющейся жидкостью. Нижний конец баллона за креплен в корпусе б термостата, а к штоку 5 верх него конца припаян клапан 4.При температуре охлаждающей жидкости ниже 351 К (78°С) клапан термостата закрыт (рис. 10, а) и вся жидкость через перепускной шланг 2 (байпас) направляется обратно в водя ной насос, минуя радиатор. Вследствие этого, ускоряется прогрев двигателя и впускно го трубопровода.

Когда температура превы  сит 351 К (78°С), давление в баллоне 7 увеличивается, он удлиняется и приподнимает клапан 4. Горячая жидкость через патрубок 3 и шланг направляется в верхний бачок радиатора. Клапан 4 полностью открывается при температуре 364 К (9ГС) (ЗМЗ-53).

Для контроля за температурой охлаждающей жидкости служат сигнальные лампы и указатели на щитке приборов. Датчики контрольно-измерительных приборов размещаются в головках цилиндров, верхнем бачке радиатора и рубашке охлаждения впускного трубопровода.

1.2. Пусковой подогреватель

У автомобилей ГАЗ-53А и ГАЗ-66 пусковой подогреватель (рис. 11.) имеет котел 9, включенный в систему охлаждения двигателя. В камеру сгорания котла топливо подается самотеком из бака 2. Поступление топлива дозируется регулировочной иглой электромагнитного клапана 7. Воздух подается вентилятором 3. Смесь воспламеняется свечой в, В цепь свечи включено дополнительное сопротивление, установленное на пульте управления подогревателем. По накалу спирали сопротивления судят о работе свечи. Когда в камере сгорания котла будет достигнуто устойчивое горение, свечу выключают, топливо будет воспламеняться от ранее зажженно го пламени.

Способы установки подогревателей на ав томобиль отражены в инструкции. Но все не так просто, как кажется  на первый взгляд. Даже у опытного мастера  процесс монтажа занимает до восьми часов. Это притом, что для него время - деньги! Неискушенный но вичок может завязнуть на целую неделю. Да еще наломать дров, за что придется платить. Так, популярный «воздушник» «Эберспехер» состоит из двух половинок, которые при ус тановке крепятся к полу. Если болты затяги вать неравномерно, корпус деформируется, зажимая крыльчатку вентилятора. Замена сгоревшего двигателя после пробного пуска обходится в $200-300.

Нелегко разобраться  в хитросплетении проводов. Ошибаясь при подключении, легко спалить  штатный блок климат-контроля. К  печальным последствиям порой приводит обесточивание автомобиля. Как-то водитель «Ауди-А6» по окончании монтажных работ не смог тронуться с места - в отсутствие пи тания оказался заблокированным модуль уп равления автоматической коробкой. Протир ка фар и пинание колес не помогли - при шлось прокатиться на эвакуаторе.

Куда пристроить подогреватель  на автомо биле - отдельная история. Как правило, под капотом слишком  мало места. Приходится использовать пустоты  в бампере, багажнике или под  кузовом - хватило бы шлангов. К любой машине - свой творческий подход. Чтобы труды по установке не пропали да ром и котел исправно «топил» двигатель и кабину много лет, в эксплуатации тоже на до следовать некоторым правилам. Главное - не спешить. Запускается подогреватель не сразу - на розжиг уходит минуты полторы. Нетерпеливый пользователь ждать не жела ет и, пытаясь ускорить процесс, постоянно теребит кнопку «пуск». Таймер «сходит с ума», оставляя штифт накала непрерывно под напряжением. 

Перегревшись, последний  сгорает. Автоматика тут же отключает систе му. Запчасти есть смысл искать только на фирменных станциях. В магазинах их не продают. У «воздушников» надо регулярно очищать от слежавшейся пыли сетку забора воздуха и наружную крыльчатку. При плохом обдуве агрегат может перегреться, а отдельные ком поненты - даже расплавиться.

т поршень клапана.

Сравнительные испытания  в термокамере при –20°С показали: с новой системой температура  жидкости в малом круге через 10 минут достигает 60°С, тогда как  без клапана – лишь 29,3°С. Соответственно, из дефлекторов на стекла дует воздух с температурой 42°С, а не 10°С. Что касается двигателя, он уже через 30 минут нагревается до комнатных +20°С. Гораздо быстрее оттаивает ветровое стекло: спустя 20 минут после запуска отопителя ото льда освобождается 80% его поверхности, тогда как раньше за это время очищалось лишь 30%.