Модернизация системы охлаждения двигателя "Газели"

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

3. Тепловой расчет

3.1 Топливо

3.2 Параметры рабочего тела

3.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы

3.4 Процесс впуска

3.5 Процесс сжатия

3.6 Процесс сгорания

3.7 Процессы расширения и выпуска

3.8 Индикаторные параметры рабочего цикла

3.9 Эффективные показатели двигателя

3.10 Основные параметры цилиндра и двигателя

3.11 Расчет и построение индикаторной диаграммы

4. Кинематика

5. Динамика

5.1. Силы давления газов

5.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

5.3 Удельные полные силы инерции

5.4 Удельные суммарные силы

5.5 Крутящие моменты

5.6 Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала

5.7 Уравновешивание

5.8 Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя

6. Расчет деталей кривошипно-шатунного механизма на прочность

6.1 Расчет поршня

6.2 Расчет поршневого кольца

6.3 Расчет поршневого пальца

7. Конструкторский раздел

7.1 Расчет жидкостной системы охлаждения

7.2 Расчет радиатора

7.3 Водяной насос

7.4 Вентилятор

7.5 Описание предлагаемых конструктивных изменений

8 Охрана труда

8.1 Меры безопасности при эксплуатации автомобиля

8.2 Требования к рабочему месту водителя

8.3 Виброизоляция сиденья самоходной машины

8.4 Устойчивость легкового автомобиля

8.5 Противопожарная безопасность

9 Экономический раздел

10 Список литературы

В
ВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Трудно поверить, что всего восемь лет назад на дорогах не было ВлгаВнзелейВ». Сегодня эти лобастые труВнженицы стали неотъемлемой чертой городского пейзажа - рядовыми членаВнми автомобильного стада. По отечестВнвенным 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 тАУ ВлГазелиВ», начатой еще в 1998 год. Естественно, в рамках униВнфикация все новое намечалось расВнпространить и на ВлСобольВ», который в ту пору существовал лишь в опытных образцах. На заводе был объявлен конкурс на лучший дизайн-проект: каждой из пяВнти образовавшихся групп предложили изготовить полноразмерный пластиВнлиновый макет автомобиля. Точнее, пластилиновый ВлносВ» к настоящим машинам, для чего в художественно-конВнструкторское бюро привезли нескольВнко бортовых ВлгазелейВ», фургон и даже ВлСобольВ».

Задача непростая: сделать облик маВншины современным, придать ему черВнты фирменного ВлГазовскогоВ» 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.

Из нескольких вариантов был выВнбран наиболее спокойный, без вычурВнных элементов внешности - такая маВншина не устареет с переменой автомоВнбильной моды. У новой ВлГазелиВ» пояВнвились подштамповки на капоте, чуть изменилась форма светоблоков и бамВнпера, заблестела хромо: декоративная решетка. Последняя может быть меВнталлической или пластиковой с металВнлизированным покрытием.

Но это лишь детали, видимые снаруВнжи. Фактически же до передней двери кабина изменена полностью: кроме каВнпота, крыльев, облицовки радиатора и бампера, другими стали каркас капота, внутренняя часть крыльев, передняя панель под облицовкой, поперечина бампера, формованная шумоизоляция. Элементы облицовки теперь крепятся иначе, что позволило уменьшить зазоры между ними. Чуть разведенные лонжероны сделали моторный отсек просторнее - не в последнюю очередь, чтобы разместить силовые агрегаты более тяжелого ВлВалдаяВ», на который будет устанавливаться эта же кабина, но с другим моторным щитом. ИзмеВнненная силовая структура носовой часВнти сделала невзаимозаменяемыми бамперы - у нового другие точки креВнпления. Кстати, в нем предусмотрены места для монтажа малогабаритных противотуманных фар. Серьезным изВнменениям подвергнется ходовая часть, появится новый силовой агрегат. Так, принято решение о выпуске полноВнприводных ВлсоболейВ» (ЗР, 2000, № 6) -они могут появиться еще до конца ныВннешнего года. Главная перемена в интерьере - передняя панель. Она не только привлеВнкательнее и современнее, но и скрываВнет более компактный и мощный отопитель и, опять-таки, обеспечивает униВнфикацию с ВлВалдаемВ», где выступаюВнщий в кабину длинный шестицилиндровый дизель ГАЗ-562 подпирает снизу переднюю панель, тесня ВлпечкуВ». ОпВнтимизировано расположение дефлекВнторов системы вентиляции, а вместо не слишком надежных ползунковых регуВнляторов появились удобные вращаюВнщиеся рукоятки. Предусмотрено место и под второй стандартный блок аудиоВнаппаратуры.

Для пассажирских микроавтобусов разрабатывается поворотный мехаВннизм кресла - при желании можно развернуться лицом к сидящему сзади собеседнику. Существенно расширятся возможности трансформации салона благодаря сиденьям со встроенными ремнями безопасности - сейчас они буВнквально привязаны к одному месту за 'усиленными на кузове ремнями.

Со временем будут устанавливать впрысковой мотор ЗМЗ-405, каталитиВнческий нейтрализатор, адсорбер паров бензина, новые топливопроводы и соВнединения - это позволит уложиться в нормы токсичности Евро П. РазрабаВнтывается и антиблокировочная систеВнма - прежде всего для динамичных ВлсоболейВ». Правда, эти новшества пояВнвятся после того, как обновленные маВншины пойдут в серию.

Начать выпуск модернизированных ВлгазелейВ» и ВлсоболейВ» планируют в янВнваре будущего года. Параллельно деВнлать старые и новые машины невозВнможно - переходного периода не буВндет. На несколько дней остановят все производство, поменяют часть оснастВнки и начнут собирать уже новые машины. А для снижения потерь остановить конвейер планируют в нерабочие дни, скажем, в новогодне-рождественские праздники.

Логично ожидать, что цена обновВнленных автомобилей поднимется, однако, на ГАЗе обещают совсем незначиВнтельный рост.

Ведь замена оборудования - мероприятие плановое, провоВндится по мере износа и изначально заВнложено в себестоимость продукции. Всего в подготовку производства плаВннируется вложить около 300 млн. рубВнлей. Сумма большая, однако, если ее разделить на срок окупаемости пять лет (а следующее поколение ВлгазелейВ», наверняка, раньше не появится), да на годовую программу (примерно 100 тыВнсяч автомобилей), то выходит не так и много - около 600 рублей на машину. Конечно, свою лепту в рост цены внеВнсут и поставщики - те же раскосые глаВнза-фары, наверняка, обойдутся дороВнже, чем нынешние, - но это тоже доли процента от стоимости автомобиля. В общем, ждать новых машин осталось не так уж долго, а там - посмотрим.

Эффективность работы автомобильного транспорта базируется на надёжности подвижного состава, которая обеспечивается в процессе его производства, эксплуатации и ремонта:

совершенством конструкции и качеством изготовления; своевременным и качественным выполнением технического обслуживания и ремонта;

своевременным обеспечением и использованием нормативных запасов материалов и запасных частей высокого качества и необходимой номенклатуры;

соблюдением государственных стандартов и Правил технической эксплуатации.

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. Прежде всего, этому способствуют двигатели ЗМЗ, которые, по сути, являются не чем иным как так или иначе переработанным мотором ГАЗ-24, уже более 40 лет стоящему на производстве и разработанному, прежде всего для легковых автомобилей. Вследствие вышесказанного при применении этих двигателей на более тяжелых и нагружаемых ВлГАЗеляхВ» имеют место следующие недостатки, а именно: недостаточные тягово-скоростные характеристики и напряженный тепловой режим, часто приводящий к перегреву двигателя (что и будет более подробно рассмотрено в данной работе). Можно, конечно говорить о применении на этих автомобилях более дорогих и сложных двигателях с непосредственным впрыском бензина или дизельного топлива отечественного или импортного производства, что, кстати, уже происходит, но в этом случае недостатки могут обернуться достоинствами. 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 ВлГАЗелейВ». А с недостатками можно бороться. В данной работе я хочу предложить, вариант усовершенствования карбюраторного двигателя ЗМЗ-406 применяемого на автомобилях типа ВлГазельВ» обращая особое внимание на доработку системы охлаждения автомобиля, а также рассмотреть системы охлаждения автомобилей других марок.

Температура газов в камере сгорания в момент воспламенения смеси превышает 2700 К (2500В°С). Такая температура при отсутствии искусственного охлаждения привела бы к сильному нагреву детаВнлей 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 двиВнгателя 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 тАУ газообменники.

При воздушном охлаждении не требуются раВндиатор, водяной насос и трубопроводы, отпадает опасность ВлразмораживанияВ» двигателя зимой при заправке системы охлаждения водой. Поэтому, несмотря на повышенную затрату мощности, на приведение в действие вентилятора и затрудненВнный пуск при низкой температуре, воздушное, охВнлаждение применяют на легковом автомобиле ЗАЗ-968М ВлЗапорожецВ» и ряде зарубежных автоВнмобилей.

Жидкостная система охлаждения заполняется водой или антифризом (смесью воды с этиленгликолем), не замерзающим при температуре до 233 К (тАФ40В°С).

При чрезмерном охлаждении двиВнгателя увеличиваются потери тепла с охлаждаюВнщей жидкостью, не полностью испаряется и сгоВнрает 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 деВнталей уменьшаются температурные зазоры, увелиВнчиваются трение и износ деталей, ухудшается наВнполнение цилиндров.

Температура охлаждающей жидкости при рабоВнте двигателя должна быть 360тАФ375 К (85тАФ100В°С).

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

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

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

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

1.
1. Устройство, работа и конструктивные особенности систем жидкостного охлаждения

Радиатор 13 (см. рис. 1) предназначен для охлаждения горячей воды, выходящей из рубашки охлаждения двигателя. Располагается он впереди двигателя. Трубчатый радиатор состоит из верхВннего и нижнего бачков, соединенных между собой тремя-четырьмя рядами латунных трубок. Поперечно расположенные горизонтальные пластины придают радиатору жесткость и увеличивают поВнверхность охлаждения.

Рис. 1. Система жидкостного охлаждения двигателя:

1 тАФ вентилятор, 2 тАФ водяВнной насос, 3 тАФ. компресВнсор; 4 тАФ перепускной шланг, 5 тАФ термостат, б тАФ кран отопителя, 7, в тАФ подводящий и отводящий трубопроводы, В тАФ радиаВнтор отопителя, 10 тАФ датВнчик указателя температуВнры охлаждающей жидкосВнти, II, 12тАФсливные краВнны, 13тАФрадиатор, 14тАФ жалюзи

Радиаторы двигателей ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 трубчато-ленточные со змейковыми охлаждающими пластинами (лентами), расположенными между трубками. Системы охлаждения этих двигателей , закрытые, поэтому пробки радиатора имеют пароВнвой 1 и воздушный 2 клапаны (рис. 2, а, б).

Рис. 2. Пробка радиатора (а, б), вентилятор и центробежный насос(в):

а - открыт паровой клапан 1, б открыт воздушный клапан 2, в тАФ вентилятор и центробежный насос сисВнтемы охлаждения двигатеВнля ЗИЛ-130; 1тАФлопасть вентилятора, 2 тАФ шкив, 3 тАФступица шкива вентиВнлятора, 4 тАФвтулка шкива, 5 тАФподшипник, б тАФвал наВнсоса, 7 тАФкрыльчатка, в тАФкорпус насоса, в тАФ резиновый уплотнитель сальника, 10 тАФтекстолиВнтовая шайба, 1I тАФобойма сальника, 12тАФподводящий патрубок.

Паровой клапан 1 открывается при избыточном давлении 0,045тАФ0,055 МПа (0,45тАФ0,55 кгс/см²) (ЗМЗ-24, ЗМЗ-53). При открытии клапана избыток воды или пара отводится через пароотводную трубВнку. Воздушный клапан 2 предохраняет радиатор от сжатия давлением воздуха и открывается при охВнлаждении воды, когда давление в системе снижаетВнся на 0,01 МПа (0,10 кгс/см²).

Для слива жидкости из системы охлаждения открывают сливные краны 11 (см. рис. 1) блоков цилиндров и сливной кран 12 патрубка радиатора, а также пробку радиатора или расширительного бачка. У двигателей ЗИЛ сливные краны блоков циВнлиндров и патрубка радиатора имеют дистанционВнное управление. Рукоятки кранов выведены в подВнкапотное пространство над двигателем.

На автомобилях КамАЗ-5320 устанавливают расВнширительный бачок,

предназначенный для комВнпенсации изменений объема жидкости, происходяВнщих при работе двигателя. Впускной и выпускной клапаны размещаются в пробке этого бачка. На бачВнке имеется кран для контроля уровня антифриза Тосол-А40 или Тосол-А65, которым заправляется система охлаждения. В связи с использованием анВнтифриза вместо сливных краников установлены резьбовые конические пробки.

Расширительные бачки устанавливают также в системе охлаждения двигателей автомобилей ВлЖигулиВ» и ГАЗ-24 ВлВолгаВ».

Жалюзи 14 (см. рис. 1) створчатого типа предназначены для изменения количества воздуха, проходящего через радиатор. Управляет ими воВндитель с помощью троса и рукоятки, выведенной в кабину.

Водяной насос (рис. 2, в) служит для созВндания циркуляции воды в системе охлаждения. Он состоит из корпуса 8. вала б, крыльчатки 7 и саВнмоуплотняющегося сальника. Располагается насос обычно в передней части блока цилиндров и имеет привод клиновидным ремнем от коленчатого вала двигателя. Шкив 2 приводит во вращение одновреВнменно крыльчатку 7 водяного насоса и ступицу 3 вентилятора.

Самоуплотняющийся сальник состоит из резиВннового уплотнителя 9, графитизированной текстолитовой шайбы 10, обоймы 11 и пружины, прижиВнмающей шайбу 10 к торцу подводящего патрубВнка 12.

Вентилятор предназначен для усиления поВнтока воздуха, проходящего через радиатор. ВентиляВнтор имеет обычно четыретАФшесть лопастей 1. Для снижения шума лопасти располагают Х-образно, попарно под углом 70 и 110В°. Изготовляют лопасти из листовой стали или пластмассы (ВлМосквич-2140В», ГАЗ-24 ВлВолгаВ»).

Лопасти имеют отогнутые концы (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130), что улучшает вентиляцию подкапотного пространства и повышает производительность венВнтиляторов. Иногда вентилятор располагают в коВнжухе, который способствует повышению скорости воздуха, просасываемого через радиатор.

Для уменьшения мощности, необходимой для привода вентилятора, и улучшения работы систеВнмы охлаждения применяют вентиляторы с электроВнмагнитной муфтой. Эта муфта автоматически отВнключает вентилятор, когда температура воды в верхнем бачке радиатора ниже 350тАФ358 К (78 85В°С).

В привод вентилятора двигателя КамАЗ-740 включена гидромуфта, обеспечивающая плавную передачу вращения от коленчатого вала к вентиВнлятору.

Гидромуфта включается автоматически: по мере увеличения температуры Жидкости в системе охВнлаждения активная масса, находящаяся в баллоне включателя, плавится, и объем ее увеличивается, а это вызывает перемещение золотника, открываюВнщего доступ масла из системы смазки в гидромуфВнту, Частота вращения вентилятора зависит от колиВнчества масла, поступающего в гидромуфту. При прекращении подачи масла вентилятор отклюВнчается.

В настоящее время стремительно развиваются ВлразумныеВ» системы регулирования температуры охлаждающей жидкости т.к., например классический постоянный привод вентилятора и водяного насоса отнимает часть мощности двигателя при этом на относительно больших установившихся скоростях (движение по шоссе) зачастую работа вентилятора не нужна. Поэтому ниже будут описаны некоторые системы разумных вентиляторов.

Вентилятор тАФ неотъемлемая часть системы охлаждения любого современного двигателя. При жидкостном охлаждении он просасывает воздух через радиатор, а при воздушном тАФ 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 тАУ 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 (3тАУ6% 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 тАУ вентилятор тоже своего рода маховик и момент инерции его отнюдь не мал), устанавливают фрикционные, гидравлические или упругие резиновые муфты (рис. 3).

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 тАУ меньшей. Само собой, что регулирование осуществлялось очень грубо тАУ вряд ли можно представить себе водителя, выбирающего вентиляторы в соответствии с прогнозом погоды и меняющего их чуть ли не ежедневно.

Такая система не решает и другой важной проблемы. Понятно, что конструкция вентилятора и его привода должна обеспечивать достаточное охлаждение, начиная с самых низких оборотов коленчатого вала. На больших же оборотах при жесткой механической связи это приведет к огромному перерасходу энергии: скажем, для машины среднего класса такой вентилятор на максимальных оборотах "съедал" бы около 8 кВт мощности двигателя, в то время как достаточная в таких условиях тАУ не превышает 3тАУ3,5 кВт. В этом причина того, что жесткая механическая передача в наше время почти не применяется.

Как известно, устройства, передающие и преобразующие крутящий момент, в технике называют трансмиссиями, значит, привод вентилятора тоже трансмиссия. Интересно, что многие

конструкции, призванные решать указанную выше проблему этого привода, обладают определенным сходством с "большой" трансмиссией автомобиля, передающей крутящий момент на его колеса. Здесь мы можем найти и сцепления, и гидромуфты, и вискомуфты (вязкостные муфты, напомним, сейчас нередко используют вместо межосевого дифференциала), и электрический привод. Рассмотрим наиболее распространенные из этих систем.

Электромагнитное сцепление (рис. 4) автоматически включает вентилятор по достижении определенной температуры охлаждающей жидкости.

Такая система применялась на автомобилях ГАЗтАУ24 ранних серий и многих современных им зарубежных. В этой системе на шкиве помещали мощный кольцевой соленоид. Когда срабатывает датчик, цепь соленоида замыкается и металлическое кольцо, связанное с вентилятором через пластинчатые пружины, примагничивается к шкиву: вентилятор включен и работает до тех пор, пока температура не снизится и управляющий датчик не снимет питания с электромагнита. Подобный же принцип реализован и в автомобилях с поперечным расположением двигателя: датчик температуры включает электродвигатель вентилятора.

В последнее время появились двухскоростные электродвигатели, позволяющие обеспечить ступенчатое регулирование: вентилятор отключен, работает в частичном режиме или на полную производительность. Есть машины и с двумя вентиляторами, которые вводятся в работу последовательно. Попутно заметим, что на тяжелых грузовых машинах и автобусах электровентиляторы тАУ редкость. Представьте себе мощность электрооборудования (генератора, аккумулятора), которая потребуется, чтобы обеспечить необходимые такому вентилятору 10тАУ12кВт. Вот почему здесь все еще царствует "чистая" механика.

На популярных автобусах "Икарус" ставят фрикционную муфту с пневмоприводном тАУ своего рода сцепление, только на условную педаль здесь нажимает не нога, а сжатый воздух. Регулирование включения-отключения осуществляется, естественно, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Самые сложные системы умеют плавно регулировать скорость вентилятора. На многих легковых автомобилях (в качестве примера назовем большинство БМВ, "Мерседесов"), а также на некоторых грузовиках (в том числе и на отечественном ЗИЛ-4331) в привод вентилятора встроена вискомуфта (рис. 5).

Коротко познакомим с работой такого устройства. Пока мотор не прогрелся, рабочая полость муфты пуста тАУ специальная силиконовая жидкость находится в резервной полости. Двигатель прогревается, термоэластичная пластина постепенно открывает клапан, жидкость поступает в рабочую полость, и, когда проскальзывает между дисками, ее вязкость растет тАУ муфта начинает передавать момент. С ростом температуры рабочая полость заполняется все больше, обороты вентилятора увеличиваются. Таким вот образом плавно регулируется производительность вентилятора. Вискомуфта сконструирована так, что на малых оборотах ее проскальзывание невелико, а при высоких тАУ вентилятор заметно отстает. Это, повторим, позволяет заметно экономить энергию (а значит, и топливо) на высокой скорости, когда обдув радиатора достаточен.

На тяжелых дизельных двигателях для бесступенчатого регулирования оборотов в механике привода нередко используется гидравлическая муфта (рис. 6), подобная той, что работает в автоматических коробках передач. Обороты вентилятора изменяются здесь в зависимости от заполнения полости между ведущим и ведомым колесами муфты. Количество масла, которое поступает из системы смазки двигателя, регулируется автоматически по температуре охлаждающей жидкости.

Гидромуфта используется и на некоторых двигателях воздушного охлаждения, например на известных у нас с давних пор дизелях "Дойц", стоявших на грузовых автомобилях "Магирус". Охлаждающей жидкости в "воздушнике", понятное дело, нет, и подачей масла в муфту управляет терморегулятор, который учитывает температуру воздуха на выходе из системы охлаждения и температуру выхлопных газов. Работа системы зависит и от температуры масла: с ростом ее вязкость последнего снижается, а значит, горячего (и жидкого) масла в рабочую полость муфты поступает больше. Интересная особенность: корпус муфты одновременно служит центрифугой для очистки масла.

На современных легковых автомобилях, легких грузовиках и микроавтобусах радиатор двигателя чаще всего оснащают электрическим вентилятором (рис. 7), у которого немало преимуществ по сравнению с механическим. Электрический включается только по достижении некоего верхнего предела температуры, а когда она придет в норму, тут же выключается.

Результат тАУ 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 тАУ 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)

Казалось бы, перечнем достоинств тему можно и закрыть, да качество электротехники не позволяет. В чем же главная причина капризов электровентилятора? Его мотор потребляет ток до 15тАУ20 А, включаясь по команде датчика температуры охлаждающей жидкости в радиаторе (рис. 7). Чтобы большой ток не шел напрямую через нежные контакты датчика 1, в штатной конструкции применили разгрузочное реле 2. Решение естественное, но не безупречное тАУ на российских автомобилях самым ненадежным элементом в системе охлаждения зарекомендовал себя как раз датчик температуры. Его контакты обгорают тАУ и конец! И это, заметьте, при исправной работе разгрузочного реле.

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

И чем больше потрудился датчик температуры, тем выше вероятность отказа из за противоиндукции: в момент разрыва контактов исчезающее электромагнитное поле не только создает высокое напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания, необходимое для свечи, но и немалое, до 400 В, напряжение противоиндукции в первичной обмотке. Вот оно-то и ВлпрожигаетВ» контакты: каждое их размыкание не проходит бесследно тАУ а за тысячу километров пути их накапливается около 4 миллионов. Результат тАУ эрозия контактов. Система работает хуже и хуже. Задавая себе шекспировский вопрос Влкипеть или не кипеть?В», водителю надо чаще глядеть на указатель температуры и прислушиваться к шуму под капотом. Но еще вернее тАУ вовремя заменить старенький датчик, дабы зря не рисковать. Однако есть и другие возможности.

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

Первая: установить датчик включения вентилятора с тремя выходами тАУ схема на рис. 8. Здесь уже нет разгрузочного реле. Электромотор включается постепенно тАУ сначала через контакты 1 и 2 с добавочным резистором, а затем уже напрямую, через контакты 1 и 3. Результат тАУ гораздо меньший эрозионный износ. Во многих случаях (при невысоких нагрузках на двигатель автомобиля) пара 1тАУ3 почти не используется.

Второй вариант тАУ на рис. 9: здесь сохраняется разгрузочное реле. Однако в цепи есть новый элемент тАУ 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 тАУ ток через диод уходит на ВлмассуВ».

Подобное применение диодов очень характерно для зарубежных автогигантов ВлМерседесВ», БМВ и т.д. В последнее время в продаже стали появляться готовые колодочки под такие реле тАУ уже с впаянными туда диодом и проводками.

Завершая разговор о приводах вентиляторов, заметим: как ни совершенны многие из этих устройств, все же они не способны избавить двигатель внутреннего сгорания от одного из его серьезных недостатков тАУ до 30% энергии топлива, "уходящие" в систему охлаждения, теряются безвозвратно.

Термостат 5 (см. рис. 1) автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигаВнтеля. Как правило, термостат устанавливают на выВнходе охлаждающей жидкости из рубашек охлажВндения головок цилиндров или впускного трубопроВнвода двигателя.

Термостаты могут быть жидкостные и с тверВндым наполнителем.

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

Когда температура превыВнсит 351 К (78В°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 полноВнстью открывается при темпеВнратуре 364 К (9ГС) (ЗМЗ-53).

Термостат с твердым наполнителем (ЗИЛ-130, ВлМоскВнвич-2140В», КамАЗ-740) имеВнет баллон 7 (рис. 10, в), заВнполненный церезином нефтяВнным воском) в и закрытый резиновой диафрагмой 9. При температуре 343 К (70В°С) церезин плавится и, расВнширяясь, перемещает вверх диафрагму 9, буфер 12 и шток 5. При этом открывается клапан 4 и охлажВндающая жидкость начинает циркулировать через радиатор (рис. 10, г). .

Рис. 10. Термостаты:

жидкостный: отАФв закрытом положении, в тАФв открытом положении; с твердым наполнителем; я тАФв заВнкрытом положении, гтАФ в открытом положении; 1 тАФвпускной трубопроВнвод, 2 тАФперепускной шланг, 3 тАФ патрубок, 4 тАФклапан термостата, 5 тАФшток, б тАФкорпус термостата, 7тАФ баллон, 8тАФ церезин, 9тАФ диафВнрагма, 10 - направляющая втулка, 11тАФвозвратная пружина, 12тАФ буфер

При снижении температуры церезин затвердеВнвает и уменьшается в объеме. Под действием возВнвратной пружины 11 клапан 4 закрывается, а диафВнрагма 9 опускается вниз (рис. 10, в),

В двигателях автомобилей ВАЗ термостат выполВннен двухклапанным и устанавливается перед воВндяным насосом. При холодном двигателе большая часть охлаждающей жидкости будет циркулироВнвать по кругу: водяной насос тАФ блок цилиндров тАФ головка цилиндров тАФ термостат тАФ водяной насос. Параллельно жидкость циркулирует через рубашВнку впускного трубопровода и смесительной камеры карбюратора, а при открытом кране отопителя пасВнсажирского помещения тАФ через его радиатор,

Когда температура жидкости ниже 363 К (90В°С), оба клапана термостата частично открыты. Часть жидкости поступает к радиатору.

При полностью прогретом двигателе основной поток жидкости из головки цилиндров направляВнется в радиатор системы охлаждения.

На двигателях автомобилей ВлМосквич-2140В», как и на автомобилях ВАЗ, термостат расположен в нижней части системы охлаждения между радиаВнтором и водяным насосом. Клапан термостата в данном случае более герметичен, радиатор при прогреве полностью отключается, двигатель прогВнревается быстрее.

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

1.2.
Пусковой подогреватель

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

На автомобилях КамАЗ пусковой подогреватель используют при температуре ниже 248 К (тАФ25В°С). Для облегчения пуска холодного двигателя при температуре до 248 К (тАФ25В°С) предназначено пусВнковое устройство ВлТермостатВ». Подача топлива на раскаленные электрофакельные свечи обеспеВнчивается при проворачивании коленчатого вала двиВнгателя стартером. Образовавшийся во впускных трубопроводах факел подогревает воздух, постуВнпающий в двигатель.

Автомобиль - техника теплолюбивая. Ночуя зимой на улице, он охотно впадает в спячку и добудиться его поутру удается не всем. ПоэВнтому в мороз как никогда велик спрос на букВнсир и ВлприкуривательВ». Это надругательство не проходит безнаказанно. Даже если не удаВнлось запороть двигатель, жизнь ему укоротиВнли точно. А ведь есть куда более цивилизованВнный метод. Перед пуском мотор надо лишь подогреть. Способов много, начиная от паяльВнной лампы и заканчивая отопителем, управляВнемым с сотового телефона. Правда, в последВннем случае котлу надо купить сим-карту, сдеВнлав его полноценным абонентом сети. БольВншинство предпочитает золотую середину.

Рис. 11. Пусковой подогреватель двигателя автомобиля ГАЗ-53А:

1 тАФ заливная горловина, 2 тАФ топливный бак, 3 тАФ вентилятор, 4 тАФ воздухоподводяший шланг, 5 тАФ переключатель, в тАФ пульт управления, 7 тАФ электромагнитный клапан, в тАФ свеча, 9 тАФ коВнтел, 10 тАФ направляющий кожух, 11 тАФ сливной кран

Обычный автономный подогреватель раВнботает независимо от других систем автомоВнбиля. За что и получил свое название. СостоВнит он из жарового котла, топливного и жидВнкостного насосов, средств коммуникации и системы управления. Дальше все просто. В котле горит топливо, нагревая жидкость в теплообменнике. Насо

Вместе с этим смотрят:

Автоматизированная система оперативного управления перевозками

Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте

Автомобильные дизельные топлива

Автомобильные эксплуатационные материалы

Автомобильный кран