Советы автомеханика. Техобслуживание, диагностика, ремонт

Савосин Сергей

Рис. 2.19б. Двойные стенки цилиндров

Радиатор охлаждения представляет собой два бачка, соединенных между собой тонкими трубками, которые хорошо вентилируются воздухом (рис. 2.20). Пространство между трубками заполнено теплопроводными пластинами, улучшающими отвод тепла.

Рис. 2.20. Радиатор

Водяной насос обеспечивает циркуляцию воды в системе охлаждения. Он состоит из корпуса, вала с сальником и крыльчаткой и фланца (рис. 2.21а), на который может устанавливаться либо шкив для приводного ремня, либо крыльчатка вентилятора (рис. 2.21 б). Шкив вала насоса приводится во вращение от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Рис. 2.21а. Фланец водяного насоса

Рис. 2.21б. Крыльчатка водяного насоса

Вал вращается в шариковых подшипниках, расположенных в гнезде корпуса насоса. Одна часть вала выходит наружу, на ней крепится приводной шкив. На другой части, находящейся внутри корпуса, расположена

крыльчатка водяного насоса с саморегулирующимся сальником. Сальник удерживает жидкость от вытекания при вращении вала.

Во время работы двигателя охлаждаемая в радиаторе жидкость подходит к центру крыльчатки и заполняет пространство между ее лопастями. Возникающая при вращении крыльчатки центробежная сила отбрасывает жидкость, которая устремляется через отверстие в рубашку охлаждения.

В отводящем патрубке рубашки охлаждения установлен термостат (рис. 2.22а). Он состоит из корпуса, клапана, связанного с ним стержня и баллона с веществом, обладающим большим коэффициентом объемного расширения.

Рис. 2.22а. Термостат

Пока двигатель холодный, клапан термостата закрыт (рис. 2.22б), и находящаяся в рубашке охлаждения жидкость не поступает в радиатор.

Рис. 2.22б. Закрытый клапан термостата

Непрогретая охлаждающая жидкость циркулирует под действием насоса внутри двигателя. Кроме того, в зависимости от конструкции отопителя, охлаждающая жидкость проходит через теплообменник отопителя. Такой контур циркуляции называется малым. Как только охлаждающая жидкость нагреется, открывается клапан термостата. Жидкость поступает в радиатор для охлаждения и начинает циркулировать по большому контуру. Если температура охлаждающей жидкости продолжает расти, то термовыключатель или блок управления двигателя включает электрический вентилятор радиатора. Другой способ – ременный привод вентилятора через терморегулирующую муфту.

Двигатель обычно установлен на упругих опорах. Во время работы он может слегка колебаться и по отношению к радиатору изменять свое положение, поэтому жесткое соединение двигателя и радиатора недопустимо – для этого применяются прорезиненные шланги, надетые на металлические патрубки. Шланги на патрубках крепятся при помощи хомутов.

Охлаждающая жидкость имеет способность увеличиваться в объеме при нагреве. Тепловое расширение охлаждающей жидкости компенсирует расширительный бачок, оборудованный заливной пробкой с предохранительным клапаном для сброса избыточного давления.

Температура охлаждающей жидкости в зависимости от режима работы и конструкции двигателя находится в пределах 100120 °C (для легковых автомобилей) и 90–95 °C (для грузовых автомобилей).

Максимально допустимое избыточное давление в системах охлаждения современных автомобилей должно составлять для легковых автомобилей 1,3–2 бар, для грузовых – 0,5–1 бар. Для контроля за работой систем охлаждения на щитке приборов имеется электрический или электронный указатель температуры охлаждающей жидкости. Он связан проводом с датчиком, который помещен в рубашке охлаждения (рис. 2.23).

Рис. 2.23. Датчик температуры охлаждающей жидкости

Неисправности в системе охлаждения вызывают перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев приводит к повышенному износу деталей двигателя и даже заклиниванию поршней в цилиндрах. Как перегрев, так и переохлаждение приводит к потере мощности двигателя.

2.2.5. Система смазки двигателя

Система смазки двигателя обеспечивает подачу необходимого количества масла ко всем трущимся деталям. Основными системами смазки в настоящее время являются:

• принудительная система смазки с мокрым картером;

• принудительная система смазки с сухим картером.

Наиболее распространена принудительная система с мокрым картером. Принцип работы этой системы следующий: моторное масло, находящееся в поддоне картера двигателя, засасывается насосом через заборник с сетчатым фильтром и подается под давлением через трубопроводы и каналы к соответствующим точкам двигателя.

Система смазки с сухим картером применяется в основном на спортивных автомобилях, внедорожниках и мотоциклах. Принцип работы этой системы иной: масло, стекающее в картер, откачивается насосом в специальный циркуляционный бачок. Из него масло забирается подающим насосом и подается под давлением через фильтр и при необходимости через масляный радиатор к узлам двигателя.

На рис. 2.24 (см. также на цветной вклейке рис. ЦВ 2.24) изображена принудительная система смазки с мокрым картером на примере 16-клапанного двигателя. Запас масла находится в поддоне (1) под блоком цилиндров. Насос (2) откачивает масло через заборник с сетчатым фильтром (3) и подает его в фильтр тонкой очистки (4). Очищенное масло из фильтра поступает к точкам смазки (5, 6, 7) в головку и блок цилиндров.

Рис. 2.24. Принудительная система смазки с мокрым картером. 1. Масляный поддон. 2. Масляный насос. 3. Маслозаборник с сетчатым фильтром. 4. Масляный фильтр тонкой очистки. 5. Форсунки охлаждения поршня. 6. Гидравлический толкатель (гидрокомпенсатор). 7. Датчик давления масла

Масляный насос должен обеспечивать надлежащее давление и подачу масла (примерно 250–350 л/ч). Наибольшее распространение получили насосы следующих типов:

• шестереночный насос с наружным зацеплением;

• шестеренчатый насос с внутренним зацеплением и серповидным разделительным элементом;

• роторный насос.

В шестеренчатом насосе с наружным зацеплением масло захватывается зубьями и переносится во впадинах между ними вдоль стенок корпуса к полости нагнетания. Зацепление зубьев обеих шестерен препятствует возвращению масла в полость всасывания. В полости всасывания образуется разрежение, а в полости нагнетания возникает давление (рис. 2.25).

Рис. 2.25. Шестереночный насос с наружным зацеплением

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением и серповидным разделительным элементом (рис. 2.26) представляет собой одну из разновидностей шестеренчатых насосов. Его внутреннее зубчатое колесо, как правило, установлено непосредственно на коленчатом валу двигателя. Наружное зубчатое колесо установлено по отношению к внутреннему со смещением (эксцентриситетом). Таким образом, внутри насоса образуются полости всасывания и нагнетания, отделенные одна от другой серповидным элементом.

Рис. 2.26. Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением и серповидным разделительным элементом. 1. Полость нагнетания. 2. Полость всасывания. 3. Наружная шестерня. 4. Внутренняя шестерня. 5. Серповидный разделительный элемент. 6. Редукционный клапан

Масло перемещается во впадинах между зубьями и поступает в нагнетательную полость вдоль наружной и внутренней частей разделительного элемента. Преимущество насоса с серповидным элементом по сравнению с обычным шестеренчатым насосом заключается в большей производительности, особенно на низких оборотах двигателя.

Основными элементами

роторного насоса являются наружный ротор с внутренними зубьями и внутренний ротор с наружными зубьями (рис. 2.27).

Рис. 2.27. Роторный насос. 1. Полость всасывания. 2. Полость нагнетания. 3. Полость между роторами (полость с перекачиваемым маслом). 4. Трубопровод забора масла. 5. Трубопровод напорный. 6. Внутренний ротор. 7. Наружный ротор

Насос приводится во вращение внутренним ротором, расположенным со смещением по отношению к наружному. В отличие от наружного, внутренний ротор имеет на один зуб меньше. Его зубья касаются каждого зуба наружного ротора и одновременно уплотняют образовавшиеся полости.

При вращении роторов полости всасывания постоянно увеличиваются. Когда насос захватывает масло, полости нагнетания уменьшаются и масло поступает под давлением в напорный трубопровод. Насос работает равномерно, т. к. порция масла поступает из нескольких следующих друг за другом полостей ротора. Такой насос может обеспечить высокое давление подачи при большой производительности.

Масляный фильтр предотвращает загрязнение масла инородными твердыми частицами, например, металлическими продуктами износа, сажей, пылью, но не очищает масло от жидких или растворившихся загрязнений. Через фильтр проходит весь поток масла, поступающего к трущимся частям двигателя. Достаточная пропускная способность обеспечивается с помощью малого гидравлического сопротивления фильтров, напрямую зависящего от тонкости отсева. Это ограничивает фильтрующий эффект, и мелкие частицы не отфильтровываются.

В некоторых легковых автомобилях устанавливают форсунки охлаждения поршней. В термически нагруженных двигателях для предотвращения перегрева устанавливают маслоохладитель (рис. 2.28).

Рис. 2.28. Маслоохладитель. 1. Резьбовая трубка. 2. Маслоохладитель. 3. Масляный фильтр

Маслоохладитель передает тепловую энергию масла окружающему воздуху или охлаждающей жидкости. В некоторых системах используется дополнительный термостат контура охлаждения маслоохладителя, который перекрывает подачу охлаждающей жидкости в контур при достижении определенной температуры. Таким образом, масло быстрее прогревается, что положительно сказывается на его смазывающих свойствах. Фильтр со временем загрязняется, моторное масло адсорбирует продукты износа и сгорания, и, кроме того, в него попадает конденсирующаяся в картере вода. По этим причинам необходима их замена через предписанные интервалы времени. Межсервисные интервалы определяются изготовителем и указываются в сервисной книжке.

При увеличении межсервисного интервала в отношении используемого масла предъявляются особенно высокие требования. Основные задачи моторного масла – смазывать и охлаждать, т. е. предотвращать износ и отводить тепло от нагруженных деталей. Кроме того, моторные масла должны:

• абсорбировать загрязнения, т. е. удерживать их в себе и тем самым предотвращать образование отложений;

• удалять высокотемпературные отложения (если они по каким-либо причинам присутствуют в двигателе);

• выдерживать высокие температуры без разложения (обладать термической стойкостью);

• нейтрализовывать образующиеся при сгорании кислоты;

• практически не терять своих свойств в течение всего межсервисного интервала (иметь стойкость к старению);

• обеспечивать надлежащую защиту от коррозии;

• сохранять вязкость и, соответственно, обеспечивать надлежащую смазку деталей при высоких термических нагрузках в течение всего межсервесного интервала (обладать устойчивостью к смещению);

• иметь низкую испаряемость легких фракций при высоких температурах, т. е. низкий расход масла;

• не быть агрессивным по отношению к уплотнениям;

• быстро обеспечивать смазку деталей двигателя после его холодного запуска, т. е. минимизировать трение, экономить топливо и уменьшать износ при запуске (иметь малую вязкость при низких температурах).

2.2.6. Система подачи топлива

Система подачи топлива предназначена для бесперебойного снабжения цилиндров двигателя горючей смесью (рис. 2.29, см. также на цветной вклейке рис. ЦВ 2.29). Элементы системы:

Рис. 2.29. Система подачи топлива

• топливный бак;

• топливопровод;

• топливный насос;

• прибор для приготовления горючей смеси (карбюратор);

• воздушный фильтр;

• впускной и выпускной трубопровод;

• глушитель.

В инжекторных двигателях топливный насос находится в топливном баке, а вместо карбюратора применяется топливная линейка с форсунками.

Наиболее распространенным топливом для легковых автомобилей является бензин. Отечественная нефтеперерабатывающая промышленность снабжает автомобилистов бензином следующих сортов: А-76, А-92, А-95, А-98. Буква «А» обозначает, что этот бензин автомобильный, а цифра характеризует его октановое число, т. е. показатель, определяющий детонационную стойкость топлив для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объему) изооктана в смеси с н-гептаном, при котором эта смесь по детонационной стойкости эквивалентна исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Чем выше эта цифра, тем выше антидетонационная стойкость бензина.

С целью повышения антидетонационных свойств бензина к нему иногда добавляют этиловую жидкость. Этот сорт бензина имеет красноватый цвет и его называют этилированным. Этот бензин нельзя использовать на автомобилях, оснащенных катализатором, т. к. этилированный бензин разрушает его. Для дизельных двигателей таким показателем является цетановое число.

Теоретически для полного сгорания 1 кг топлива необходимо около 15 кг воздуха. Смесь 1 кг топлива с 15 кг воздуха представляет собой нормальную горючую смесь. Фактически же двигатель работает на обедненной или обогащенной смесях. Обедненная горючая смесь представляет собой смесь 1 кг топлива и 16–17 кг воздуха. Горит она хорошо, обеспечивая работу двигателя при небольших и средних нагрузках, с наибольшей экономией топлива. Обогащенная горючая смесь состоит из 1 кг топлива и 12–13 кг воздуха. Она горит лучше, чем обедненная, но менее экономична. При работе на такой смеси двигатель может развивать наибольшую мощность, поэтому ее иногда называют мощностной смесью. Существует также богатая горючая смесь, когда на 1 кг топлива приходится менее 12 кг воздуха, и бедная смесь, когда на 1 кг топлива приходится более 17 кг воздуха. Горят эти смеси медленнее и не обеспечивают двигателю достаточной мощности. Поэтому для питания двигателя эти горючие смеси не применяются. Исключение составляет лишь период пуска и прогрева двигателя, когда необходима богатая смесь.

Приготовление горючей смеси происходит в специальном приборе – карбюраторе, а процесс его приготовления называется карбюрацией. Простейший карбюратор состоит из двух взаимосвязанных камер: поплавковой и смесительной. Поплавковая камера представляет собой резервуар, внутри которого подвешен на оси пустотелый поплавок. Над поплавком расположен игольчатый клапан, перекрывающий доступ топливу из топливного насоса в камеру. По мере наполнения камеры топливом поплавок всплывает и, когда топливо достигнет необходимого уровня, закрывает клапан. Если уровень понизится, поплавок опустится, клапан откроется, и топливо вновь начнет поступать в поплавковую камеру. Так при помощи поплавкового устройства в карбюраторе поддерживается необходимый уровень топлива (рис. 2.30), который должен быть примерно на 1,5–2,0 мм ниже выходного отверстия устья распылителя.

Рис. 2.30. Устройство карбюратора