Устройство военной автомобильной техники

2.6. Система охлаждения ЗИЛ-131

В двигателях внутреннего сгорания температура газов в цилиндрах в период сгорания рабочей смеси достигает 1800–2000 °C. Средняя же температура газов за рабочий цикл при полной нагрузке составляет 600-1000 °C.

Газы, обладающие столь высокой температурой, сильно нагревают детали двигателя (гильзу, цилиндры, поршни, клапаны), вследствие чего их нормальная работа может нарушиться. Чрезмерный нагрев деталей двигателя ухудшает наполнение цилиндров горючей смесью, вызывает преждевременное воспламенение рабочей смеси и детонацию. При перегреве двигателя резко ухудшается смазка трущихся деталей, так как высокая температура вызывает разложение и выгорание масла (при температуре 200–250 °C масло теряет смазывающие свойства и при недостатке смазки возникает трение, нарушаются нормальные зазоры, уменьшается механическая прочность деталей, и двигатель может выйти из строя). Для обеспечения нормальной работы двигателей внутреннего сгорания применяется искусственное охлаждение.

Однако чрезмерное охлаждение двигателя влечет к увеличению потерь тепловой энергии, ухудшает испарение топлива, что приводит к падению мощности и снижению экономичности двигателя. Таким образом, как перегрев, так и переохлаждение нарушают нормальную работу двигателя. Поэтому система охлаждения должна обеспечивать высокую интенсивность охлаждения и поддерживать нормальный тепловой режим двигателя. Практикой установлено, что для поддержания нормального теплового режима двигателя, температура охлаждающей жидкости в рубашке блока цилиндров должна быть в пределах 80–90 °C. Этот температурный режим является оптимальным, обеспечивающим устойчивую и экономичную работу двигателя.

Жидкостная система охлаждения состоит из: радиатора; расширительного бачка; вентилятора; жалюзи; термостата; насоса с крыльчаткой; патрубков; датчика указателя температуры жидкости; сливных краников.

Теплообменником, в котором тепло от жидкости передается воздуху, является радиатор. Он состоит из: верхнего бачка; сердцевины; нижнего бачка; каркаса.

Радиатор двигателя ЗИЛ-131 трехтрубчато-ленточного типа, при этом:

• в верхний бачок радиатора впаяны: наливная горловина, закрываемая пробкой, патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего охлаждающую жидкость к радиатору;

• в нижний бачок радиатора впаян патрубок отводящего гибкого шланга. К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойка и пластины образуют каркас радиатора;

• сердцевина радиатора трубчато-ленточная. Широкая гофрированная лента помещается между трубками и припаивается к ним. Это значительно увеличивает площадь поверхности охлаждения.

Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя гибкими штангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутами. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора.

Радиатор закреплен на раме автомобиля на резиновых подушках и укреплен тягами. Заливная горловина радиатора герметически закрывается крышкой. Перед радиатором расположены жалюзи с вертикальными створками, управляемые рукояткой из кабины.

Система охлаждения оборудована расширительным бачком, который закрывается крышкой с паровоздушным клапаном. Паровой клапан открывается при избыточном давлении 1,0 кгс/см², что обеспечивает повышение температуры кипения воды в системе до 119 °C. После остановки двигателя жидкость охлаждается. Пар конденсируется, в системе осаждения образуется разряжение.

При снижении давления на 0,01—0,13 кгс/см² открывается воздушный клапан.

При разрушении резиновых прокладок клапанов и радиатора система охлаждения становится открытой, и вода закипает при температуре 100 °C.

Работа парового и воздушного клапанов предотвращает возможное повреждение радиатора под действием как внешнего, так и внутреннего давления.

Водяной насос (рис. 2.10) служит для создания принудительной циркуляции жидкости в системе. Насос укреплен на переднем торце блока цилиндров, приводится в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Это же ремень вращает насос гидроусилителя. Водяной насос – центробежного типа. Он состоит из чугунного корпуса; корпуса крыльчатки; вала крыльчатки; уплотнения. Вал вращается на шарикоподшипниках, запрессованных в корпус. От смещения шарикоподшипники удерживаются втулкой и стопорными кольцами. Для удержания смазки в подшипниках и для защиты их о загрязнения они имеют уплотнения. На одном конце вала болтом укреплена пластмассовая крыльчатка. На другом конце вала установлены разрезная конусная втулка и на шпонке – шкив привода насоса. Уплотнение вала в корпусе осуществлено самоподвижным сальником, состоящим из графитизированной текстолитовой шайбы резиновой манжеты, пружины и двух обойм. Сальник вращается с крыльчаткой, так как выступы шайбы входят в прорези хвостовика крыльчатки.