Назначение систем смазки и охлаждения, устройство и работа их агрегатов

5. Назначение систем смазки и охлаждения, устройство и работа их агрегатов

Средняя температура газов в цилиндре работающего двигателя составляет 800...900°С. При такой температуре необходимо принудительное. охлаждение деталей двигателя. Без охлаждения произойдет сильный перегрев деталей, что может вызвать их раз рушение, выгорание смазки, привести к чрезмерному расширению и заклиниванию поршней, выплавлению вкладышей подшипников и другим неисправностям.

Рис. 5. Система охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ-2106:

1— патрубок отвода жидкости из отопителя; 2—патрубок подвода горячей жидко, из головки блока цилиндров в отопитель; 3 — шланг перепускного патрубка термостата; 4 — выпускной патрубок рубашки охлаждения: 5 — подводящий шланг к радиатору: 6 -расширительный бачок; 7 — шланг; 8— рубашка охлаждения; 9 — пробка радиатора; 10 - радиатор; 11 — кожух вентилятора; 12 — вентилятор; 13 — шкив привода вентилятора насоса системы охлаждения; 14 — отводящий шланг радиатора; 15 — ремень; 16 — нас системы охлаждения; 17 — отводящий патрубок от термостата к насосу; 18— термостат.

Система охлаждения служит для отвода излишнего тепла от нагретых деталей двигателя. Нормальная температура охлаждающей жидкости у работающего двигателя должна находиться в пределах 80…100 °С. Вместе с тем двигатель не должен переохлаждаться, так как при этом теряется полезное тепло и уменьшается давление газов на поршень, а слишком охлажденное или остывшее масло увеличивает потери мощности на трение, часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, износ деталей увеличивается.

Жидкостная система охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ-2106 включает в себя рубашку 8 (рис. 5) охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор 10,расширительный бачок 6, центробежный насос 16, вентилятор 12, термостат 18, соединительные патрубки и шланги, сливные пробки, датчик и указатель температуры охлаждающей жидкости.

Принцип работы системы охлаждения заключается в следующем. Центробежный насос 16, вал которого приводится во вращение с помощью ремня 15 от шкива коленчатого вала, забирает охлаждающую жидкость из нижней части радиатора и нагнетает ее в рубашку охлаждения 8 головки и блока цилиндров. Жидкость омывает наиболее нагретые части, отнимает от них часть тема' и нагревается, а затем через шланг 5 поступает в верхний бачок радиатора. Одновременно часть нагретой жидкости проходит через рубашку впускного трубопровода двигателя, подогревая горючую смесь; при необходимости жидкость может отводиться с помощью крана в отопитель салона кузова. Проходя через сердцевину радиатора в его нижний бачок, нагретая жидкость охлаждается и снова поступает к центробежному насосу.

Рис. 6. Сердцевина (а) и пробка (б) радиатора: 1 — трубки; 2 — стальные пластины; 3 — выпускной клапан; 4 — впускной клапан; 5 - горловина радиатора; 6 —корпус пробки; 7—патрубок к расширительному бачку.

Радиатор состоит из нижнего и верхнего латунных бачка припаянных к сердцевине. Бачки имеют патрубки, а верхний, кроме того,— заливную горловину с пробкой 9. Сердцевина радиатора изготовлена из латунных трубок 1 (рис. 6, а), соединяющих верхний и нижний бачки, и стальных пластин 2, увеличивающих поверхность охлаждения.

Радиатор автомобиля ВАЗ-2106 изготовлен из алюминия и имеет вертикальное расположение бачков. Патрубки бачков через резиновые шланги соединяют радиатор с рубашкой охлаждения, головки блока цилиндров и центробежным насосом. Заливная горловина 5 (рис. 6, б) радиатора автомобилей ВАЗ-2106 закрывается пробкой 6, в которой имеются выпускной (паров) 3 и впускной (вентиляционный) 4 клапаны. Выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе охлаждения 0,5 кгс/см². Увеличение давления в системе позволяет в случае применения в качестве охлаждающей жидкости воды повысить температуру ее кипения до 109 °С. При открытом клапане жидкость или пар отводятся в расширительный бачок. Это предохраняет от разрушения радиатор и патрубки. Впускной клапан не имеет пружины и допускает впуск и выпуск в расширительный бачок жидкости при ее нагревании и охлаждении. Открытие его происходит при разрежении 0,01 кгс/см². При этом в радиатор поступает жидкость из расширительного бачка, что предотвращает сдавливание трубок сердцевины радиатора под воздействием атмосферного давления.

Расширительный бачок пластмассовый, в нем содержится определенное количество охлаждающей жидкости. Он служит для компенсации изменяющегося объема жидкости в системе охлаждения при работе двигателя.

Центробежный насос служит для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения.

Рис. 7. Центробежный водяной насос двигателя автомобиля ВАЗ-2106: 1—крыльчатка; 2— окно подвода жидкости в рубашку блока цилиндров; 3 — сальник; 4—шариковый подшипник; 5 — вал; 6 — ступица; 7 -крышка насоса; 8 — стопорный винт; 9 — обойма сальника; 10— манжета; 11 — корпус насоса; 12— приемный патрубок

На двигателе ВАЗ-2106 он крепится болтами к передней части блока цилиндров и состоит из алюминиевого корпуса 11 (рис. 7), в котором установлен вал 5 на двухрядном шарикоподшипнике 4 закрытого типа, запрессованном в корпусе. Подшипник заполняется смазкой, пополнение которой не требуется до ремонта. На передний конец вала напрессована ступица 6, а на задний — чугунная крыльчатка 1. Уплотнение заднего конца вала на выходе его из корпуса достигается самоподжимным сальником 3 с уплотнительной графитосвинцовой шайбой, помещенной внутри корпуса сальника. По поверхности шайбы скользит своим торцом крыльчатка. Внутри корпуса сальника помещаются также резиновая манжета 10, разжимная пружина, которая через латунные обоймы 9 прижимает торцы манжеты к корпусу 11 насоса и к уплотнительной шайбе.

Вентилятор четырехлопастный, пластмассовый служит для создания направленного потока воздуха через сердцевину радиатор с целью более быстрого охлаждения в нем жидкости. Лопасти вентилятора вместе с приводным шкивом крепятся болтами к ступи вала центробежного насоса. Для увеличения эффективности боты на двигателе ВАЗ вентилятор снабжен специальным кожухом 11 (см. рис. 5), закрепленным к радиатору.

Термостат служит для ускорения прогрева двигателя его пуска и автоматического поддержания наивыгоднейшего теплового режима при работе двигателя. Он устанавливается перед входом охлаждающей жидкости в насос.

Рис. 8. Устройство и работа термостата: а — основной клапан полностью закрыт, перепускной открыт; б — основной клапан полностью открыт, перепускной клапан закрыт; 1 — твердый наполнитель; 2 — стакан; 3 резиновая вставка; 4— входной патрубок (из радиатора); 5 —основной клапан; 6 — перепускной клапан; 7 — корпус; 8—входной патрубок (из рубашки охлаждения); 9 выходной патрубок (к центробежному насосу); 10 — крышка; 11 — стержень; 12 — пружина перепускного клапана; 13 — пружина основного клапана; 14 — термочувствительный элемент.

Термостат двухклапанный, неразборной конструкции имеет три патрубка: два входных 4 (рис. 7), 8 и выходной 9. Термочувствительный элемент состоит из стакана 2 с резиновой вставкой 3, между стенками которых помещается твердый наполнитель / (церезин — кристаллический воск), обладающий большим коэффициентом объемного расширения. Внутри резиновой вставки находится стержень 11, закрепленный в стойке основного клапана 5, который прижимается к седлу конической пружиной 13. На стойке основного клапана помещается перепускной клапан 6 с пружиной 12.

При температуре охлаждающей жидкости ниже 80°С основной клапан полностью закрыт, а перепускной открыт (рис. 8, а), поэтому жидкость из радиатора в насос не поступает, а циркулирует по малому кругу: от центробежного насоса в рубашку охлаждения и через перепускной клапан обратно к насосу, что обеспечивает более быстрый прогрев двигателя. По мере нагрева охлаждающей жидкости церезин в термостате плавится и, расширяясь, преодолевает сопротивление пружины 13, перемещая оба клапана вверх (рис. 8,б). При температуре 94°С циркуляция по малому кругу прекращается и вся жидкость проходит через радиатор. При промежуточных температурах охлаждающая жидкость проходит через оба клапана, что обеспечивает работающему двигателю оптимальный температурный режим.

Для слива из системы охлаждающей жидкости на двигателе имеются две сливные резьбовые пробки. Они расположены с левой стороны: одна — в нижней части рубашки охлаждения блока цилиндров, а вторая — на нижнем бачке радиатора. Расположение сливных пробок 6 и 7 системы охлаждения двигателя ВАЗ-2106 показано на рис. 5.

Охлаждающие жидкости

Систему охлаждения для предохранения от размораживания заправляют жидкостями с низкой температурой замерзания, так называемыми антифризами.

Антифризы выпускаются двух марок: «40» и «65». Жидкость марки «40» представляет собой смесь технического этиленгликоля (53 %) и дистиллированной воды (47 %), она имеет температуру замерзания не выше минус 40 °С. При значении, близком к этой температуре, антифриз превращается не в лед, а в густую массу, не вызывающую повреждений радиатора и блока цилиндров двигателя. Жидкость марки «65» содержит 66 % этиленгликоля и 34 % воды и замерзает при температуре не выше минус 65 °С. В обе жидкости добавляют специальные присадки, которые предохраняют от коррозии детали системы охлаждения. Для отличия жидкость марки «65» окрашивают в оранжевый цвет.

Кроме этих антифризов применяют низкозамерзающие жидкости Тосол А-40 и Тосол А-65.

Система смазки

Сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном перемещении и противодействующая этому перемещению, называется силой трения. Величина силы трения зависит от точности обработки соприкасающихся поверхностей, давления и скорости перемещения.

В работающем двигателе значительное число деталей, передающих различные усилия, находится в соприкосновении и перемещается друг относительно друга. На преодоление возникающих при этом сил трения тратится часть мощности двигателя; кроме того трение приводит к нагреванию и износу деталей. Для создания наилучших условий для работы перемещающихся деталей двигателя; необходимо максимально уменьшить силу трения. Этого достигают применением антифрикционных сплавов; улучшением качества обработки рабочих поверхностей, применением подшипника качения. Главным и наиболее эффективным способом уменьшения силы трения является введение слоя смазки между трущимися поверхностями. Масляная пленка, находящаяся между трущимися поверхностями, заменяет непосредственное трение рабочих поверхностей деталей трением слоев смазки между собой. Кроме того, смазка охлаждает смазываемые детали, уносит твердые частицы, образующиеся в результате износа трущихся поверхностей, предохраняет детали от коррозии, уплотняет зазоры,

В двигателе изучаемого автомобиля применяют комбинированную систему смазки, при которой наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные — направленным разбрызгиванием масла, а также маслом, вытекающим из зазоров между сопряженными деталями.

В двигателе автомобиля ВАЗ-2106 (рис. 9) смазку под давлением получают коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники и кулачки распределительного вала, подшипники вала привода топливного насоса и распределителя зажигания.

В систему смазки входят шестеренный масляный насос, фильтр (маслоочиститель), масляный поддон картера, маслозаливная горловина, стержень для измерения уровня масла и контрольные приборы— датчик и указатель давления масла. Для осуществления циркуляции масла в картере (блоке цилиндров), коленчатом и распределительном валах, коромыслах выполнены специальные масляные каналы. К системе смазки относится также устройство для вентиляции картера.

Рис. 9. Схема системы смазки двигателя автомобиля ВАЗ-2106: 1 — датчик указателя давления масла; 2 — главная масляная магистраль; 3 — канал подхода масла к коренному подшипнику; 4 — канал подвода масла к шатунному подшипнику; 5 — масляный фильтр; 6 — маслоизмерительный стержень; 7 — пробка сливного отверстия; 8 — шестеренный масляный насос; 9 — маслоприемник; 10 — масляный поддон; 11 — канал подвода масла от насоса к фильтру; 12 — канал подвода масла к приводу масляного насоса; 13 - вал привода масляного насоса; 14 — канал подвода масла из фильтра в главную масляную магистраль; 15 — привод масляного насоса; 16 — сальник; П — канал для стока масла в картер; 18 — канал в кулачке распределительного вала; 19 — канал в распределительном вале; 20 — канал в опорной шейке распределительного вала; 21 — крышка маслозаливной горловины; 22 — канал подвода масла к распределительному валу.

Шестерённый масляный насос служит для создания давления масла в системе подачи его к трущимся поверхностям деталей.

Шестеренный масляный насос двигателя автомобиля ВАЗ-2106 состоит из корпуса, в котором установлены две шестерни: ведущая и ведомая. Ведомая шестерня свободно вращается на оси, а ведущая жестко закреплена на валу, на другом конце которого находится шестерня вала привода, входящая в зацепление с винтовой шестерней дополнительного вала, получающего вращение от коленчатого вала двигателя.

Масляный фильтр служит для очистки масла от продуктов износа и других загрязнений. На двигателе ВАЗ применяется неразборный масляный фильтр, состоящий из корпуса, в котором установлены фильтрующий элемент (основная часть которого бумажная, а дополнительная — из искусственного вискозного волокна), перепускной и противодренажный клапаны. Последний представляет собой манжету из маслостойкой резины, которая свободно пропускает масло в корпус фильтра, но не позволяет ему вытекать из корпуса в поддон картера при неработающем двигателе. Такое устройство способствует постоянному сохранению запаса масла в корпусе фильтра и каналах, что, в свою очередь, обеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям сразу после пуска двигателя. Перепускной клапан дает возможность неочищенному маслу поступать к смазываемым поверхностям.

Вентиляция картера необходима для поддержания в нем нормального давления и удаления паров бензина и газов, прорывающихся через неплотности поршневых колец и вызывающих коррозию деталей, загрязнение и разжижение масла. Кроме того, попадающие в картер отработавшие газы повышают в нем давление, приводит к разрушению уплотнений и появлению течи масла работе двигателя.

В двигателе вентиляция картера осуществляется принудительно путем отсоса газов через вытяжной шланг и воздухоочиститель (минуя фильтрующий элемент) в цилиндры двигателя, где происходит их сгорание. Для очистки картерных газов от масла и смол в системе вентиляции имеется маслоотделитель. На двигателях ВАЗ-2106 отсос картерных газов в смесительную камеру карбюратора регулируется с помощью специального золотника 1 (рис. 10), расположенного на оси дроссельных заслонок карбюратора. При работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу картерные газы отсасываются в небольшом количестве через калиброванное отверстие 2 золотникового устройства. При открытии дроссельной заслонки вместе с ее осью поворачивается золотник и через имеющуюся в нем канавку сообщает шланг 5 отвода картерных газов непосредственно с за дроссельным пространством карбюратора. Разрежение в за дроссельном пространстве при этом падает, а на входе в карбюратор, наоборот, возрастает и основная часть картерных газов проходит через корпус воздушного фильтра, за счет чего увеличивается интенсивность вентиляции картера с возрастанием нагрузки на двигатель.

Рис. 10. Вентиляция картера двигателя автомобиля ВАЗ-2106; а — на малой частоте вращения холостого хода; б — при открытии дроссельной заслонки карбюратора; 1 — золотник; 2 — калиброванное отверстие; 3 — впускной трубопровод; 4 — дроссельная заслонка; 5 — шланг отвода газов в задроссельное пространство; 6 — карбюратор; 7 — воздухоочиститель; 8 — всасывающий патрубок; 9 — пламегаситель; 10 — шланг; 11 — крышка маслоотделителя; 12— маслоотделитель; 13— сливная трубка маслоотделителя

6.Техническое обслуживание двигателя

Для автомобиля ВАЗ после пробега первых 2000...3000 км, а также, при появлении признаков прорыва газов или подтекания охлаждающей жидкости в соединении подтянуть гайки шпилек и болты крепления головки блока цилиндров. Одновременно подтянуть винты (болты) крепления поддона картера. Проверить и при необходимости подтянуть болты (гайки) крепления опор двигателя, очистить от грязи и масла резиновые подушки. На автомобиле ВАЗ-2106 кроме указанных работ подтянуть гайки крепления крышек распределительного вала моментом 2,2 кгс*м в последовательности, показанной на рис. 11.

Рис.11. Порядок подтягивания гаек крепления крышек распределительного вала.

Через каждые 10000 км пробега, проверить и при необходимости отрегулировать:

величину теплового зазора в механизме газораспределения;

натяжение зубчатого ремня привода механизма газораспределения. Регулировку натяжения ремня или цепи производить и в тех случаях, когда в работе привода механизма газораспределения появляется повышенный шум.

На новом автомобиле регулировку теплового зазора и натяжение ремня проверить после пробега 2000...3000 км.

Ежедневно необходимо проверять, нет ли подтеканий, а также „контролировать уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке, который должен быть на 2…3 см выше риски с отметкой «Мин»

Через 60 000 км пробега или через два года эксплуатации жидкость Тосол А-40 надо заменить. При заправке системы охлаждающая жидкость вначале заливается через горловину в радиатор, а после закрытия ее пробкой — в расширительный бачок до установленного уровня. При утечке жидкости следует доливать в систему охлаждения только Тосол А-40.

Если в качестве охлаждающей жидкости используется вода, она должна быть мягкой (желательно дождевой или снеговой) и ее не следует часто менять, чтобы уменьшить отложение накипи. При хранении автомобиля в зимнее время на открытой площадке воду обязательно надо сливать. Двигатель при этом должен быть прогрет. Слив воды осуществляется через обе пробки при открытой горловине радиатора и поднятом расширительном бачке, иначе часть воды останется в системе и, замерзнув, может вывести двигатель из строя. Через 10 000 км пробега следует проверять степень натяжения ремня привода вентилятора и при необходимости проводить его подтяжку.

Техническое обслуживание системы смазки заключается в проверке уровня масла и доведении его до нормы, проверке герметичности соединений, "очистке и промывке устройств системы вентиляции картера.

Уровень масла проверяется маслоизмерительным стержнем на холодном неработающем двигателе. Уровень должен находиться между отметками «Мин» и «Макс» стержня. Масло доливают через горловину, закрываемую пробкой. Замена в двигателе производится через 10000 км пробега.