ответы на вопросы. Лабораторная работа. Лабораторная работа По дисциплине Конструкция и эксплуатационные свойства Титмо Задание 1 Тема кшм двс. Цель Закрепить и углубить знания лекционного материала, приобрести навыки разборочносборочных операций
 Скачать 2.51 Mb.
|
|
Тема: Система охлаждения. Цель: Закрепить и углубить знания лекционного материала, приобрести навыки разборочно-сборочных операций. Методическое обеспечение: Макеты систем охлаждения. Узлы и детали. Набор водительского инструмента. Инструментальные карты, плакаты, техническая литература. Содержание работ: Повторить общее устройство. 2. Разобрать, изучить устройство. 3. Собрать в обратной последовательности. Контрольные вопросы: Охлаждающие жидкости, их классификация, требования, предъявляемые к ним. В качестве охлаждающих жидкостей для систем охлаждения двигателей применяются вода и этиленгликолевые жидкости (антифризы). Охлаждающие Жидкости должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой теплоемкостью, небольшой вязкостью, негорючестью, безвредностью и дешевизной, иметь низкую температуру замерзания, высокую температуру кипения и не способствовать образованию накипи в системе охлаждения. Большой недостаток воды как охлаждающей жидкости в системах охлаждения автомобильных двигателей – высокая температура замерзания, что делает ее непригодной для применения в зимнее время. Еще один недостаток – наличие солей, которые осаждаются в виде накипи на поверхностях деталей водяной рубашки. Из-за наличия накипи ухудшается охлаждение двигателя, кроме того, возникает коррозия металла из которого изготовлены элементы системы охлаждения. Это приводит к снижению надежности, долговечности и прочности работы двигателя. При низких температурах применяют различные охлаждающие жидкости. В качестве такой жидкости используется антифриз, температура его застывания -40 градусов Цельсия (марка 40) или – 65 градусов Цельсия (марка 65). Жидкость имеет светло – желтый цвет. Для всесезонной эксплуатации широкое применение нашел тосол марки А – 40М (голубой) и А – 65М (красный), жидкость «Лена» марок ОЖ – 40, ОЖ – 65, желто – зеленого цвета. Антифриз ядовит, поэтому обращаться с ним надо предельно осторожно. Коэффициент удельного расширения антифриза больше чем воды, поэтому заполнять систему охлаждения надо на 95% от объема. При наступлении теплого времени антифриз надо слить, систему промыть и заполнить водой. Слитый антифриз можно хранить до следующей зимы и использовать его еще раз. Хранить антифриз следует в хорошо закупоренной емкости. Многие антифризы сравнительно дороги, оказывают отрицательное воздействие на резиновые уплотнители. Однако низкая температура замерзания обеспечивает надежную работу системы охлаждения даже при минусовых температурах окружающего воздуха. Требования к охлаждающим жидкостям определяются исходя из условий эксплуатации и должны иметь четыре показателя основных технических характеристик: 1. Температура начала кристаллизации; 2. Активность жидкости по отношению к металлам; 3. Активность жидкости по отношению к резиновым уплотнителям; 4. Щелочность – она характеризует ресурс антифриза. Чем выше щелочность, тем дольше будут нейтрализовываться кислоты, которые образуются в охлаждающей жидкости во время эксплуатации. Температура кипения антифриза + 105 градусов, относительная плотность больше единицы. Срок службы антифриза будет исчерпан, когда кислоты все же одержат верх, уничтожат присадки, содержащиеся в жидкости, и примутся за металлические детали и резиновые патрубки. Обычно, срок службы антифриза 2 года. Объем заливаемого антифриза должен быть меньше объема заправочной емкости системы охлаждения, так как коэффициент объемного расширения антифриза больше, чем у воды. Тосол имеет свои недостатки – закипает при температуре около 120 градусов, тогда как рабочая температура двигателя колеблется примерно в этих же пределах. Как антифриз, так и тосол со временем создают накипь, которая затрудняет проход жидкости по каналам, отчего может возникнуть перегрев двигателя, поэтому через 60 тысяч километров пробега охлаждающую жидкость нужно заменить на новую. Преимущества и недостатки жидкостных и воздушных систем охлаждения. Преимущества двигателей с воздушным охлаждением: простота и удобство в эксплуатации из-за отсутствия жидкости; отсутствие таких узлов и агрегатов, как жидкостный насос, радиатор и соответствующие уплотнения; меньшая масса двигателя; двигатель быстрее прогревается; боле высокая температура цилиндров, а следовательно, меньше конденсируются пары бензина и воды на стенках цилиндров, что обусловливает меньший износ цилиндров; меньшая чувствительность к колебаниям температуры, что особенно важно при эксплуатации автомобиля в районах с жарким или холодным климатом. Недостатки двигателей с воздушным охлаждением: значительные затраты мощности на привод вентилятора; некоторое ухудшение наполнения цилиндра; повышенный уровень шума при работе; большая тепловая напряженность отдельных деталей, что может привести к перегреву двигателя. Преимущества двигателей с жидкостной системой охлаждения: легкий пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха создают меньший шум при его работе. Недостатки двигателей с жидкостной системой охлаждения: замерзание воды при низкой температуре, что может вывести двигатель из строя; образование на внутренних стенках системы накипи, уменьшающей теплообмен и вызывающей перегрев двигателя; увеличение массы и размеров двигателя из-за наличия двойных стенок. Каковы температурные условия работы двигателя? Объясните необходимость и задачи охлаждения, конструкции систем охлаждения двигателей. Система охлаждения двигателя предназначена для поддержания нормального его теплового состояния на всех режимах работы. Нормальному тепловому состоянию соответствует температура охлаждающей жидкости в рубашке охлаждения от 85 до 95 °С. Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя. Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси. Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии. Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов). По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть: принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе; термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения. комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу. Опишите привод и конструкции водяного насоса и вентилятора, способы уплотнения насоса: конструкции радиаторов при закрытой системе охлаждения: назначение, конструкцию и работу термостатов. Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос, или помпа. Он может иметь механический или электрический тип привода. Если помпа неисправна, вся система охлаждения будет находиться в нерабочем состоянии, что приведет к перегреву двигателя.  Конструктивно помпа представляет собой классический центробежный насос для перекачки воды и неагрессивных жидкостей. Она состоит из следующих деталей: Герметичный корпус. Он имеет сложную форму и чаще всего изготавливается из алюминиевых сплавов. Для подключения в систему в корпусе выполнены два патрубка – всасывающий и напорный. Первый подключается к магистрали, идущей от радиатора, а второй к магистрали рубашки охлаждения двигателя. Вал – осуществляет передачу вращения от привода к крыльчатке помпы. Крыльчатка, или рабочее колесо. Имеет лопасти специальной формы, с помощью которых осуществляет нагнетание охлаждающей жидкости в систему. Приводной шкив. Уплотнители (сальники) – предотвращает утечку охлаждающей жидкости в местах крепления насоса к магистралям. Подшипники. Располагается помпа в системе охлаждения двигателя между радиатором и рубашкой. Чаще всего – это передняя часть мотора. Главной задачей насоса системы охлаждения является создание избыточного давления для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в контурах. С практической стороны это ускоряет процесс теплообмена между узлами двигателя и охлаждающей жидкостью. При запуске двигателя автомобиля привод насоса через ременную передачу и вал передает вращательное движение рабочему колесу. В этот момент на входе (всасывающем патрубке) создается разрежение, способствующее всасыванию жидкости в помпу. Жидкость при этом находится в охлажденном состоянии, так как поступает из радиатора системы охлаждения. Попадая в центральную часть помпы, жидкость движется по лопастям крыльчатки и под действием центробежной силы нагнетается через выходной патрубок в рубашку системы охлаждения двигателя (к головке блока цилиндров). Под действием высокого давления охлаждающая жидкость проходит по контуру через основные узлы и выполняет отвод тепла. После этого она вновь возвращается к радиатору, где остужается и всасывается насосом для нового цикла охлаждения. Всего бывает 4 основных вида уплотнений: сальниковое (набивное), манжетное, механическое (торцевое), щелевое (лабиринтное). Также мы расскажем о двух видах насосов без уплотнений - с магнитной муфтой и с мокрым ротором. Конструкция радиатора охлаждения При обслуживании системы охлаждения необходимо знать конструктивные особенности радиатора. Он состоит из следующих элементов: бачок снизу; нижний патрубок; кран слива ОЖ; основная часть, состоящая из трубок и сот, через которые проходит антифриз; бачок сверху; верхний патрубок; горловина для заливки ОЖ. Антифриз попадает сверху, поле чего опускается по соединительным трубкам и сотам, обдувается воздухом и теряет температуру. Для повышения эффективности процесса между трубками предусматриваются пластины (актуально для старых версий) или полоски-ленты из алюминия (для новых типов). Наиболее востребованным является ленточный вариант, обеспечивающий улучшенную отдачу тепла и повышенную прочность. Термостат – это клапан, который разделяет малый и большой контуры системы охлаждения двигателя. Когда температура охлаждающей жидкости в малом контуре (рубашка двигателя и радиатор печки) достигает 85-90°C, термостат начинает плавно приоткрываться, пропуская часть жидкости из малого контура в большой (основной радиатор с вентилятором и расширительный бачок). Устройство термостата и его принцип работы зависят от используемого типа чувствительного элемента. Это могут быть биметаллические пластинки или металлические капсулы с капиллярными трубками, заполненные жидкостью или газом. Биметаллическая пластина представляет собой две разнородные металлические полоски с разными коэффициентами теплового расширения, которые сваривают вместе. Во время нагрева одна из металлических пластин расширяется больше, что приводит, при достижении заданной температуры, к её изгибанию или выпрямлению. Механически передвигаясь таким образом, биметаллическая пластина может замкнуть или разомкнуть электрические контакты или, например, открыть клапан охлаждающей жидкости. Ещё один из распространенных видов термостата – капиллярный. Его работа основана на первом законе термодинамики, согласно которому при изменении температуры в термодинамической системе, она должна выполнять механическую работу до тех пор, пока не придет в равновесное состояние. После того как мотор выходит на оптимальную рабочую температуру, становится необходимым поддерживать этот показатель в строгих рамках до самого момента остановки двигателя, а в ряде случаев и некоторое время после прекращения работы ДВС. Главной задачей устройства является контроль и распределение потока нагретой жидкости охлаждения внутри системы по отводу тепла от двигателя. Термостат может быть расположен в различных местах, зависимо компоновки двигателя в подкапотном пространстве, а также место его установки напрямую зависит от модели силового агрегата. Также на место установки устройства влияют и конструктивные особенности реализации самой охлаждающей жидкостной системы. В большинстве случаев термостат находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров. Вторым наиболее распространенным местом его установки считается вход центробежного насоса охлаждающей жидкости (помпы). Конструкция термостата, принцип работы. Основное назначение термостата – поддержание оптимальной температуры работы двигателя внутреннего сгорания. Во время работы двигатель выделяет очень много тепла, поэтому его необходимо охлаждать. Система охлаждения двигателя состоит из набора трубок, в которых циркулирует охлаждающая жидкость, и радиатора. Когда двигатель согревается, жидкость циркулирует по малому кругу, а когда в двигателе возрастает температура, жидкость начинает поступать уже и к радиатору охлаждения (большой круг). Так вот основным назначением термостата является открытие или закрытие пути жидкости к радиатору в нужный момент.  Основной деталью термостата является цилиндр. Этот цилиндр может двигаться вниз-вверх. Когда цилиндр поднят вверх, то открывается отверстие внизу и закрывается вверху. Сам этот подвижный цилиндр заполнен специальным веществом. Это вещество под действием температуры расширяется и начинает толкать шток, и цилиндр опускается вниз. Промежуточные выводы. Есть два положения термостата. Первое положение, когда термостат закрыт (закрыто верхнее отверстие). Тогда охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу. Во втором положении термостат называется открытым. Поскольку открывается верхнее и закрывается нижнее отверстие. Охлаждающая жидкость перестает двигаться по малому кругу и начинает двигаться к радиатору. В зависимости от производителя термостаты могут закрываться при различных температурах, но в основном этот 90 градусов. Гидромуфты, принцип их работы. Гидравлическая муфта является частью закрытой системы автоматической и полуавтоматической коробки передач. Отдельный узел гидромуфты (в современных моделях авто — гидротрансформатор) предназначен для плавной передачи крутящего момента от коленвала к коробке-автомат. Гидромуфта обеспечивает плавные переходы с одной передачи на другую, сдерживая вращательное колебание, позволяет начать плавный старт автомобиля и быстрый плавный разгон. Главные комплектующие гидромуфты — два лопастных колеса, которые расположены на одной оси. Первая лопасть соединяется гибкой связкой с ведущим валом авто. Вторая лопасть имеет сцепление с ведомым валом. Внутренняя часть гидромуфты заполнена маслом. Ведущий вал муфты получает вращение от двигателя машины. Под действием вращательных движений рабочей жидкости происходит передача усилий на лопасти ведомого вала, который начинает плавно вращаться, перебирая на себя ускорение от ведущего вала. Связующим звеном между валами является рабочая жидкость. Гидротрансформатор как более модернизированная система имеет дополнительную силовую деталь – статор, третье колесо с лопастями определенной формы. Устанавливается на ведущий (насосный) вал, образуя с колесом единый узел. Гидротрансформатор увеличивает крутящий момент передачи от двигателя на АКПП в несколько раз, в то время как муфта передает количество колебаний от ведущего вала с потерями на 2-5%. Пусковые подогреватели: 5ПП-40, ПЖД-30, ПЖБ-200, ЭФУ, Предпусковой подогреватель, их конструкция, принцип работы. Пусковые приспособления типа 5ПП-40 состоят из следующих основных узлов: воздушного насоса, смесителя, распылителей, воздушного и эмульсионных трубопроводов. Пуск двигателя с применением этого пускового приспособления осуществляется следующим образом. Запаянная капсула, содержащая легковоспламеняющуюся пусковую жидкость, устанавливается перед пуском двигателя в корпус смесителя и прокалывается, в результате чего обеспечивается перетекание пусковой жидкости из капсулы в смеситель. Воздушным насосом нагнетается воздух в смеситель, где он в определенной пропорции смешивается с пусковой жидкостью, образуя эмульсию. Эмульсия поступает к распылителям и в мелкораспыленном состоянии подается во впускной трубопровод двигателя. Одновременно включается стартер двигателя. При этом распыленная пусковая жидкость с потоком воздуха (рабочей смеси) попадает в цилиндры двигателя. Вследствие хорошей испаряемости пусковой жидкости и наличия внешнего смесеобразования получается равномерное распределение пусковой жидкости по всему объему камеры сгорания двигателя и равномерное ее воспламенение, способствующее воспламенению основного топлива. Для обеспечения надежного выхода двигателя на режим устойчивой работы пусковое приспособление некоторое время продолжает работать после отключения стартера двигателя. После прекращения работы воздушного насоса поступление пусковой жидкости в цилиндры двигателя прекращается, так как обеспечивается герметизация пускового приспособления. Воздушный насос пускового приспособления типа 5ПП-40 — ручной, поршневой, двойного действия, вследствие чего обеспечивается подача воздуха в смеситель при прямом и обратном ходе поршня. Изготовляется насос в отдельном литом корпусе, что позволяет рационально и удобно размещать пусковое приспособление на автомобиле, помещая насос в кабине автомобиля, а остальные узлы пускового приспособления, устанавливая в отсеке двигатели. Такая установка пускового приспособления исключает попадание паров эфира пусковой жидкости в кабину водителя. ПЖД-30 Подогреватель предназначен для разогрева двигателя перед пуском в холодное время года при температуре окружающего воздуха от плюс 5 до минус 60 0С, при относительной влажности до 75% при плюс 15 0С. Подогреватель работает независимо от автомобильного двигателя. Система охлаждения должна быть заполнена низкозамерзающей жидкостью. Питание подогревателя топливом осуществляется от топливной системы автотранспортного средства или от автономного топливного бачка. ПЖБ-200 Предпусковой подогреватель служит для подогрева дизеля с целью облегчения его запуска при низких температурах окружающей среды и устанавливается на трактор только на осенне-зимний период. В остальное время года (когда температура воздуха не ниже +5 °С) подогреватель должен быть снят с трактора и храниться в закрытом сухом помещении.   пробка водоподводящая труба (устанавливается на правой стороне двигателя) водяная рубашка водоотводящая труба кожух обогрева поддона двигателя горячими газами кронштейн патрубок подвода горячих газов провод свечи свеча накаливания котел патрубок подвода воздуха заслонка вентилятора вентилятор хомуты электродвигатель кронштейн электродвигателя краник спуска воды кронштейн котла провода электродвигателя трубка подвода топлива к горелке провод электромагнитного клапана электромагнитный клапан кронштейн топливный бак трубка подвода топлива запорный краник крышка заливной горловины пучок проводов пульт управления включатель свечи накаливания контрольная спираль накаливания ручка переключателя наружная водяная рубашка коллектор подвода холодной воды внутренняя водяная рубашка трубка слива несгоревшего топлива отражатель камера сгорания завихритель крыльчатка вентилятора патрубки отвода горячей воды корпус электромагнитного клапана гайка сальника регулировочная игла седло клапана клапан подвижный сердечник неподвижный сердечник катушка фильтр заливной горловины При запуске подогревателя ручку переключателя 32 переместите в положение II на 15-20 секунд. При этом электрический ток поступает от клеммы стартера к электродвигателю 15 вентилятора 13 и приводит его в движение, а также в катушку 49 электромагнитного клапана 22. В катушке 49 возникает магнитное поле, которое передвигает подвижной сердечник 47 к неподвижному сердечнику 48. Сердечник 47, отходя от корпуса 42 электромагнитного клапана, открывает поступление топлива из трубопровода 25 в трубопровод 20 и далее в камеру сгорания (горелку) 38, где асбест камеры сгорания смачивается поступающим топливом. Затем поставьте ручку переключателя 32 в положение "О", а рычажок 30 свечи накаливания во включенное положение. При этом электрический ток от клеммы стартера поступает только к свече накаливания 9 через контрольную спираль 31. При достижении светло-красного каления контрольной спирали ручку переключателя 32 установите в положение I. ЭФУ Электрофакельное устройство (ЭФУ) служит для облегчения пуска двигателя при температуре окружающего воздуха от минус 5 до минус 20° С. 1. Проверьте исправность контрольной лампы ЭФУ на панели приборов в кабине нажатием кнопм контроля (для панели приборов ф. «КАМАЗ»). 2. Определите время от момента включения ЭФУ до загорания контрольной лампы. Для первого включе ния ЭФУ оно должно быть: - при положительной температуре воздуха - 50...70 с; - при отрицательной температуре воздуха - 70...110 с. При повторном включении ЭФУ время до заго рания контрольной лампы сокращается. Предпусковой подогреватель, их конструкция, принцип работы. Предпусковой подогреватель двигателя — устройство, позволяющее прогреть двигатель безрельсового транспортного средства, не запуская его. Предназначен для предварительного прогрева двигателя, для облегчения запуска двигателя в холодную погоду и, в некоторых случаях, для прогрева воздуха в салоне транспортного средства. Все разнообразие подобных систем можно разделить на две категории: автономные; зависимые (электрические). При этом оба типа обогревателей являются автономными. Устройства осуществляют забор топлива (бензин, солярка) из основного бака или отдельного резервуара (идет в комплекте с автономным отопителем). Далее происходит сжигание этого топлива в небольшой камере сгорания. Данные решения являются экономичными, так как расход топлива небольшой, также потребляется минимум электроэнергии, подогреватели отличаются сниженным уровнем шума во время работы. Еще следует отметить универсальность, так как поставить отопитель можно на бензиновый, дизельный, газовый или газодизельный двигатель, мотор с ГБО и т.д. Как правило, автономные предпусковые подогреватели устанавливают в моторном отсеке, после чего они также подключаются к системе охлаждения двигателя. Воздушный отопитель в таком подключении не нуждается. Устройство ставят в салоне, так как его задача не греть ОЖ, а подать подогретый воздух в воздуховоды. Итак, после того, как на устройство приходит сигнал о запуске, электрический ток начинает подаваться на исполнительный мотор. Такой двигатель приводит в действие специальный топливный насос, который входит в конструкцию отопителя. Параллельно начинает работать и вентилятор. Насос накачивает горючее, после чего топливо испаряется в испарителе. Также в отопитель поступает воздух. В результате образуется топливно-воздушная смесь, которая поступает в камеру сгорания и воспламеняется от искры на свече зажигания. Тепловая энергия, которая образуется после сгорания, через специальный теплообменник отдается охлаждающей жидкости в системе охлаждения. Сама ОЖ при этом циркулирует. Циркуляция становится возможной благодаря работе подкачивающего насоса, который входит в конструкцию отопителя. Таким образом, подогретая и циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость способна передать тепло холодному двигателю. Электрический подогреватель является спиралью, которая вкручивается в блок цилиндров двигателя. Электрическая спираль ставится вместо заглушки в блоке. Принцип работы достаточно прост. Через спираль проходит ток, спираль нагревается, что и позволяет в результате нагреть тосол или антифриз. Циркуляция ОЖ и распределение тепла происходит естественным путем (за счет конвекции). Основные неисправности, вливающие на мощность и экономичность двигателя. Основными неисправностями двигателя являются: падение мощности; увеличение расхода топлива и смазочного материала; дымности выпуска; снижение давления конца такта сжатия; хлопки в карбюраторе или глушителе; стуки в двигателе. Лабораторная работа По дисциплине «Конструкция и эксплуатационные свойства ТиТМО» Задание № 4 |