Funkcie zariadenia
Uzavretý chladiaci systém pod tlakom. V uzávere expanznej nádrže je poistný ventil. Systém chladenia motora obsahuje chladič vykurovania priestoru pre cestujúcich, ktorý sa nachádza pod prístrojovou doskou.
Objem náplne chladiaceho systému motora:
- K4M a K7M (kompletne s klimatizáciou) - 5,45 l;
- K4M a K7M (kompletná sada bez klimatizácie) - 4,5 l.
Teplota, pri ktorej sa termostatický ventil začne otvárať, je 89°C.
Teplota úplného otvorenia termostatického ventilu je 99 ±2°C.
Kalibračná hodnota ventilu vo viečku expanznej nádrže je 1,4 baru.
Motor 1.6 (16V)
Motor 1.6 (8V)
Obrázok 13-1 - Schéma chladiaceho systému motora: 1 - motor; 2 - vodné čerpadlo; 3 - termostat; 4 - odvzdušňovacia bradavka; 5 - chladič kúrenia; 6 - chladič chladiaceho systému motora; 7 - expanzná nádrž
Účel a princíp fungovania chladiaceho systému
Účinnosť chladiaceho systému závisí od jeho konštrukcie a prevádzkových podmienok. Konštrukcia chladiaceho systému je určená výkonom motora, veľkosťou chladiča, typom použitej chladiacej kvapaliny a výkonom vodného čerpadla (obehové čerpadlo chladiacej kvapaliny), typ ventilátora, termostat a tlak v systéme. Bohužiaľ, chladiaci systém sa často prehliada, až kým nenastanú problémy. Správna plánovaná údržba môže pomôcť predchádzať takýmto problémom.
Chladiaci systém musí umožniť motoru čo najrýchlejšie zahriať sa na požadovanú prevádzkovú teplotu a potom túto teplotu udržiavať. Musí efektívne fungovať v rozsahu teplôt okolia od -30°F (-35°C) do 110°F (45°C).
Maximálna teplota spaľovania pracovnej zmesi do motora pravidelne stúpa na úroveň v rozmedzí od 4000°F až 6000°F (od 2200°C až 3000°C). Priemerná teplota v spaľovacej komory je medzi 1200°F a 1700°F (650°C do 925°C). Predĺžené vykurovanie na takéto vysoké teploty by spôsobiť zníženie pevnosti diely motora, takže je to potrebné na odvádzanie tepla od motora. Chladiaci systém udržiava teplotu stien spaľovacej komory v teplotnom rozsahu, ktorý zaisťuje maximálnu účinnosť motora (obrázok 7.1).
Obrázok 7.1. Typická teplota spaľovania pracovnej zmesi a typická teplota výfukových plynov na výstupnom otvore
Problémy, ktoré sa vyskytujú v motore pri nízkych prevádzkových teplotách
Aby motor fungoval normálne, jeho prevádzková teplota musí byť nad určitou minimálnou prijateľnou úrovňou. Ak je prevádzková teplota príliš nízka, nie je dostatok tepla na normálne odparovanie paliva potrebného na dosiahnutie požadovaného zloženia zmesi paliva a vzduchu. V dôsledku toho je potrebné zvýšiť spotrebu paliva, aby sa vytvorila koncentrácia jeho pár, ktorá zabezpečí horľavosť pracovnej zmesi. Ťažšie, menej prchavé zložky benzínu sa neodparujú a zostávajú ako nespálené kvapalné palivo. Okrem toho sa časť pracovnej zmesi, ktorá je v kontakte so studenými stenami motora, ochladzuje, čo vedie k nedokonalému spaľovaniu paliva a tvorbe uhlíkových usadenín.
Spaľovanie benzínu je prudký oxidačný proces, čo je chemická reakcia kombinácie uhľovodíkového paliva s kyslíkom obsiahnutým vo vzduchu. Táto reakcia prebieha s uvoľňovaním tepla. Pri spálení piatich litrov paliva sa vyprodukuje jeden liter vody vo forme pary. Časť tejto vlhkosti kondenzuje a končí v olejovej vani spolu s nespáleným palivom a sadzami, čo spôsobuje tvorbu kalov. Kondenzovaná vlhkosť reaguje s nespálenými uhľovodíkmi a prísadami, čo vedie k tvorbe kyselín: uhličitej, sírovej, dusičnej, bromovodíkovej a chlorovodíkovej. Tieto kyseliny sú zodpovedné za opotrebovanie motora spôsobené vnútornou koróziou a hrdzou. Keď teploty chladiacej kvapaliny klesne pod 130°F (55°C), hrdza okamžite objaví. Pri teplotách nižších ako 110°F (45°C), vody, ktoré vznikajú pri spaľovaní palív sa hromadí v oleji. Keď teplota chladiacej kvapaliny klesne pod 65°C (165°F), dochádza k rýchlemu opotrebovaniu stien valcov.
Aby sa znížili negatívne procesy v motore spojené s nízkymi teplotami a aby sa uľahčilo štartovanie motora v chladnom počasí, väčšina výrobcov ponúka ohrievače bloku valcov ako doplnkové vybavenie motora. Tieto ohrievače sú pripojené k bežnej elektrickej sieti (siete 110 V striedavého prúdu) a vykurovací článok ohrieva chladiacu kvapalinu (obrázok 7.2).
Obrázok 7.2. Ak chcete odstrániť vykurovací článok, odskrutkujte skrutku, ktorá ho upevňuje v procesnom otvore v stene bloku valcov (a). Vykurovací článok sa odstráni z bloku valcov. Chladiaca kvapalina, ohrievaná vykurovacím prvkom ponoreným v nej, sa rozpína a stúpa nahor a vytláča studenú chladiacu kvapalinu. Vďaka konvekčnej výmene tepla sa chladiaca kvapalina ohrieva v celom motore (b)
Problémy, ktoré sa vyskytujú v motore pri vysokých prevádzkových teplotách
Aby sa motor neprehrial, jeho prevádzková teplota nesmie prekročiť maximálnu povolenú teplotu. Vysoké teploty spôsobujú oxidáciu oleja. Pod ich vplyvom sa olej disociuje, čím vzniká koks a vysychajúce oleje. Pri dlhodobom prehrievaní sa na piestnych krúžkoch usadzuje koks, ktorý ich upcháva. Usadeniny uhlíka podobné laku spôsobujú zaseknutie piestov hydraulických zdvihákov ventilov. Pri zahrievaní na vysoké teploty sa viskozita oleja nevyhnutne znižuje a hrúbka vrstvy maziva sa znižuje. Ak sa vrstva maziva stane príliš tenkou, dochádza k suchému kontaktu povrchov pohyblivých častí. Súčasne sa zvyšuje koeficient trenia, čo spôsobuje zníženie výkonu motora a zrýchlené opotrebovanie jeho komponentov.
Prehrievanie motora je drahé
Porucha chladiaceho systému je hlavnou príčinou poruchy motora. Automechanici mávajú často nočné mory o tom, ako servisné stredisko inštaluje práve opravený motor do auta s upchatým chladičom. Po generálnej oprave alebo oprave motora sa spravidla musí vymeniť vodné čerpadlo a všetky hadice. Pri každej oprave alebo výmene motora by sa mal skontrolovať aj chladič, či nedochádza k únikom a upchatiu. Prehriatie je najčastejšou príčinou poruchy motora.
Návrh chladiaceho systému
Chladiaca kvapalina prechádza motorom a absorbuje teplo, ktoré sa v ňom vytvára. Potom prúdi do radiátora, ktorý odvádza teplo do okolia. Chladiaca kvapalina nepretržite cirkuluje chladiacim systémom, ako je znázornené na obrázku 7.3 a 7.4. Keď chladiaca kvapalina prechádza motorom, zohreje sa až o 15°F (8°C). Keď prechádza chladičom, ochladzuje sa. Prietok chladiacej kvapaliny môže dosiahnuť 4 litre za minútu na konskú silu motora.
Obrázok 7.3. Schematický diagram prúdenia chladiacej kvapaliny motorom
Obrázok 7.4 Táto fotografia bloku valcov s odrezanou doskou zobrazuje priechody chladiaceho systému obklopujúce valce. Upozorňujeme, že chladiaca kvapalina umýva valce zo všetkých strán a tiež preteká cez medzery medzi nimi
Teplota motora a toxicita výfukových plynov
V mnohých oblastiach existujú kontroly emisií výfukových plynov vozidiel. Emisie uhľovodíkov (HC) sú jednoducho nespálené palivo. Aby ste znížili emisie nespálených uhľovodíkov a úspešne absolvovali emisnú skúšku, uistite sa, že je motor pred skúškou zahriaty na normálnu prevádzkovú teplotu. Výrobcovia automobilov definujú "normálnu prevádzkovú teplotu" ako:
- 1. Horná hadica chladiča sa zahrieva a je pod zvýšeným tlakom.
- 2. Elektrický ventilátor sa dvakrát zapne a vypne (fanúšikovia) chladiace systémy.
Pred vykonaním emisnej skúšky sa uistite, že motor dosiahol normálnu prevádzkovú teplotu. Najlepšie je prejsť s vozidlom 32 km (20 míľ), aby sa katalyzátor, olej a chladiaca kvapalina zohriali na normálnu prevádzkovú teplotu. Je obzvlášť dôležité starať sa o to v chladnom počasí. Väčšina vodičov si myslí, že na zahriatie motora stačí nechať ho bežať na voľnobeh, kým z kúrenia v kabíne nevyjde teplý vzduch. Kúrenie v interiéri odoberá teplo z chladiacej kvapaliny. Výrobcovia automobilov odporúčajú nenechávať motor bežať na voľnobeh dlhšie ako 5 minút a na zahriatie motora ho nechať bežať na voľnobeh jednu až dve minúty, potom je potrebné pomaly jazdiť s autom, aby sa zvýšil tlak oleja v mazacom systéme, aby sa motor zahrial.
Horúca chladiaca kvapalina prúdi cez termostatický ventil, ktorý je nainštalovaný v najvyššom bode motora, do chladiča. Výstupné potrubie chladiaceho systému je spojené s horným vstupným potrubím chladiča hadicou, ktorá je upevnená svorkami. Chladiaca kvapalina sa v chladiči ochladzuje prúdom vzduchu, ktorý na ňu prúdi. Keď sa ochladí, klesá po chladiči a cez spodné výstupné potrubie vstupuje do vodného čerpadla, ktoré zabezpečuje nútenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny v motore.
Originál je dostupný na tomto zdroji [ladaman]
Poznámka
V mnohých nových konštrukciách motorov je termostat nainštalovaný na vstupe vodného čerpadla. Keď ochladená kvapalina vstúpi do termostatu, uzavrie sa a zostane zatvorený, kým teplota chladiacej kvapaliny nedosiahne svoju otváraciu teplotu. Umiestnenie termostatu na vstupe vodného čerpadla teda znižuje rozsah kolísania teploty chladiacej kvapaliny, čím sa znižujú náhle zmeny teploty, ktoré by mohli spôsobiť tepelné namáhanie motora, najmä v motoroch s hliníkovými hlavami valcov a liatinovými blokmi valcov.
Účinnosť odvodu tepla chladiacim systémom je určená hlavne účinnosťou chladiča. Konštrukcie radiátorov sú navrhnuté tak, aby zabezpečili maximálnu účinnosť výmeny tepla pri minimálnych rozmeroch. Prietok vzduchu cez chladič je zvýšený chladiacim ventilátorom s remeňovým alebo elektrickým pohonom.