Водяной насос служит для создания циркуляции воды в системе охлаждения. Располагается насос обычно в передней части блока цилиндров и имеет привод клиновидным ремнем от коленчатого вала двигателя.
Вентилятор предназначен для усиления потока воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор имеет обычно четы-ре-шесть лопастей. Для снижения шума лопасти располагают Х-образно, попарно под углом 70 и 110°. Изготовляют лопасти из листовой стали или пластмассы.
Лопасти имеют отогнутые концы, что улучшает вентиляцию подкапотного пространства и повышает производительность вентиляторов. Иногда вентилятор располагают в кожухе, который способствует повышению скорости воздуха, просасываемого через радиатор.
Для уменьшения мощности, необходимой для привода вентилятора, и улучшения работы системы охлаждения применяют вентиляторы с электромагнитной муфтой. Эта муфта автоматически отключает вентилятор, когда температура воды в верхнем бачке радиатора ниже 350–358 К (78–85 °C).
В привод вентилятора двигателя может быть включена гидромуфта, обеспечивающая плавную передачу вращения от коленчатого вала к вентилятору.
Гидромуфта включается автоматически: по мере увеличения температуры жидкости в системе охлаждения активная масса, находящаяся в баллоне включателя, плавится и объем ее увеличивается, а это вызывает перемещение золотника, открывающего доступ масла из системы смазки в гидромуфту. Частота вращения вентилятора зависит от количества масла, поступающего в гидромуфту. При прекращении подачи масла вентилятор отключается.
Термостат автоматически поддерживает устойчивый тепловой режим двигателя. Как правило, термостат устанавливают на выходе охлаждающей жидкости из рубашек охлаждения головок цилиндров или впускного трубопровода двигателя.
Термостаты могут быть жидкостные и с твердым наполнителем.
В жидкостном термостате имеется гофрированный баллон, заполненный легко испаряющейся жидкостью. Нижний конец баллона закреплен в корпусе термостата, а к штоку верхнего конца припаян клапан.
При температуре охлаждающей жидкости ниже 351 К (78 °C) клапан термостата закрыт и вся жидкость через перепускной шланг (байпас) направляется обратно в водяной насос, минуя радиатор. Вследствие этого ускоряется прогрев двигателя и впускного трубопровода.
Когда температура превысит 351 К (78 °C), давление в баллоне увеличивается, он удлиняется и приподнимает клапан. Горячая жидкость направляется в верхний бачок радиатора. Клапан полностью открывается при температуре 364 К (91 °C).
Термостат (рис. 3.2.12) с твердым наполнителем имеет баллон 7, заполненный церезином (нефтяным воском) 8 и закрытый резиновой диафрагмой 9. При температуре 343 К (70 °C) церезин плавится и, расширяясь, перемещает вверх диафрагму 9, буфер 12 и шток 5. При этом открывается клапан 4 и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор.
При снижении температуры церезин затвердевает и уменьшается в объеме. Под действием возвратной пружины 11 клапан 4 закрывается, а диафрагма 9 опускается вниз.
В двигателях автомобилей ВАЗ термостат выполнен двухклапанным и устанавливается перед водяным насосом. При холодном двигателе большая часть охлаждающей жидкости будет циркулировать по кругу: водяной насос – блок цилиндров – головка цилиндров – термостат – водяной насос. Параллельно жидкость циркулирует через рубашку впускного трубопровода и смесительной камеры карбюратора, а при открытом кране отопителя пассажирского помещения – через его радиатор.
Рис. 3.2.12. Термостаты:
а — в закрытом положении, б – в открытом положении, с твердым наполнителем, в — в закрытом положении, г – в открытом положении;
1 – впускной трубопровод, 2 – перепускной шланг, 3 – патрубок,
4 — клапан термостата, 5 – шток, 6 – корпус термостата, 7 – баллон,
8 – церезин, 9 – диафрагма, 10 — направляющая втулка,
11 – возвратная пружина, 12 — буфер
Когда температура жидкости ниже 363 К (90 °C), оба клапана термостата частично открыты. Часть жидкости поступает к радиатору.
При полностью прогретом двигателе основной поток жидкости из головки цилиндров направляется в радиатор системы охлаждения.
На двигателях автомобилей «Москвич», как и на автомобилях ВАЗ, термостат расположен в нижней части системы охлаждения между радиатором и водяным насосом. Клапан термостата в данном случае более герметичен, радиатор при прогреве полностью отключается, двигатель прогревается быстрее.
Для контроля за температурой охлаждающей жидкости служат сигнальные лампы и указатели на щитке приборов. Датчики контрольно-измерительных приборов размещаются в головках цилиндров, верхнем бачке радиатора и рубашке охлаждения впускного трубопровода.
3.2.9. Система пуска
Система пуска состоит из стартера, аккумуляторной батареи, цепи стартера и средств облегчения пуска.
Особенностью системы пуска автомобильных двигателей является то, что мощности аккумуляторной батареи и стартера близки между собой. Поэтому при пуске двигателя напряжение аккумуляторной батареи значительно изменяется в зависимости от тока, потребляемого стартером. В таких условиях на пуск двигателя большое влияние оказывают состояние аккумуляторной батареи (ее температура, степень заряженности, износ) и состояние цепи стартера.
В качестве стартера применяют электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Реже применяют стартеры со смешанным возбуждением (для двигателей некоторых легковых автомобилей). Это делается с целью снизить частоту вращения якоря стартера на холостом ходу.
С ростом тока, потребляемого стартером, его крутящий момент растет, а частота вращения якоря уменьшается. Кривая мощности стартера имеет вид параболы. Максимум КПД стартера и максимум мощности не совпадают. Якорь стартера при холостом ходе будет иметь максимальную частоту вращения. Крутящий момент стартера в этот момент будет равен нулю. При снижении напряжения аккумуляторной батареи снижается частота вращения якоря стартера и его мощность.
Чтобы пустить двигатель, стартер должен преодолеть его момент сопротивления, который представляет собой сумму моментов: момента сил трения, момента от сжатия, момента для привода вспомогательных механизмов, установленных на двигателе (воздушный компрессор, масляный насос, топливный насос на дизелях и т. д.), а также момента на преодоление сил инерции вращающихся и поступательно движущихся масс двигателя.
Для всех двигателей характерно увеличение минимальной пусковой частоты вращения с понижением температуры пуска. Чем больше число цилиндров, тем ниже пусковая частота вращения двигателя. У дизельных двигателей пусковая частота вращения значительно выше, чем у карбюраторных двигателей.
Применение пусковых жидкостей (вводимых во всасывающий коллектор) значительно снижает минимальную пусковую частоту вращения и облегчает пуск холодных двигателей. Для пуска двигателя необходимо не только сообщить коленчатому валу скорость, превышающую минимальную пусковую, но и повернуть вал определенное число раз (2–3), чтобы в цилиндрах двигателя образовалась рабочая смесь, которую может воспламенить искра.
Если совместить механическую характеристику двигателя (зависимость момента сопротивления от частоты прокручивания) и механическую характеристику стартера, то точка их пересечения определит частоту, с которой будет прокручиваться вал двигателя при пуске. Чем ниже температура двигателя, тем больше момент сопротивления двигателя прокручиванию и хуже механическая характеристика стартера за счет снижения температуры аккумуляторной батареи, а следовательно, и меньше частота прокручивания вала двигателя при его пуске.
Стартер (рис. 3.2.13) состоит из корпуса 15, якоря 16, крышек 9 (со стороны привода) и 19 (со стороны коллектора), привода стартера, включающего муфту свободного хода 12, шестерню 77 и поводковую муфту 14. На корпусе стартера укреплено тяговое реле.
Корпус стартера изготовляют из стали. Он может быть сварным или выполненным из цельнотянутой трубы. Полюсы 21 получают горячей штамповкой из стали. Крышка 9 отливается из чугуна или алюминиевого сплава. Крышка 19 отливается из алюминиевого сплава. На задней крышке укреплены щеткодержатели 23 коробчатого типа. На стартерах большой мощности применяют щеткодержатели, в которых устанавливают по две щетки в один ряд.
