El sistema de refrigeración del motor de combustión interna. El principio de funcionamiento y el dispositivo del sistema de refrigeración del motor. Cómo afecta el uso de diferentes refrigerantes al sistema de refrigeración

Hoy de nuestra columna habitual " Cómo funciona» Aprenderá el dispositivo y el principio de funcionamiento. sistemas de enfriamiento del motor, para que sirve el termostato Y radiador y también por qué no se usa mucho sistema de refrigeración por aire.

Sistema de refrigeración motor Combustión interna realiza la disipación de calor de las partes del motor y transfiéralo a ambiente. Además de la función principal, el sistema realiza una serie de funciones secundarias: enfriamiento de aceite en el sistema de lubricación; calentamiento de aire en el sistema de calefacción y aire acondicionado; Refrigeración de gases de escape, etc.

Durante la combustión de la mezcla de trabajo, la temperatura en el cilindro puede alcanzar los 2500°C, mientras que la temperatura de funcionamiento del motor de combustión interna es de 80-90°C. Es para mantener el régimen de temperatura óptimo que existe un sistema de refrigeración, que puede ser de los siguientes tipos, dependiendo del refrigerante: líquido, aire y combinado . se debe notar que sistema líquido en su forma pura casi nunca se utiliza, ya que no es capaz de mantener el funcionamiento de los motores modernos en condiciones térmicas óptimas durante mucho tiempo.

Sistema combinado de refrigeración del motor:

En un sistema de enfriamiento combinado, como refrigerante, a menudo se usa agua, ya que tiene una alta capacidad calorífica específica, disponibilidad e inocuidad para el organismo. Sin embargo, el agua tiene una serie de desventajas significativas: la formación de incrustaciones y congelación a bajas temperaturas. EN horario de invierno años, se deben verter líquidos de baja congelación - anticongelantes (soluciones acuosas de etilenglicol, mezclas de agua con alcohol o glicerina, con aditivos de hidrocarburos, etc.) en el sistema de refrigeración.

El sistema de refrigeración en cuestión está compuesto por: una bomba de líquido, un radiador, un termostato, un vaso de expansión, una camisa de refrigeración para cilindros y culatas, un ventilador, un sensor de temperatura y mangueras de alimentación.

Cabe mencionar que el enfriamiento del motor es forzado, lo que significa que se mantiene una sobrepresión en el mismo (hasta 100 kPa), por lo que el punto de ebullición del refrigerante sube a 120°C.

Al arrancar un motor frío, se calienta gradualmente. En un principio, el refrigerante, bajo la acción de una bomba de líquido, circula en un pequeño círculo, es decir, en las cavidades entre las paredes de los cilindros y las paredes del motor (camisa de enfriamiento), sin llegar al radiador. Esta limitación es necesaria para introducir rápidamente el motor en un régimen térmico eficiente. Cuando la temperatura del motor supera los valores óptimos, el refrigerante comienza a circular por el radiador, donde se enfría activamente (llamado gran círculo de circulación).

Dispositivo y principio de funcionamiento:

BOMBA DE LIQUIDO . La bomba proporciona circulación forzada de líquido en el sistema de refrigeración del motor. Las bombas de tipo centrífugo más utilizadas. El eje 6 de la bomba se instala en la cubierta 4 usando un cojinete 5. Al final del eje, se presiona un impulsor de hierro fundido 1. Cuando el eje de la bomba gira, el refrigerante a través de la tubería 7 ingresa al centro del impulsor , es capturado por sus palas, es arrojado a la carcasa de la bomba 2 bajo la acción de la fuerza centrífuga y a través de la ventana 3 en la carcasa se dirige a la camisa de refrigeración del bloque del motor.

RADIADOR asegura la eliminación de calor del refrigerante al medio ambiente. El radiador consta de tanques superior e inferior y un núcleo. Se monta sobre un carro sobre cojines de goma con resortes. Los radiadores tubulares y de placas más habituales. En el primero, el núcleo está formado por varias hileras de tubos de latón pasados ​​por placas horizontales, que aumentan la superficie de refrigeración y dan rigidez al radiador. En el segundo, el núcleo consta de una fila de tubos planos de latón, cada uno de los cuales está hecho de placas corrugadas soldadas entre sí en los bordes. El tanque superior tiene un cuello de llenado y una tubería de vapor. El cuello del radiador está sellado herméticamente con un tapón que tiene dos válvulas: una válvula de vapor para reducir la presión cuando el líquido hierve, que se abre a una sobrepresión de más de 40 kPa (0,4 kgf/cm2), y una válvula de aire que permite el paso del aire. para pasar al sistema cuando la presión disminuye debido al enfriamiento del líquido y esto evita que los tubos del radiador se aplasten por la presión atmosférica. Usado y radiadores de aluminio: Ellos más económico y más fácil, pero propiedades de transferencia de calor y confiabilidad abajo .

El refrigerante que "corre" a través de los tubos del radiador se enfría cuando se mueve con un flujo de aire que se aproxima.

ADMIRADOR refuerza flujo de aire a través del núcleo del radiador. El cubo del ventilador está montado en el eje de la bomba de fluido. Juntos son impulsados ​​por una polea. cigüeñal cinturones El ventilador está encerrado en una carcasa montada en el marco del radiador, lo que ayuda a aumentar la velocidad del flujo de aire que pasa por el radiador. En la mayoría de los casos, se utilizan ventiladores de cuatro y seis aspas.

SENSOR la temperatura del refrigerante se refiere a los elementos de control y está diseñada para establecer el valor del parámetro controlado y su posterior conversión en un impulso eléctrico. La unidad de control electrónico recibe este impulso y envía ciertas señales a los actuadores. Usando el sensor de refrigerante, la computadora determina la cantidad de combustible requerida para el funcionamiento normal del motor de combustión interna. Además, en base a las lecturas del sensor de temperatura del refrigerante, la unidad de control genera un comando para encender el ventilador.

Sistema de refrigeración por aire:

En el sistema de refrigeración por aire, el calor se elimina de las paredes de las cámaras de combustión y los cilindros del motor mediante un flujo de aire forzado creado por un potente ventilador. Este sistema de enfriamiento es el mas simple, ya que no requiere piezas complejas y sistemas de control. La intensidad del enfriamiento por aire de los motores depende significativamente de la organización de la dirección del flujo de aire y la ubicación del ventilador.

En los motores en línea, los ventiladores están ubicados al frente, al costado o combinados con un volante, y en los motores en forma de V, generalmente están ubicados en la cámara entre los cilindros. Según la ubicación del ventilador, los cilindros se enfrían con aire forzado o aspirado a través del sistema de enfriamiento.

Temperatura óptima del motor Aire enfriado se considera que la temperatura del aceite en el sistema de lubricación del motor es de 70 ... 110 ° C en todos los modos de funcionamiento del motor. Esto es posible siempre que hasta el 35% del calor liberado durante la combustión del combustible en los cilindros del motor se disipe al ambiente con el aire de refrigeración.

El sistema de enfriamiento por aire reduce el tiempo de calentamiento del motor, proporciona una eliminación estable del calor de las paredes de las cámaras de combustión y los cilindros del motor, es más confiable y conveniente de operar, fácil de mantener, más avanzado tecnológicamente cuando el motor está montado en la parte trasera. el sobreenfriamiento del motor es poco probable. Sin embargo, el sistema de refrigeración por aire aumenta dimensiones motor, crea aumento del ruido durante el funcionamiento del motor, es más difícil de fabricar y requiere el uso de mejores combustibles y lubricantes. La capacidad calorífica del aire es baja., que no permite eliminar uniformemente una gran cantidad de calor del motor y, en consecuencia, crear centrales eléctricas potentes y compactas.

Todos los automóviles utilizan un motor de combustión interna. Los sistemas de refrigeración líquida se utilizan ampliamente, solo en los antiguos "Zaporozhets" y se utiliza el nuevo soplado de aire "Tata". Cabe señalar que el esquema de circulación en todas las máquinas es casi similar: los mismos elementos están presentes en el diseño, realizan funciones idénticas.

Pequeño círculo de enfriamiento

En el esquema del sistema de enfriamiento del motor de combustión interna, hay dos circuitos: pequeño y grande. En cierto modo, es similar a la anatomía humana: el movimiento de la sangre en el cuerpo. El líquido se mueve en un pequeño círculo cuando es necesario calentarlo rápidamente a la temperatura de funcionamiento. El problema es que el motor puede funcionar normalmente en un rango de temperatura estrecho, alrededor de 90 grados.

No puede aumentarlo o disminuirlo, ya que esto conducirá a violaciones: el tiempo de encendido cambiará, la mezcla de combustible se quemará fuera de tiempo. El circuito incluye un radiador para el calentador interior; después de todo, es necesario que el interior del automóvil se caliente lo antes posible. El suministro de anticongelante caliente se bloquea con un grifo. El lugar de su instalación depende del automóvil específico: en la partición entre el compartimiento de pasajeros y Compartimiento del motor, en la zona de la guantera, etc.

Gran circuito de refrigeración

En este caso, el radiador principal también se enciende. Se instala en la parte delantera del automóvil y está diseñado para reducir urgentemente la temperatura del líquido en el motor. Si el automóvil tiene aire acondicionado, entonces su radiador está instalado cerca. En los automóviles Volga y Gazelle, se usa un enfriador de aceite, que también se coloca en la parte delantera del automóvil. En el radiador se suele colocar un ventilador, que es accionado por un motor eléctrico, una correa o un embrague.

Bomba de líquido en el sistema.

Este dispositivo está incluido en el circuito de circulación de refrigerante Gazelle y cualquier otro automóvil. El accionamiento se puede realizar de la siguiente manera:

1. De la correa de distribución.
2. De la correa del alternador.
3. De un cinturón separado.

El diseño consta de los siguientes elementos:

1. Impulsor de metal o plástico. La eficiencia de la bomba depende del número de palas.
2. Carcasa: generalmente de aluminio y sus aleaciones. El hecho es que este metal en particular funciona bien en condiciones agresivas, la corrosión prácticamente no lo afecta.
3. La polea para instalar la correa de transmisión es dentada o en forma de cuña.
4. Eje: un rotor de acero, en un extremo del cual hay un impulsor (interior) y una polea exterior para instalar una polea de transmisión.
5. Buje o cojinete de bronce: la lubricación de estos elementos se realiza con aditivos especiales que están disponibles en anticongelante.
6. El sello evita que el fluido se escape del sistema de enfriamiento.

Termostato y sus características.

Es difícil decir qué elemento proporciona la circulación de fluido más eficiente en el sistema de refrigeración. Por un lado, la bomba crea presión y el anticongelante se mueve a través de las boquillas con su ayuda.

Pero por otro lado, si no hubiera termostato, el movimiento se produciría exclusivamente en un pequeño círculo. El diseño contiene los siguientes elementos:

1. Cuerpo de aluminio.
2. Salidas para conexión con boquillas.
3. Placa tipo bimetálica.
4. Válvula mecánica con resorte de retorno.

El principio de funcionamiento es que a temperaturas inferiores a 85 grados, el líquido se mueve solo a lo largo de un pequeño contorno. En este caso, la válvula dentro del termostato está en una posición en la que el anticongelante no ingresa al circuito grande.

Tan pronto como la temperatura alcance los 85 grados, comenzará a deformarse, actúa sobre la válvula mecánica y abre el acceso del anticongelante al radiador principal. Tan pronto como baje la temperatura, la válvula del termostato volverá a su posición original bajo la acción de un resorte de retorno.

Tanque de expansión

Hay un tanque de expansión en el sistema de enfriamiento del motor de combustión interna. El hecho es que cualquier líquido, incluido el anticongelante, aumenta el volumen cuando se calienta. A medida que se enfría, el volumen disminuye. Por lo tanto, se necesita algún tipo de búfer en el que se almacene una pequeña cantidad de líquido para que siempre haya suficiente en el sistema. Es con esta tarea que el tanque de expansión hace frente: el exceso salpica durante el calentamiento.

Tapón del depósito de expansión

Otro componente indispensable del sistema es un corcho. Hay dos tipos de construcción: hermética y no hermética. En el caso de que se utilice este último en el coche, el tapón del vaso de expansión sólo tiene un orificio de drenaje por el que se equilibra la presión en el sistema.

Pero si se usa un sistema sellado, entonces hay dos válvulas en el tapón: una válvula de entrada (toma aire de la atmósfera interior, funciona a una presión inferior a 0,2 bar) y una válvula de escape (funciona a una presión superior a 1,2 bar). Expulsa el exceso de aire del sistema.

Resulta que la presión en el sistema siempre es mayor que en la atmósfera. Esto le permite aumentar ligeramente el punto de ebullición del anticongelante, lo que afecta favorablemente el funcionamiento del motor. Esto es especialmente bueno para conducir en atascos en áreas urbanas. Un ejemplo de un sistema sellado son los automóviles VAZ-2108 y similares. Leaky: modelos de la serie clásica VAZ.

radiador y ventilador

El refrigerante circula a través del radiador principal, que está instalado en la parte delantera del vehículo. Tal lugar no fue elegido por casualidad: cuando se conduce a alta velocidad, las celdas del radiador son sopladas por un flujo de aire que se aproxima, lo que garantiza una disminución de la temperatura del motor. Un ventilador está instalado en el radiador. La mayoría de estos dispositivos tienen En "gacelas", por ejemplo, a menudo se usan embragues, similares a los que se colocan en los compresores de aire acondicionado.

El ventilador eléctrico se enciende mediante un sensor instalado en la parte inferior del radiador. La señal del sensor de temperatura, que se encuentra en la caja del termostato o en el bloque del motor, se puede utilizar en máquinas de inyección. lo mas circuito sencillo el encendido contiene solo un interruptor térmico: normalmente tiene contactos abiertos. Tan pronto como la temperatura alcance los 92 grados en la parte inferior del radiador, los contactos dentro del interruptor se cerrarán y se aplicará voltaje al motor del ventilador.

Calefactor de cabina

Esta es la parte más importante cuando se ve desde la perspectiva del conductor y los pasajeros. La comodidad al conducir en la temporada de invierno depende de la eficiencia de la estufa. El calentador forma parte del circuito de circulación del refrigerante y consta de los siguientes componentes:

1. Motor eléctrico con impulsor. Se enciende de acuerdo con un esquema especial en el que hay una resistencia constante: le permite cambiar la velocidad del impulsor.
2. El radiador es el elemento por donde pasa el anticongelante caliente.
3. El grifo - es destinado a la apertura y el cierre de la presentación del anticongelante en el radiador.
4. El sistema de conductos le permite dirigir el aire caliente en la dirección correcta.

El esquema de circulación del refrigerante a través del sistema es tal que cuando solo se cierra una entrada al radiador, el anticongelante caliente no ingresará de ninguna manera. Hay coches en los que no hay grifo de la estufa, siempre hay anticongelante caliente dentro del radiador. Y en verano, los conductos de aire simplemente se cierran y no se suministra calor a la cabina.

El sistema de enfriamiento está diseñado para enfriar las partes del motor que se calientan como resultado de su operación. En autos modernos El sistema de enfriamiento, además de la función principal, realiza una serie de otras funciones, que incluyen:

Según el método de enfriamiento, se distinguen los siguientes tipos de sistemas de enfriamiento: líquido (tipo cerrado), aire (tipo abierto) y combinado. en sistema refrigeración líquida el flujo de fluido elimina el calor de las partes calentadas del motor. El sistema de aire utiliza el flujo de aire para enfriar. El sistema combinado combina sistemas de líquido y aire.

en autos más extendida recibió un sistema de refrigeración líquida. Este sistema proporciona uniformidad y enfriamiento eficiente y también tiene un nivel de ruido más bajo. Por lo tanto, el dispositivo y el principio de funcionamiento del sistema de refrigeración se consideran en el ejemplo de un sistema de refrigeración por líquido.

El diseño del sistema de enfriamiento para gasolina y motores diesel son similares. El sistema de enfriamiento del motor incluye muchos elementos, incluido un radiador de refrigerante, un enfriador de aceite, un intercambiador de calor del calentador, un ventilador del radiador, una bomba centrífuga, así como un tanque de expansión y un termostato. La camisa de refrigeración del motor está incluida en el circuito del sistema de refrigeración. Los elementos de control se utilizan para regular el funcionamiento del sistema.

El radiador está diseñado para enfriar el refrigerante calentado con flujo de aire. Para aumentar la transferencia de calor, el radiador tiene un dispositivo tubular especial.

Junto con el radiador principal, se puede instalar un enfriador de aceite y un enfriador de recirculación de gases de escape en el sistema de enfriamiento. El enfriador de aceite sirve para enfriar el aceite en el sistema de lubricación.

El enfriador de recirculación de gases de escape enfría los gases de escape, lo que reduce la temperatura de combustión de la mezcla de aire y combustible y la formación de óxidos de nitrógeno. El enfriador de gases de escape es operado por una bomba de circulación de refrigerante adicional incluida en el sistema de enfriamiento.

El intercambiador de calor del calentador realiza la función opuesta al radiador del sistema de enfriamiento. El intercambiador de calor calienta el aire que lo atraviesa. Para un funcionamiento eficiente, el intercambiador de calor del calentador se instala directamente en la salida del refrigerante calentado del motor.

Para compensar el cambio en el volumen de refrigerante debido a la temperatura, se instala un tanque de expansión en el sistema. El llenado del sistema con refrigerante generalmente se realiza a través del tanque de expansión.

La circulación de refrigerante en el sistema es proporcionada por una bomba centrífuga. En la vida cotidiana, una bomba centrífuga se llama pompa. La bomba centrífuga puede tener un accionamiento diferente: engranaje, correa, etc. En algunos motores equipados con turbocompresor, se instala una bomba de circulación de refrigerante adicional para enfriar el aire de carga y el turbocompresor, conectada por la unidad de control del motor.

El termostato está diseñado para regular la cantidad de refrigerante que pasa por el radiador, lo que garantiza la temperatura óptima en el sistema. El termostato está instalado en la tubería entre el radiador y la "camisa de enfriamiento" del motor.

En potentes motores se instala un termostato calentado eléctricamente, que proporciona un control de dos etapas de la temperatura del refrigerante. Para ello, el diseño del termostato prevé tres posiciones de funcionamiento: cerrado, parcialmente abierto y totalmente abierto. En carga completa en el motor con la ayuda de la calefacción eléctrica del termostato, se abre completamente. En este caso, la temperatura del refrigerante se reduce a 90 ° C, la tendencia del motor a detonar disminuye. En otros casos, la temperatura del refrigerante se mantiene dentro de los 105°C.

El ventilador del radiador sirve para aumentar la intensidad de enfriamiento del líquido en el radiador. El ventilador puede tener una unidad diferente:

• mecánico ( conexión permanente con cigüeñal motor);
• eléctrico ( motor eléctrico controlado);
• hidráulico ( acoplamiento fluido).

El más difundido es el accionamiento eléctrico del ventilador, que ofrece amplias posibilidades de regulación.

Los controles típicos del sistema de enfriamiento son un sensor de temperatura del refrigerante, la unidad electronica controles y varios actuadores.

El sensor de temperatura del refrigerante captura el valor del parámetro controlado y lo convierte en señal eléctrica. Para ampliar las funciones del sistema de refrigeración (refrigeración de gases de escape en el sistema de recirculación de gases de escape, control del ventilador, etc.), se instala un sensor de temperatura del refrigerante adicional en la salida del radiador.

Las señales del sensor son recibidas por la unidad de control electrónico y convertidas en acciones de control sobre los actuadores. Como regla general, se utiliza una unidad de control del motor con el software correspondiente instalado.

Los siguientes actuadores se pueden utilizar en la operación del sistema de control: calentador de termostato, relé bomba adicional refrigerante, unidad de control del ventilador del radiador, enfriamiento del motor después del relé de apagado.

El principio de funcionamiento del sistema de refrigeración.

El sistema de gestión del motor proporciona el funcionamiento del sistema de refrigeración. EN motores modernos el algoritmo de trabajo se implementa sobre la base de modelo matemático, que tiene en cuenta varios parámetros (temperatura del refrigerante, temperatura del aceite, temperatura exterior, etc.) y establece las condiciones óptimas de conmutación y el tiempo de funcionamiento de los elementos estructurales.

El refrigerante en el sistema tiene circulación forzada, que es proporcionada por una bomba centrífuga. El movimiento del fluido se realiza a través de la "camisa de enfriamiento" del motor. En este caso, el motor se enfría y el refrigerante se calienta. La dirección del movimiento del fluido en la "camisa de refrigeración" puede ser longitudinal (desde el primer cilindro hasta el último) o transversal (desde el colector de escape hasta el de admisión).

Dependiendo de la temperatura, el líquido circula en un círculo pequeño o grande. Al arrancar el motor, el propio motor y el refrigerante que contiene están fríos. Para acelerar el calentamiento del motor, el refrigerante se mueve en un pequeño círculo, sin pasar por el radiador. El termostato está cerrado.

A medida que el refrigerante se calienta, el termostato se abre y el refrigerante se mueve en un gran círculo, a través del radiador. El líquido calentado pasa a través del radiador, donde es enfriado por el flujo de aire que se aproxima. Si es necesario, el líquido se enfría mediante el flujo de aire del ventilador.

Después del enfriamiento, el líquido ingresa nuevamente a la "camisa de enfriamiento" del motor. Durante el funcionamiento del motor, el ciclo de movimiento del refrigerante se repite muchas veces.

En los vehículos con turbocompresor, se puede utilizar un sistema de refrigeración de doble circuito, en el que un circuito es responsable de enfriar el motor y el otro del aire de carga.

En el curso del trabajo, están expuestos a muy altas temperaturas, y sin la eliminación del exceso de calor, su funcionamiento es imposible. Propósito principal sistemas de enfriamiento del motor es el enfriamiento de las partes de un motor en marcha. La siguiente función más importante del sistema de refrigeración es calentar el aire en el habitáculo. En los motores turboalimentados, el sistema de refrigeración reduce la temperatura del aire inyectado en los cilindros; en los automóviles, enfría el fluido de trabajo. En algunos modelos de automóviles, se instala un enfriador de aceite en un enfriador de aceite para un enfriamiento adicional del aceite.

Los sistemas de refrigeración se dividen en dos tipos principales:

1. líquido;
2. aire.

Cada uno de estos sistemas tiene sus propias ventajas y desventajas.

Sistema de refrigeración por aire tiene las siguientes ventajas: simplicidad de diseño y mantenimiento, menor peso del motor, requisitos reducidos para las fluctuaciones de temperatura ambiente. Las desventajas de los motores enfriados por aire son una gran pérdida de potencia en el impulsor del ventilador de enfriamiento, operación ruidosa, carga térmica excesiva en nodos individuales, la falta de una posibilidad constructiva de organizar los cilindros según el principio de bloque, la dificultad con el uso posterior del calor extraído, en particular, para calentar el habitáculo.

En los motores de automóviles modernos, un sistema enfriado por aire es bastante raro, y un sistema de enfriamiento líquido de tipo cerrado se ha convertido en el más común.

El dispositivo y el esquema del sistema de enfriamiento del motor líquido (agua).

Sistema de refrigeración líquida le permite tomar el calor de manera uniforme de todos los componentes del motor, independientemente de las cargas térmicas. Un motor enfriado por agua es menos ruidoso que un motor enfriado por aire, menos propenso a la detonación y se calienta más rápido al arrancar.

Los principales elementos del sistema de refrigeración líquida tanto para motores de gasolina como diésel son:

1. "Camisa de agua" del motor;
2. radiador del sistema de refrigeración;
3. admirador;
4. bomba centrífuga (bomba);
5. termostato;
6. Tanque de expansión;
7. radiador del calentador;
8. control S.

1. "Chaqueta de agua" es una cavidad de comunicación entre las paredes dobles del motor en lugares donde el exceso de calor debe eliminarse mediante la circulación del refrigerante.
2. Radiador del sistema de refrigeración. sirve para liberar calor al ambiente. El radiador está hecho de una gran cantidad de tubos curvos (actualmente la mayoría de aluminio) con nervaduras adicionales para aumentar la transferencia de calor.
3. El ventilador está diseñado para aumentar el flujo de aire entrante al radiador del sistema de enfriamiento (trabaja hacia el motor) y se enciende por medio de un embrague electromagnético (a veces hidráulico) de una señal del sensor cuando el valor umbral de la temperatura del refrigerante se supera. Los ventiladores de refrigeración con accionamiento de motor permanente son bastante raros hoy en día.
4. Bomba centrífuga (bomba) sirve para garantizar la circulación ininterrumpida de refrigerante en el sistema de refrigeración. La bomba es accionada mecánicamente desde el motor: por una correa, con menos frecuencia por engranajes. Algunos motores tales como: motores turboalimentados, inyección directa combustible, puede equiparse con un sistema de enfriamiento de doble circuito: una bomba adicional para estas unidades, conectada por comando desde la unidad de control electrónico del motor cuando se alcanza el umbral de temperatura.
5. Termostato: un dispositivo que es bimetálico, con menos frecuencia: una válvula electrónica instalada entre la "camisa" del motor y el tubo de entrada del radiador de enfriamiento. El propósito del termostato es asegurar la temperatura óptima del refrigerante en el sistema. Cuando el motor está frío, el termostato está cerrado y el refrigerante circula "en un pequeño círculo", dentro del motor, sin pasar por el radiador. Cuando la temperatura del líquido sube al valor de funcionamiento, el termostato se abre y el sistema comienza a funcionar con la máxima eficiencia.
6. Sistemas de refrigeración para motores de combustión interna en su mayor parte, son sistemas de tipo cerrado, y por lo tanto incluyen Tanque de expansión, que compensa el cambio en el volumen de líquido en el sistema con un cambio en la temperatura. El refrigerante generalmente se vierte en el sistema a través del tanque de expansión.
7. radiador del calentador- esto es, de hecho, un radiador del sistema de refrigeración, de tamaño reducido e instalado en el habitáculo. Si el radiador del sistema de enfriamiento emite calor al medio ambiente, entonces el radiador del calentador, directamente al compartimiento de pasajeros. Para lograr la máxima eficiencia del calentador, la cerca trabajando fluidamente para él, desde el sistema se lleva a cabo en el lugar "más caliente", directamente en la salida de la "camisa" del motor.
8. El elemento principal en la cadena de dispositivos de control para el sistema de enfriamiento es sensor de temperatura . Sus señales se envían al dispositivo de control del automóvil, la unidad de control electrónico (ECU) con el software configurado adecuadamente y, a través de ella, a otros actuadores. La lista de estos actuadores que amplían las capacidades estándar de un sistema de refrigeración líquida típico es bastante amplia: desde el control del ventilador hasta el relé. bomba adicional en motores con turbocompresor o inyección directa de combustible, el modo de funcionamiento del ventilador del motor después de la parada, etc.

El principio de funcionamiento del sistema de refrigeración.

Aquí solo se proporciona un esquema de trabajo general y simplificado. sistemas de refrigeración motor de combustión interna. Sistemas modernos la gestión del motor en realidad tiene en cuenta muchos parámetros, como: la temperatura del fluido de trabajo en el sistema de refrigeración, la temperatura del aceite, la temperatura del agua, etc., y en función de los datos recopilados, implementan el algoritmo óptimo para encender ciertos dispositivos.

El sistema de refrigeración es un conjunto de dispositivos que llevan a cabo una extracción y transferencia forzada controlada de calor de las piezas del motor al medio ambiente.

El sistema de refrigeración está diseñado para mantener las condiciones óptimas de temperatura para obtener la máxima potencia, alta eficiencia y una larga vida útil del motor.

Cuando se quema la mezcla de trabajo, la temperatura en los cilindros del motor sube a 2500 °C y, en promedio, cuando el motor está funcionando, es de 800 ... 900 °C. Por lo tanto, las piezas del motor se calientan mucho y, si no se enfrían, la potencia y la eficiencia del motor disminuirán, aumentará el desgaste de las piezas y puede ocurrir una falla del motor.

Con un enfriamiento excesivo, el motor también pierde potencia, su eficiencia se deteriora y aumenta el desgaste.

Para la eliminación de calor forzada y controlada en motores de automóviles, se utilizan dos tipos de sistemas de refrigeración (). El tipo de sistema de enfriamiento está determinado por el refrigerante (medio de trabajo) utilizado para enfriar el motor.

Foto 1– Tipos de sistemas de refrigeración

El uso de varios sistemas de enfriamiento en motores depende del tipo y propósito del motor, su potencia y clase de vehículo.

Sistema de refrigeración líquida

EN sistema de refrigeración líquida Se utilizan refrigerantes especiales: anticongelantes de varias marcas, que tienen una temperatura de espesamiento de - 40 ° C e inferior. Los anticongelantes contienen aditivos anticorrosivos y antiespumantes que evitan la formación de incrustaciones. Son altamente tóxicos y requieren un manejo cuidadoso. En comparación con el agua, los anticongelantes tienen una capacidad calorífica menor y, por lo tanto, eliminan el calor de las paredes del cilindro del motor con menos intensidad.

Entonces, cuando se enfría con anticongelante, la temperatura de las paredes del cilindro es 15 ... 20 ° C más alta que cuando se enfría con agua. Esto acelera el calentamiento del motor y reduce el desgaste de los cilindros, pero en verano puede provocar un sobrecalentamiento del motor.

Se considera que el régimen de temperatura óptimo del motor con un sistema de refrigeración líquida es aquel en el que la temperatura del refrigerante en el motor es de 80 ... 100 ° C en todos los modos de funcionamiento del motor.

Esto es posible siempre que con el refrigerante 25 ... 35% del calor liberado durante la combustión del combustible en los cilindros del motor se lleve al medio ambiente. Al mismo tiempo, en motores de gasolina la cantidad de calor eliminado es mayor que en los motores diesel.

Sistema de enfriamiento del motor consiste en de la camisa de enfriamiento de la cabeza y bloque de cilindros, radiador, bomba, termostato, ventilador, tanque de expansión, tuberías de conexión y grifos de drenaje. Además, el sistema de refrigeración incluye un calentador para el interior de la carrocería.

Operación del sistema

figura 3- Sistema de enfriamiento del motor

1, 2, 3, 5, 15, 18 - mangueras; 4 - tubería de derivación; 6 - tanque; 7, 9 - atascos de tráfico; 8 - camisa de enfriamiento; 10 - radiador; 11 - carcasa; 12 - ventilador; 13, 14 - poleas; 16 - cinturón; 17- bomba; 19 - termostato

En motor frio la válvula principal del termostato 19 () está cerrada y el refrigerante no pasa a través del radiador 10. En este caso, el líquido es bombeado por la bomba 17 hacia la camisa de enfriamiento 8 del bloque del motor y la culata. Desde la culata, a través de la manguera 3, el líquido ingresa a la válvula de termostato adicional y nuevamente ingresa a la bomba. Debido a la circulación de esta parte del líquido, el motor se calienta rápidamente. Al mismo tiempo, una parte más pequeña del líquido fluye desde la culata hacia el calentador (camisa) de la tubería de admisión del motor y, cuando el grifo está abierto, hacia el calentador del interior de la carrocería.

En motor caliente la válvula del termostato auxiliar está cerrada y la válvula principal está abierta. En este caso, la mayor parte del líquido de la culata ingresa al radiador, se enfría y luego ingresa a la bomba a través de la válvula termostática principal abierta. Una parte más pequeña del líquido, como con un motor frío, circula a través del calentador de la tubería de admisión del motor y el calentador del interior de la carrocería. En un cierto rango de temperatura, las válvulas de termostato principal y adicional están abiertas simultáneamente, y el refrigerante circula en este caso en dos direcciones ( círculos de circulación).

La cantidad de fluido circulante en cada círculo depende del grado de apertura de las válvulas del termostato, lo que garantiza el mantenimiento automático del régimen de temperatura óptimo del motor. Tanque de expansión 6, lleno de líquido refrigerante, se comunica con la atmósfera a través de una válvula de goma instalada en el tapón 7 del depósito. El tanque está conectado por una manguera al cuello de llenado del radiador, que tiene un tapón 9 con válvulas. El depósito compensa los cambios en el volumen de refrigerante y se mantiene un volumen constante de fluido circulante en el sistema.

Para drenar el refrigerante del sistema de enfriamiento, hay dos agujeros de drenaje con tapones roscados, uno de los cuales está ubicado en el tanque inferior del radiador y el otro en el bloque motor. La temperatura del líquido en el sistema está controlada por un indicador, cuyo sensor está instalado en la culata del motor.

La bomba de líquido proporciona circulación forzada de líquido en el sistema de refrigeración del motor. En los motores de automóviles, se utilizan bombas de paletas de tipo centrífugo ().

Figura 4– Bomba de líquido (a) y ventilador (b) del motor

1 - impulsor; 2 - cuerpo; 3 - ventana; 4 - cubierta; 5 - cojinete; 6 - eje; 7 - cubo; 8 - tornillo; 9 - dispositivo de sellado; 10 - tubería de derivación; 11, 13,14 - poleas; 12 - cinturón; 15 - ventilador; 16 - superposición; 17 - perno

El eje 6 de la bomba está instalado en una tapa 4 fundida en una aleación de aluminio en un cojinete 5 de doble fila no separable. El cojinete está colocado y fijado en la tapa con un tornillo de bloqueo 8. En un extremo del eje, se presiona un impulsor de hierro fundido 1, y en el otro extremo, un cubo 7 y una polea 11 del ventilador 15. Cuando el eje de la bomba gira, el refrigerante a través de la tubería 10 ingresa al centro del impulsor, es capturado por sus palas , se lanza a la carcasa de la bomba 2 bajo la acción de la fuerza centrífuga y, a través de la ventana 3 en la carcasa, se envía a la camisa de enfriamiento del bloque de cilindros del motor. El dispositivo de sellado 9, que consiste en un manguito de sujeción automática y un anillo compuesto de grafito, instalado en el eje de la bomba, evita que entre líquido en el cojinete del eje.

La bomba y el ventilador son accionados correa trapezoidal 12 de la polea 13, que está montada en el extremo delantero del cigüeñal del motor. Con la ayuda de esta correa, la polea del generador 14 también gira. La tensión adecuada de la correa garantiza el funcionamiento adecuado de la bomba y el ventilador.

La tensión de la correa se ajusta alejando el generador del motor (como se muestra en (a) por la flecha). La carcasa de la bomba 2, fundida en aleación de aluminio, está unida a la brida del bloque de cilindros delante del motor.

Bomba de fluido accionada por correa dentada

Considere un dispositivo de bomba accionado por una correa dentada ().

Figura 5– Bomba de fluido del motor

1 - polea; 2 - tornillo; 3 - cojinete; 4 - eje; 5 - cuerpo; 6 - dispositivo de sellado; 7 - agujero; 8 - impulsor

El eje de la bomba 4 está instalado en una carcasa de aleación de aluminio 5 en un cojinete de bolas de dos hileras no separable 3. El cojinete está bloqueado en la carcasa con un tornillo 2 y sellado dispositivo especial 6, que incluye un anillo compuesto de grafito y un collar. En el extremo delantero del eje, se presiona una polea dentada 1 hecha de material sinterizado, y en el extremo trasero, un impulsor 8. En el impulsor se hacen dos orificios pasantes 7, que conectan las cavidades con refrigerante ubicadas en ambos lados de el impulsor Gracias a estos orificios, la presión del refrigerante en el impulsor se iguala en ambos lados, lo que elimina cargas axiales en el eje de la bomba durante el funcionamiento.

El eje de la bomba es impulsado a través de la polea 1 por una correa de transmisión del árbol de levas dentada del cigüeñal. Cuando el eje gira, el líquido ingresa al centro del impulsor y, bajo la acción de la fuerza centrífuga, se dirige a la camisa de enfriamiento del motor. La bomba está unida por el cuerpo al bloque del motor a través de una junta de estanqueidad.

Ayuda a acelerar el calentamiento del motor y regula, dentro de ciertos límites, la cantidad de refrigerante que pasa por el radiador. El termostato es una válvula automática. En los motores de automóviles, se utilizan termostatos de dos válvulas no separables con un relleno sólido.

Figura 6

1, 6, 11 - ramales; 2, 8 - válvulas; 3, 7 - resortes; 4 - globo; 5 - diafragma; 9 - existencias; 10 - relleno

) tiene dos tubos de entrada 1 y 11, un tubo de salida 6, dos válvulas (principal 8, adicional 2) y un elemento sensible. El termostato se instala frente a la entrada de la bomba de refrigerante y se conecta a través de la tubería 6. A través de la tubería 1, el termostato se conecta a la culata del motor y, a través de la tubería 11, al tanque inferior del radiador.

El elemento sensible del termostato consiste en un cilindro 4, un diafragma de goma 5 y una varilla 9. Dentro del cilindro, entre su pared y el diafragma de goma, hay un relleno sólido 10 (cera finamente cristalina), que tiene una alta coeficiente de expansión volumétrica.

La válvula principal 8 del termostato con resorte 7 comienza a abrirse cuando la temperatura del refrigerante supera los 80 °C. A una temperatura inferior a 80 ° C, la válvula principal cierra la salida del líquido del radiador y fluye desde el motor hacia la bomba, pasando por la válvula adicional abierta 2 del termostato con resorte 3.

Cuando la temperatura del refrigerante supera los 80 °C, el relleno sólido se funde en el elemento sensible y su volumen aumenta. Como resultado, la varilla 9 sale del cilindro 4 y el cilindro se mueve hacia arriba. Al mismo tiempo, la válvula adicional 2 comienza a cerrarse y a una temperatura de más de 94 ° C bloquea el paso del refrigerante del motor a la bomba. La válvula principal 8 en este caso se abre por completo y el refrigerante circula a través del radiador.

Tanque de expansión

Tanque de expansión sirve para compensar los cambios en el volumen del refrigerante con fluctuaciones en su temperatura y para controlar la cantidad de líquido en el sistema de enfriamiento. También contiene cierta reserva de refrigerante para su deterioro natural y posibles pérdidas.

En los automóviles, se utilizan tanques de plástico translúcido con un cuello de llenado cerrado con un tapón de plástico. A través del cuello, el sistema se llena de refrigerante y, a través de las válvulas ubicadas en el tapón, la cavidad interna del tanque y el sistema de enfriamiento se conectan a la atmósfera. El tapón de los tanques de expansión a menudo tiene una válvula de goma que opera a una presión cercana a la atmosférica. Al drenar el refrigerante del sistema, se quita el tapón del tanque de expansión. El tanque de expansión está ubicado en Compartimiento del motor compartimiento del motor, donde se une a la carrocería del automóvil.

radiadores de coche

Radiador asegura la eliminación de calor del refrigerante al medio ambiente. En carros Se utilizan radiadores tubulares-lamelares.

Figura 7- Radiador (a) y carcasa (b) no separables del ventilador del motor

1 - corcho; 2 - cuello; 3, 4 - tanques; 5 - núcleo; 6 - tubería de derivación; 7, 8 - válvulas; 9 - carcasa; 10 - sello

En algunos motores () se usa un ventilador eléctrico. Consta de un motor eléctrico 6 y un ventilador 5. El ventilador es de cuatro palas, montado en el eje del motor. Las aspas en el cubo del ventilador están ubicadas de manera desigual y en ángulo con respecto al plano de su rotación. Esto aumenta el caudal del ventilador y reduce el ruido de su funcionamiento. Para un funcionamiento más eficiente, el electroventilador se coloca en la carcasa 7, que se une al radiador. El ventilador eléctrico está unido a la carcasa en tres bujes de goma. El electroventilador se enciende y se apaga automáticamente mediante el sensor 3, en función de la temperatura del líquido refrigerante.