Система охлаждения предназначена для отвода от деталей двигателя лишнего тепла и передачи его окружающему воздуху, благодаря чему создается определенный температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается. Система охлаждения поглощает 25—35% тепла, выделяющегося во время сгорания топлива. Температура воды, находящейся в рубашке блока цилиндров, должна быть в пределах 80—90 °С. Этот температурный режим является наивыгоднейшим, обеспечивающим нормальную работу двигателя, и он не должен изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузки двигателя.

Рис. 1. Жидкостная система охлаждения:
а — принципиальная схема, С — схема системы охлаждения двигателя М-2); 1—трубки радиатора; 2 — водяная рубашка; 3 — насос; 4 — радиатор; 5 — вентилятор; 6 и 17 — отводящий и подводящий патрубки; 7 — термостат; 8 — водораспределительная труба; 9 — отверстия; 10 — головка цилиндров; 11 — прокладка; 12 — блок цилиндров; 13 и 15 — сливные краники; 14 — крыльчатка водяного насоса; 16 — нижний бачок радиатора; 18 — перепускной канал; 19 — верхний бачок радиатора

Большинство отечественных автомобильных двигателей имеет жидкостную (водяную) систему охлаждения.

Жидкостные системы могут быть открытыми и закрытыми. В настоящее время преимущественное распространение получили закрытые системы охлаждения, у которых водяное пространство сообщается с окружающим воздухом периодически через специальный клапан. У двигателей М-21, ГАЭ-53А, ЗИЛ-130, ЯАЗ-М204, ЯМЗ-236 и др. применяется жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией воды, обеспечиваемой водяным насосом.

Система охлаждения состоит из водяных рубашек блока и головки цилиндров, соединительных патрубков, радиатора, водяного насоса, вентилятора, термостата.

Вода, находящаяся в водяной рубашке блока цилиндров и головки, во время работы двигателя нагревается и поступает в радиатор, где она охлаждается и затем снова подается в водяную рубашку блока цилиндров. Для бесперебойной работы двигателя вода должна постоянно циркулировать по замкнутому кругу: двигатель — радиатор — двигатель. Для увеличения производительности насоса он устанавливается на входе холодной воды из радиатора в рубашку охлаждения двигателя.

На рис. 1, б изображена схема системы охлаждения двигателя М-21.

Водяная рубашка двигателя состоит из водяной рубашки блока цилиндров и водяной рубашки головки цилиндров, соединенных между собой отверстиями в прокладке, установленной между головкой и блоком цилиндров. В передней части двигателя установлен вентилятор, а перед ним — радиатор, который при помощи двух гибких шлангов и патрубков (отводящего и подводящего) соединен с водяной рубашкой двигателя. Крыльчатка водяного насоса и вентилятор приводятся в действие клиноременной передачей.

При работе двигателя вода в системе охлаждения может циркулировать по малому кругу, минуя радиатор (непрогретый двигатель, термостат закрыт), или по большому кругу, поступая в радиатор (прогретый двигатель, термостат открыт). Направление движения воды показано на рисунке стрелками.

При вращении крыльчатки насоса вода нагнетается в водораспределительную трубу, расположенную в головке цилиндров. Через отверстия в трубе вода направляется к патрубкам выпускных клапанов, благодаря чему достигается охлаждение наиболее нагретых частей головки. Из водораспределительной трубы вода поступает также к верхней части цилиндров. Нагретую воду насос подает к верхнему отводящему патрубку. Если термостат закрыт, то вода по перепускному каналу снова поступает к водяному насосу. При открытом термостате вода проходит в верхний бачок радиатора, откуда по трубкам перетекает в нижний бачок. Вода, протекая по трубкам, отдает свое тепло воздуху, проходящему между ними. Охлажденная в радиаторе вода по нижнему подводящему патрубку поступает к водяному насосу.

Краники служат для слива воды из системы охлаждения.

На рис. 2 показана система охлаждения V-образного двигателя ЗИЛ-130.

Водяной насос двумя патрубками соединен с водяными рубашками обоих рядов цилиндров. Водяные рубашки головок цилиндров сообщаются каналами с общим патрубком, внутри которого помещен термостат.

Во время прогрева двигателя охлаждающая жидкость циркулирует по водяной рубашке двигателя и компрессора, минуя радиатор. При открытом термостате охлаждающая жидкость по гибкому шлангу отводится в верхний бачок радиатора, проходит в нижний бачок и по подводящему патрубку поступает к водяному насосу.

Радиатор отопителя соединяется с системой охлаждения двигателя трубопроводами. При открытом кране горячая вода поступает в отопитель.

У двигателя ГАЗ-бЗА система охлаждения по своему устройству в основном аналогична системе охлаждения двигателя ЗИЛ-130.

Рис. 2. Система охлаждения двигателя ЗИЛ-130:
1 — водяная рубашка блока цилиндра; 2 — подводящий патрубок; 3 — нижний бачок радиатора; 4 — водяной насос; 5 — верхний бачок радиатора; 6 — компрессор; 7 — гибкий шланг; 8 — отводящий патрубок; 9 — термостат; 10 — канал; 11 — кран; 12 — трубопроводы; 13 — водяная рубашка головки цилиндров

На рис. 3 изображена система охлаждения дизеля ЯМЗ-236.

Особенностью системы охлаждения дизеля ЯМЗ-236 является расположение водяного насоса и его привод, не объединенный с вентилятором, как у большинства двигателей. Кроме того, каждая головка цилиндров имеет верхний трубопровод с отдельным термостатом. Коробки термостатов левого и правого трубопроводов соединены между собой трубой.

Если двигатель не прогрет, то жидкость, подаваемая насосом, поступает в правую нижнюю часть крышки распределительных шестерен, откуда она по каналам подается в рубашки правого и левого рядов цилиндров и головок цилиндров и выходит по двум каналам в верхние трубопроводы. Из них охлаждающая жидкость по соединительной и перепускной трубам возвращается в насос.

При открытых термостатах охлаждающая жидкость двумя потоками поступает в верхний бачок радиатора.

В систему охлаждения необходимо заливать чистую мягкую воду, не содержащую известковых солей. При использовании жесткой воды в радиаторе и водяной рубашке откладывается большое количество накипи, приводящей к перегреву двигателя и снижению его мощности.

В холодную погоду в систему охлаждения лучше заливать специальную жидкость (антифриз), имеющую низкую температуру замерзания. Наибольшее распространение получили жидкости М-40 и М-65. Первая не замерзает до температуры минус 40 °С, а вторая до минус 65 °С. Эти жидкости представляют собой смесь этиленгликоля и воды. Для защиты металла от коррозии, вызываемой действием этиленгликоля, в жидкости, замерзающие при низкой температуре, добавляют специальную присадку.

Рис. 3. Система охлаждения дизеля ЯМЭ-236:
1 — водяной насос; 2 — верхний трубопровод; 3 — термостат; 4 — труба; 5 — перепускная труба; в — вентилятор

Эти жидкости ядовиты, поэтому обращаться с ними нужно очень осторожно. При попадании их в человеческий организм возможна потеря зрения и сильное отравление со смертельным исходом.

Воду в систему охлаждения заливают через горловину радиатора, закрываемую пробкой. Для слива воды из системы служат краники, расположенные в самом низком месте.

В жидкостной системе охлаждения применяются один или два термостата, жалюзи и утеплительные чехлы. Жалюзи, установленные перед сердцевиной радиатора, позволяют регулировать количество воздуха, проходящего между трубками радиатора. Они представляют собой вертикальные или горизонтальные шторки, приводимые в действие гибким тросом от рукоятки, расположенной на переднем щитке кабины. Таким образом, температурный режим двигателя можно регулировать- автоматически (термостатом) и вручную (при помощи жалюзи).

Температура воды в системе охлаждения контролируется с помощью дистанционного термометра, приемник которого расположен на щитке приборов, а датчик ввернут в наружную стенку (справа по ходу автомобиля) водяной рубашки впускного трубопровода (двигатель TA3-53A) или в полость кронштейна водяного насоса (двигатель М-21).

Если температура воды в системе охлаждения становится выше определенной величины, то на щитке приборов загорается сигнальная лампочка, например, зеленая на щитке автомобиля М-21 «Волга» при температуре воды 92—98 °С и красная у автомобиля TA3-53A при температуре воды 105 °С.

—

В жидкостной системе охлаждения избыточное тепло отводится от стенок цилиндров и камеры сгорания жидкостью, заполняющей рубашку охлаждения блока и головки цилиндров. Циркулируя в системе, нагретая жидкость поступает в теплообменный аппарат (радиатор), где отдает полученное тепло окружающему воздуху. Отечественные автотракторные двигатели имеют закрытую (без непосредственного сообщения с атмосферой) жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости под действием водяного насоса.

Рис. 4. Закрытая система жидкостного охлаждения

Устройство такой системы охлаждения показано на рис. 38. Охлажденная жидкость из нижнего резервуара радиатора через патрубок и резиновые шланги поступает к центробежному насосу, а затем — в водяную рубашку блока цилиндров, омывая наружные поверхности гильз цилиндров. Через отверстие жидкость поступает в водяную рубашку головки блока, где охлаждает гнезда клапанов, затем проходит в полость впускного коллектора и подогревает горючую смесь, поступающую в цилиндры двигателя. Далее через патрубок, открытый клапан термостата и патрубок жидкость поступает в верхний резервуар радиатора. Под действием потока воздуха, усиливаемого вентилятором, жидкость в радиаторе охлаждается и проходит в нижний резервуар. После этого процесс циркуляции повторяется.