Системы охлаждения газопоршневых двигателей

Высокоэкономичная работа газопоршневого двигателя с минимальным износом основных деталей обеспечивается поддержанием оптимального температурного режима системы охлаждения и смазки или температурой охлаждающей жидкости и температурой смазочного масла.

Температура охлаждающей жидкости и масла влияют на такие показатели работы газопоршневого двигателя, как индикаторный КПД , механический КПД и коэффициент наполнения цилиндров , которые в свою очередь определяют эффективный удельный расход топлива .

Повышение температуры охлаждающей жидкости при постоянном ее расходе приводит к уменьшению отводимой теплоты от двигателя и к росту в целом индикаторного КПД и мощности двигателя.

Однако, как указывается в работе [27], только 10 – 15 % удерживаемой теплоты идет на увеличение индикаторной работы и повышение , остальная часть отводится с выхлопными газами, температура которых при этом возрастает.

Температура стенок цилиндров при этом также повышается, что приводит к снижению коэффициента наполнения цилиндров и коэффициента избытка воздуха и в целом к снижению индикаторной мощности двигателя.

При повышении температуры стенки цилиндра существенно снижается вязкость масла и соответственно мощность, затрачиваемая на трение. Следствием чего является повышение механического КПД. При повышении температуры до 110 – 115 о С вязкость масла стабилизируется. Однако на практике температуру охлаждающей жидкости не повышают выше 70 – 85 о С при этом вязкость масла снижается до минимально допустимого значения, при котором возможна надежная работа трущихся деталей двигателя. Следует иметь в виду, что допускается некоторое повышение температуры охлаждающей жидкости на режимах неполных нагрузок.

В практике эксплуатации газопоршневых двигателей наибольшее распространение получили следующие способы регулирования температуры охлаждающей жидкости и масла.

На рис 7.10 а представлена схема регулирования температуры охлаждающей жидкости с помощью терморегулятора и перепускного канала.

В терморегуляторе охлаждающая жидкость, поступающая из двигателя, делится на два потока; один из которых проходит воздушный охладитель и с пониженной температурой поступает в линию подвода охлаждающей жидкости к двигателю, другой по перепускному каналу с исходной температурой также подается в линию подвода. Смешение двух потоков позволяет поддерживать температуру охлаждающей жидкости в необходимых пределах.

Указанная система позволяет значительно сократить время прогрева холодного двигателя.

К недостаткам данной схемы следует отнести сложность, а иногда и невоз­можность обеспечения оптимальной температуры при работе на малых нагрузках даже при минимально возможном расходе охлаждающей жидкости через охладитель.

На рис.7.10.б представлена схема регулирования температуры масла. В контуре циркуляции масла не устанавливается регулирующая арматура – это делается с целью снижения гидравлического сопротивления тракта на режимах пуска непрогретого двигателя. В охладителе получение необходимой температуры масла обеспечивается подачей соответствующего количества охлаждающей жидкости с требуемой температурой. Регулирование расхода охлаждающей жидкости происходит с помощью регулятора и байпасной линии во вторичном контуре охлаждения.

Рис.7.10. Схемы регулирования температуры охлаждающей жидкости:

а – охлаждение двигателя; б – охлаждение масла

Как подключить газовый редуктор к системе охлаждения?

Редуктор играет важную роль в системе газобаллонного оборудования. С его помощью газ из жидкого состояния превращается в пар и под нужным давлением поступает в двигатель.

Правильное подключение газового редуктора к системе охлаждения является залогом его корректной работы, а значит и всего ГБО в целом.

Как подключить газовый редуктор к системе охлаждения самостоятельно и какие варианты подключения существуют?

Принцип подключения редуктора к системе охлаждения

Монтаж должен выполняться по определенным правилам, если их нарушить, эксплуатировать ГБО станет не безопасно. Прибор необходимо устанавливать строго вертикально и параллельно движению авто. Крепиться он должен жёстко. Используется специальное крепёжное устройство, прикрепляемое к кузову.

Грамотное подключение редуктора ГБО к системе охлаждения предусматривает установку прибора выше, чем верхняя точка радиатора. Электромагнитный клапан при этом не должен соприкасаться с кузовом.

К системе охлаждения испаритель подсоединяется с помощью трубок и тройников.

Подача охлаждающей жидкости идёт через нижний патрубок. Когда антифриз пройдёт по каналам охлаждения, он выйдет назад, в охладительный контур ДВС через верхний патрубок.

На заметку! За температурой уровня нагрева жидкости нужно следить, чтобы не допустить перегрева испарителя.

Схема подключения

Как правильно подключить газовый редуктор к системе охлаждения? Наиболее эффективным и распространённым является параллельный способ.

1. Соединение испарителя с магистралью, по которой циркулирует охлаждающая жидкость производят с помощью дюритовой трубки, соединяющей печку с блоком мотора.
2. Эту трубку разрезают и между полученными частями закрепляют тройник.
3. Один патрубок соединяют с магистралью, которая подаёт антифриз в нижний штуцер испарителя.
4. Второй патрубок печки, который соединен с водяным насосом тоже разрезают.
5. Трубки соединяют с тройником.
6. Боковой патрубок тройника с помощью шланга подключают к верхнему отводящему штуцеру испарителя, который выводит антифриз.

Параллельная схема подключения газового редуктора к системе охлаждения имеет следующие достоинства:

• прогревается очень быстро;
• нет вмешательства в штатную работу ДВС;
• эксплуатация газового оборудования не влияет на обогрев салона.

Недостаток проявляется в том, что в машинах с двумя и более печками есть опасность завоздушивания или недостаточного потока антифриза через устройство. Как следствие — плохо прогревается, повышается расход горючего.

Иногда возникает вопрос, как подключить редуктор ГБО к системе охлаждения параллельно к нескольким теплообменникам, таким как подогрев масла в двигателе или подогрев масла в вариаторе. В этом случае подключают испаритель до теплообменника.

На заметку! Необходимо учитывать, что обогрев жидкости в автоматической коробке передач процесс долгий. Испаритель прогревается быстро, так как теплоёмкость металла небольшая.

Почему нельзя подключить последовательно?

Иногда на вопрос, как правильно подключить редуктор ГБО к системе охлаждения, советуют последовательное соединение испарителя с печкой.

Однако установка испарителя перед обогревателем приводит к тому, что в салон идёт холодный воздух. Дело в том, что у прибора очень малый диаметр сечения канала, по которому идёт антифриз. Испарителю тепла хватает, но пассажиры салона мерзнут. Схема подходит только для тёплых стран.

Поэтому единственно правильным является параллельный способ подключения. Это относится и к машинам с карбюраторами и с инжекторами.

Замерзает газовый редуктор: что делать?

Трубки и патрубки для ГБО: как выбрать правильно?

Газовый редуктор KME Silver: стабильное давление газа без потери мощности

Система охлаждения ЗМЗ-406: принцип работы охлаждения двигателя на Газели и Волге

Продукция, выпускаемая на Заволжском моторном заводе, известна всем и даже тем людям, которые очень далеки от автомобилей. Продукция завода – это бензиновые двигатели, которые затем будут установлены на автомобили моделей «Газель» и «Волга». В ЗМЗ-406 впервые применили систему распределенного топливного впрыска. Это дало толчок к совершенствованию других систем. Особое значения в работе имеет система охлаждения ЗМЗ-406. Она не дает мотору разогреваться до критических температур.

Схема системы охлаждения ЗМЗ-406

Она является закрытой, жидкостной и состоит из стандартных узлов и элементов, которые входят в систему охлаждения любого другого двигателя. Система включает в себя термостат, радиатор, патрубки, рубашку охлаждения, помпу и другие элементы.

Также есть и другие детали. Это сливной кран на блоке цилиндров, радиатор отопителя, кран отопителя и электромотор, узел подогрева дросселя, датчики температуры, вентилятор, клапаны термостата.

Термостат

Он в системе охлаждения ЗМЗ-406 играет роль клапана, перенаправляющего охлаждающую жидкость с малого круга на большой. Двигатель рассчитан на работу при температурах от 87 до 103 градусов.

В процессе прогрева двигателя термостат закрыт, что дает возможность быстрее прогреть ДВС до его рабочей температуры. Когда охлаждающая жидкость нагреется до 60 градусов, термостат откроется и жидкость пойдет по большому кругу системы охлаждения через радиатор.

Многие водители автомобилей, оснащенных этими двигателями, считают, что термостат – это слабое звено в схеме системы охлаждения. Часто узел заклинивает и мотор подвергается перегреву либо не греется вовсе. Решением проблемы служит полная замена термостата.

Термостат распределяет потоки охлаждающей жидкости. Он имеет два клапана – байпасный и основной. Схема работы термостата следующая.

Когда мотор не прогрет, то основной клапан еще закрыт. Жидкость движется по малому кругу, который начинается в рубашке охлаждения и ГБЦ, а затем проходит мимо радиатора. При этом тосол будет возвращаться обратно к помпе.

Когда будет достигнута рабочая температура, откроется основной клапан, а байпасный закроется. Когда температура достигнет температуры 94°С, основной клапан откроется полностью. Жидкость будет двигаться по рубашке в блоке. Затем пойдет через основной клапан, а далее в радиатор. Это большой круг системы охлаждения ЗМЗ-406.

Помпа

Насос заставляет охлаждающую жидкость двигаться, или же циркулировать, по системе. Находится помпа в блоке цилиндров, а в действие приводится посредством ремня. Крутящий момент забирается с коленчатого вала двигателя. Ресурс помпы для этих двигателей составляет около 100 тысяч километров. Но по причине некачественных запчастей ресурс может быть значительно меньше.

Помпа чаще всего неразборная, современная, поэтому при выходе насоса из строя следует менять узел в сборе.

Вентилятор и радиатор

Эти элементы в системе охлаждения двигателя ЗМЗ-406 нужны, чтобы обеспечить надежное охлаждение самого мотора. Радиатор при движении автомобиля может охлаждаться от встречного потока воздуха. Но летом жарко и радиатору помогает вентилятор.

Радиатор на данных двигателях алюминиевый, 3-х рядный, чтобы обеспечить максимальное охлаждение тосола или антифриза. Вентилятор на нем включается посредством датчика температуры, который установлен в блоке цилиндров на карбюраторной версии, а на инжекторной имеется датчик в блоке и электронный блок, который также управляет вентилятором.

Датчики температуры – это одна из причин головной боли владельцев автомобилей с ЗМЗ-406.

Патрубки и рубашка охлаждения

Патрубки служат проводящим и соединяющим звеном между разными частями системы охлаждения. По причине изношенных патрубков тосол может уходить из системы и двигатель может перегреваться.

По рубашке охлаждения в блоке циркулирует антифриз, поглощающий тепло. Затем по ней жидкость выводится в радиатор. По причине пробоя рубашки охлаждения может случиться гидроудар. Это очень опасное явление для любого двигателя внутреннего сгорания.

Расширительный бачок

Это емкость из пластика, расположенная выше, чем все остальные элементы в системе. Бачок выполняет множество функций, но самое главное – это уровень жидкости. Кроме того, в бачок выдавливается лишняя жидкость.

Пробка расширительного бачка

Несмотря на то что пробка маленькая, роль ее в охлаждающей системе очень большая. Через нее выдавливается давление, а также кипящий тосол в случае перегрева двигателя. Внутри пробки установлен специальный клапан, за счет которого и стравливается лишнее давление.

В пробке имеется два клапана и каждый из них выполняет свою отдельную функцию. Так, выпускной клапан пробки нужен для работы с избыточным давлением, когда двигатель нагрет. Впускной откроется, если давление пониженное (то есть мотор остывает).

Датчик температуры

Это единственная электронная часть системы охлаждения инжекторного двигателя ЗМЗ-406, которая считывает температуру и отдает эту информацию в ЭБУ. Затем блок управления принимает решение о включении вентилятора.

Нужно заметить, что неисправный датчик температуры может принести много проблем. На основании информации с этого элемента также готовится топливная смесь. Также данные о температуре влияют и на другие системы в двигателе.

Принцип действия

Выше уже было рассмотрено, как устроена система охлаждения инжекторного ЗМЗ-406. Но познакомиться подробнее с принципом работы все-таки не будет лишним.

Камеры сгорания окружены рубашкой, по которой проходит тосол, антифриз или вода. Все эти жидкости отбирают тепло и переносят его к радиатору, откуда тепло передается в атмосферу. Жидкость в процессе работы постоянно циркулирует и тем самым поддерживает оптимальную температуру мотора. Тосол, антифриз и вода при работе образуют накипь, которая может серьезно мешать функционированию всей системы в целом.

Вода в принципе не может быть чистой – она включает соли, различные примеси и агрессивные вещества. Когда температура повышается, все это может выпадать в осадок и образуется накипь в системе охлаждения. Антифризы накипи не образуют, но в процессе эксплуатации разлагаются. Продукты разложения не лучшим образом виляют на механизмы.

Возможности для тюнинга

Различные заводские недоработки ведут к модернизации системы охлаждения ЗМЗ-406 владельцами и водителями. Существуют различные возможности для улучшения системы. Такой тюнинг сделает жизнь гораздо легче.

Так, можно принудительно включать вентилятор радиатора с индикацией. Напряжение подается на электромотор. Здесь же можно менять разъемы подключения колодки вентилятора. Также многие ставят электропомпу, которая прокачивает тосол через печку. Можно сделать так, чтобы электропомпа включалась вместе с вентилятором.

С помощью данных доработок можно получить максимальную температуру двигателя в 97 градусов. Если включать вентилятор вручную, особенно в пробках, то имеется большой запас теплоемкости. Система охлаждения ЗМЗ-406 будет работать исправно, и мотор не перегреется.

Некоторые владельцы считают электровентлиятор ненадежным и уходят от этого решения. Например, можно установить принудительное охлаждение, приводимое в действие от помпы. Надежность выше, чем у электрического аналога. Систему такую применяли за ЗМЗ-402 и на «Газелях». Если нужно модернизировать инжекторную «Газель», то просто устанавливают вентилятор системы охлаждения на карбюраторный ЗМЗ-406. Но понадобится также и помпа.

Заключение

Для двигателей ЗМЗ-406 система охлаждения очень важна. Поэтому необходимо знать, как она работает и из чего состоит. Идеально работающая система поможет избежать губительных для мотора перегревов, а владельца обезопасит от больших денежных затрат за капитальный ремонт. Многие знают, как отечественные авто склонны к перегреву. Чтобы этого не допускать, важно следить за исправностью всех составляющих системы, контролировать уровень тосола и вовремя его менять. Тогда проблем с перегревом не будет возникать.