Условия охлаждения
Происходящий внутри цилиндров двигателя процесс сгорания рабочей смеси повышает температуру в момент сгорания до 2000° С; последовательное чередование быстро следующих друг за другом вспышек сильно нагревает двигатель, и работа его делается возможной только при специальном охлаждении цилиндров.
Как отмечалось при рассмотрении работы двигателя, как преобразователя энергии тепла сжигаемого топлива в механическую энергию, из всего тепла, вводимого топливом в двигатель, только 20—25% превращается в механическую энергию, а остальное тепло распределяется приблизительно так: до 40% уходит с отработанными газами и до 35% отводится системой охлаждения.
Таким образом, система охлаждения двигателя является весьма важным и необходимым приспособлением, поглощающим тепла и тем обеспечивающим правильную работу двигателя.
Система водяного охлаждения
Автотракторные двигатели охлаждаются водой, циркулирующей в замкнутой системе: рубашка цилиндров (отбор тепла от двигателя протекающей водой) — отводящий патрубок — радиатор (отдача тепла лучеиспусканием) — подводящий патрубок — двигатель.
Вода, используемая в системе охлаждения, не должна содержать солей, так как они образуют на стенках системы слой накипи, который плохо проводит тепло и уменьшает сечения проходных отверстий в радиаторе; из-за накипи двигатель может перегреться.
Интенсивность теплоотвода охлаждающей системой должна соответствовать количеству тепла, которое необходимо отвести от двигателя. Недостаточный теплоотвод вызывает перегрев двигателя. При этом ухудшается смазка (за счет разжижения масла), увеличиваются износы, происходят преждевременные вспышки из-за высокого нагрева головок, ухудшается наполнение цилиндров смесью и снижается мощность двигателя. Переохлаждение двигателя приводит к конденсации топлива, капли которого смывают масло в цилиндрах и разжижают его в картере. Это вызывает увеличение износа, падение мощности из-за неполноты сгорания и рост расхода топлива.
Правильный теплоотвод обеспечивается соответствием между количеством тепла, подлежащего отводу (зависящего от мощности двигателя), и параметрами охлаждающей системы (количество, скорость и температура воды, проходящей по системе охлаждения).
На фиг, 46 представлена схема простейшей системы водяного охлаждения двигателя; стрелками показан путь естественной циркуляции воды. Нагревшаяся в двигателе вола благодаря падению ее плотноеIи поднимаемся вверх и выходит отводящий патрубок; охлажденная вода попадает в нижнюю часть рубашек цилиндров через входной патрубок.
Сравнительно большие значения мощности двигателя, приходящейся на 1 литр рабочего объема, и непрерывный рост ее повышают требования к интенсивности охлаждения. Поэтому для усиления естественной циркуляции воды в системе между выходным и входным патрубками ставится радиатор, состоящий из верхней и нижней коробок, соединенных трубками, дающими большую поверхность охлаждения, омываемую воздухом.
Для повышения интенсивности охлаждения трубки радиатора окружаются пластинками, увеличивающими поверхность охлаждения. Кроме того, за радиатором ставится вентилятор, приводимы в действие ременной передачей от коленчатого вала двигателя; вентилятор увеличивает скорость омывания трубок радиатора воздухом, что повышает перепад между температурами входа и выхода воды в радиатор.
Большое повышение интенсивности охлаждения двигателя достигается путем включения водяною насоса в выходной патрубок рубашки цилиндров. Такая система называется смешанной. Постановка насоса па входной патрубок обеспечивает нагнетание воды в водяную рубашку двигателя. Эта система охлаждения называется принудительной. В обоих случаях насос приводится в действие от коленчатого вала двигателя.
Приведена схема водимого насоса центробежного тина: вращение крыльчатки отводит поток воды из трубы к корпусу насоса и по касательной нагнетает воду в трубу. Лопасти крыльчатки иногда делаются прямыми, расположенными по радиусу.