La conception du système de refroidissement liquide du moteur. Avantages et inconvénients d'un système de refroidissement liquide

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Voitures et tracteurs

Structure générale et fonctionnement système fluide refroidissement

Le système de refroidissement est conçu pour éliminer de force l'excès de chaleur des pièces du moteur et le transférer à l'air ambiant. Grâce à cela, un certain régime de température est créé auquel le moteur ne surchauffe ni ne refroidit excessivement. La chaleur dans les moteurs est évacuée de deux manières : liquide (système de refroidissement liquide) ou air (système de refroidissement par air). Ces systèmes absorbent 25 à 35 % de la chaleur dégagée lors de la combustion du carburant. La température du liquide de refroidissement dans la culasse doit être comprise entre 80 et 95 °C. Ce régime de température est le plus avantageux, garantit le fonctionnement normal du moteur et ne doit pas changer en fonction de la température ambiante et de la charge du moteur. La température pendant le cycle de fonctionnement du moteur varie de 80-120 °C (minimum) à la fin de l'admission à 2000-2200 °C (maximum) à la fin de la combustion du mélange.

Si le moteur n'est pas refroidi, les gaz à haute température réchauffent considérablement les pièces du moteur et se dilatent. L'huile sur les cylindres et les pistons brûle, leur friction et leur usure augmentent et, en raison d'une expansion excessive des pièces, les pistons se coincent dans les cylindres du moteur et le moteur peut tomber en panne. Pour éviter les phénomènes négatifs provoqués par la surchauffe du moteur, celui-ci doit être refroidi.

Or, un refroidissement excessif du moteur nuit à ses performances. Lorsque le moteur est trop refroidi, les vapeurs de carburant (essence) se condensent sur les parois du cylindre, éliminant le lubrifiant et diluant l'huile dans le carter. Dans ces conditions, une usure intense se produit segments de piston, les pistons des cylindres ainsi que le rendement et la puissance du moteur sont réduits. Le fonctionnement normal du système de refroidissement permet d'obtenir une puissance maximale, de réduire la consommation de carburant et d'augmenter la durée de vie du moteur sans réparation.

La plupart des moteurs disposent de systèmes de refroidissement liquide (ouverts ou fermés). Avec un système de refroidissement ouvert espace intérieur communique directement avec l’atmosphère environnante. Les systèmes de refroidissement fermés se sont généralisés, dans lesquels l'espace interne ne communique que périodiquement avec environnement en utilisant des vannes spéciales. Ces systèmes de refroidissement augmentent le point d'ébullition du liquide de refroidissement et réduisent son évaporation.

Riz. 1. Schéma d'un système de refroidissement liquide : 1 - radiateur ; 2 - réservoir supérieur ; 3 - bouchon de radiateur ; 4 - tube de commande ; 5 - tuyau supérieur du radiateur ; 6 et 19 - tuyaux en caoutchouc ; 7 - canal de contournement ; 8 à 18 - tuyaux de sortie et d'entrée, respectivement ; 9 - thermostats ; 10 - trou; 11 - tête de bloc ; 12 - conduite de distribution d'eau ; 13 - capteur indicateur de température du liquide ; 14 - bloc-cylindres ; 15 et 21 - robinets de vidange ; 16 - chemise d'eau; 17 - roue d'une pompe centrifuge à eau ; 20 - tuyau inférieur du radiateur : 22 - réservoir inférieur du radiateur ; 23 - courroie d'entraînement du ventilateur ; 24 - ventilateur

Les moteurs des véhicules GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130, MA3-5335 et KamAZ-5320 disposent d'un système de refroidissement liquide fermé avec circulation forcée de liquide créée par une pompe centrifuge à eau. Système de refroidissement liquide moteur de voiture(Fig. 1) se compose d'une chemise d'eau, d'un radiateur, d'un ventilateur, d'un thermostat, d'une pompe avec turbine, de tuyaux de sortie et d'entrée, d'une courroie d'entraînement du ventilateur, d'un capteur de jauge de température de liquide, de robinets de vidange et d'autres pièces. Autour des cylindres du moteur et de la culasse se trouve un espace à double paroi (chemise d'eau) où circule le liquide de refroidissement.

Pendant que le moteur tourne, le liquide de refroidissement est chauffé et fourni par une pompe à eau au radiateur, où il est refroidi, puis pénètre à nouveau dans la chemise du bloc-cylindres. Pour fonctionnement fiable moteur, il faut que le liquide de refroidissement circule constamment en cercle fermé : moteur - radiateur - moteur. Le liquide peut circuler dans un petit cercle, en contournant le radiateur (moteur non chauffé, thermostat fermé), ou à travers grand cercle, en entrant dans le radiateur (moteur chaud, thermostat ouvert). La direction du mouvement du liquide de refroidissement est indiquée sur la Fig. 42 flèches.

La chemise d'eau du moteur se compose d'une chemise de bloc-cylindres et d'une chemise de culasse, reliées entre elles par des trous dans le joint entre la culasse et le bloc. La turbine et le ventilateur de la pompe centrifuge à eau sont entraînés par une courroie trapézoïdale. Lorsque la turbine de la pompe tourne, le liquide de refroidissement est pompé dans le tube de distribution d'eau situé dans la tête du bloc. À travers les trous du tube, le liquide est dirigé vers les buses soupapes d'échappement, grâce à quoi les parties les plus chaudes de la culasse et des cylindres sont refroidies. Le liquide de refroidissement chauffé s'écoule dans le tuyau de sortie supérieur. Si le thermostat est fermé, le liquide reflue à travers le canal de dérivation jusqu'à la pompe centrifuge. Lorsque le thermostat est ouvert, le liquide de refroidissement passe dans le réservoir supérieur du radiateur, se refroidit en circulant dans les tubes et pénètre dans le réservoir inférieur du radiateur. Le liquide refroidi dans le radiateur est amené à la pompe par le tuyau d'alimentation inférieur.

La chemise d'eau du moteur de voiture ZIL-130 est reliée au radiateur par des tuyaux flexibles. Le réservoir supérieur du radiateur est connecté à la chemise du tuyau d'entrée et le réservoir inférieur est connecté au tuyau d'entrée de la pompe à eau. Les rangées de cylindres gauche et droite sont reliées à la pompe par deux canalisations. Un thermostat est installé dans le tuyau à travers lequel le liquide de refroidissement chauffé est fourni au réservoir supérieur du radiateur. La chemise d'eau du compresseur est reliée en permanence au système de refroidissement du moteur par des flexibles. Le radiateur 18 du chauffage est relié au système de refroidissement du moteur par des durites] le chauffage est allumé par un robinet.

Lors du démarrage, de la mise en température et du fonctionnement du moteur, alors que la température de l'eau dans le système de refroidissement est inférieure à 73°C, le liquide circule à travers les chemises d'eau du bloc, les culasses du bloc et le compresseur, mais ne pénètre pas dans le radiateur, puisque le thermostat est fermé. Le liquide de refroidissement est fourni à la pompe à eau (quelle que soit la position de la vanne thermostatique) via un tuyau de dérivation provenant de la chemise du collecteur d'admission, du compresseur et du radiateur de chauffage (s'il est allumé).

Riz. 2. Système de refroidissement du moteur de la voiture ZIL - 303 1 - radiateur ; 2 - stores ; 3 - ventilateur ; 4 - pompe à eau ; 5 et 27 - réservoirs de radiateur supérieur et inférieur, respectivement ; 6 - bouchon de radiateur ; 7 - tuyau de sortie ; 8 - compresseur ; 9 - tuyau d'alimentation ; 10 - tuyau de dérivation ; 11 - thermostats ; 12 - tuyau; 13 - bride pour l'installation d'un carburateur ; 14 - canalisation d'entrée ; 15 - robinet de chauffage ; 16 et 17 - tubes d'entrée et de sortie, respectivement ; 18 - radiateur de chauffage ; 19 - capteur indicateur de température du liquide ; 20 - insert doseur ; 21 - chemise d'eau de la tête de bloc ; 22 - chemise d'eau du bloc-cylindres ; 23 - vanne de vidange de la chemise du bloc-cylindres ; 24 - poignée d'entraînement du robinet de vidange ; 25 - robinet de vidange du tuyau de radiateur ; 26 = entrée

La pompe à eau force le fluide dans le système et son flux principal traverse la chemise d'eau du bloc-cylindres de l'avant vers l'arrière. En lavant les chemises de cylindre de tous les côtés et en passant par les trous des surfaces de contact du bloc-cylindres et des culasses, ainsi que dans le joint situé entre eux, le liquide de refroidissement pénètre dans les chemises de culasse. Dans ce cas, une quantité importante de liquide de refroidissement est fournie aux endroits les plus chauds - les tuyaux de soupape d'échappement et les douilles de bougies d'allumage. Dans les culasses, le liquide de refroidissement se déplace dans le sens longitudinal de l'arrière vers l'avant en raison de la présence de trous du diamètre approprié percés dans les surfaces de contact du bloc-cylindres et des culasses, et d'inserts de dosage installés dans les canaux arrière de le collecteur d'admission. Le trou dans l'insert limite la quantité de liquide entrant dans la chemise du collecteur d'admission. Le liquide chaud traversant la chemise du collecteur d'admission chauffe le mélange combustible provenant du carburateur (par canaux internes pipeline), et améliore la formation du mélange.

Avant de commencer les travaux, il est nécessaire de vérifier le niveau de liquide dans le radiateur, car en cas de quantité de liquide insuffisante, la circulation du liquide est perturbée et le moteur surchauffe. Le système de refroidissement doit être rempli d’eau propre et douce ne contenant pas de sels de chaux. Lors de l'utilisation d'eau dure, une grande quantité de tartre se dépose dans le radiateur et la chemise d'eau, entraînant une surchauffe du moteur et une diminution de sa puissance. Les changements fréquents d'eau dans le système de refroidissement entraînent une formation accrue de tartre. Vous pouvez adoucir l’eau des manières suivantes : en la faisant bouillir, en ajoutant des produits chimiques à l’eau et en la traitant magnétiquement. Il a été établi qu'en traversant un faible champ de force magnétique, l'eau acquiert de nouvelles propriétés : elle perd sa capacité à former du tartre et dissout le tartre précédemment formé qui se trouvait dans le système de refroidissement du moteur.

L'eau est versée dans le système de refroidissement par le col du radiateur, qui est fermé par un bouchon (Fig. 43). Pour évacuer l'eau du système de refroidissement, des robinets situés aux points les plus bas du système de refroidissement sont utilisés.

Le système de refroidissement diesel du véhicule KamAZ-5320 est conçu pour l'utilisation constante de fluides TOCOL-A-40 ou TOCOL-A-65 (congélation à basse température). L'utilisation d'eau dans le système de refroidissement n'est autorisée que dans des cas particuliers et pour de courtes périodes. Le système de refroidissement comprend des chemises d'eau du bloc et des culasses, une pompe à eau, un radiateur, un ventilateur avec coupleur hydraulique, des volets, deux thermostats, un vase d'expansion, des canalisations de raccordement, des tuyaux, un entraînement par courroie trapézoïdale de l'entraînement de la pompe. , vannes ou bouchons de vidange, capteurs de température du liquide de refroidissement et autres pièces.

L'installation permet le fonctionnement du moteur à une température du liquide de refroidissement ne dépassant pas 105 °C. La température de fonctionnement du moteur est maintenue par deux thermostats, un coupleur hydraulique pour allumer le ventilateur et les stores. Si le moteur n'est pas réchauffé, le liquide de refroidissement fourni par la pompe pénètre dans la rangée gauche de cylindres et via le tuyau de refoulement dans la rangée droite. Il lave les surfaces extérieures des chemises de cylindre des deux rangées, puis à travers les trous du plan supérieur du bloc-cylindres, le joint de culasse pénètre dans les culasses, refroidissant les endroits les plus chauffés - canaux d'échappement et nids d'injecteurs. Le fluide chauffé passe des culasses dans les canalisations droite et gauche situées dans le « carrossage » du moteur, puis par la canalisation de raccordement il est amené au boîtier de distribution d'eau (ou boîtier de thermostat). Les vannes thermostatiques sont fermées et le liquide de refroidissement est à nouveau fourni à la pompe à eau par le tuyau de dérivation 6.

Riz. 3. Système de refroidissement diesel de la voiture KAMAE-5320 : 1 - poulie vilebrequin; 2 - réservoir inférieur ; 3 - stores ; 4 - radiateur ; 5 - couplage hydraulique de l'entraînement du ventilateur ; 6 - tuyau de dérivation ; 7 - tuyau d'évacuation ; c - réservoir supérieur ; 9 - tuyau supérieur ; 10 - thermostats ; 11 - coffret de distribution d'eau ; 12 - tuyau de raccordement ; 13 - tube d'alimentation ; 14 - conduite d'eau droite ; 15 - tube de sortie ; 16 - collecteur d'admission; 17 - capteur Lampe d'avertissement surchauffe du liquide; 18 - vase d'expansion ; 19 - col avec bouchon d'étanchéité ; 20 - bouchon avec vannes; 21 - tuyau de sortie du compresseur ; 22 - tube de sortie de la conduite d'eau gauche ; 23 - compresseur; 24 - conduite d'eau gauche ; 25 - couvre-chef; 26 - culasse ; 27 - pompe à eau ; 28 - robinet ou bouchon de vidange ; 29 - poulie de pompe à eau ; 30 - ventilateur; 31 - tuyau inférieur

Les thermostats sont installés dans un boîtier séparé monté à l'extrémité avant de la rangée droite de cylindres. Le vase d'expansion est situé sur le moteur avec côté droit et est relié au réservoir supérieur du radiateur, au boîtier de distribution d'eau, au compresseur et à la chemise d'eau du bloc-cylindres. Le vase d'expansion compense les variations de volume de liquide lorsqu'il est chauffé et permet de contrôler son niveau dans le système de refroidissement. La vapeur provenant des parties supérieures du radiateur et du système est évacuée dans le réservoir et s'y condense. L'air collecté dans le réservoir améliore les performances du système de refroidissement. TOCOJ1-A-40 ou TOSOL-A-65 est versé dans le système de refroidissement à travers un col doté d'un bouchon scellé sur le filetage. Vapeur et vannes d'air installé dans un embouteillage.

Le système de refroidissement diesel utilise un coupleur hydraulique d'entraînement du ventilateur, qui transmet le couple du vilebrequin du moteur au ventilateur. Grâce à un accouplement hydraulique, ils maintiennent les conditions de température les plus favorables dans le système de refroidissement et amortissent les fluctuations qui se produisent en cas de changement brusque de la vitesse du vilebrequin. L'accouplement hydraulique de l'entraînement du ventilateur est commandé automatiquement.

Le coupleur hydraulique est entraîné depuis le vilebrequin du moteur via un arbre d'entraînement cannelé. Ventilateur situé coaxialement avec vilebrequin, monté sur un moyeu monté sur l'arbre mené. La partie avant du coupleur hydraulique se compose de : l'arbre d'entraînement assemblé avec le carter ; roue motrice, boulonné au carter et à l'arbre de la poulie ; poulie d'entraînement de la pompe et du générateur boulonnée à l'arbre. La partie avant du coupleur hydraulique tourne sur des roulements à billes. La partie menée du coupleur hydraulique se compose de : l'ensemble roue menée, boulonné à l'arbre mené. La partie entraînée du coupleur hydraulique d'entraînement du ventilateur tourne sur des roulements à billes. Le coupleur hydraulique est scellé par deux bagues d'étanchéité et des joints d'huile auto-serrants.

Riz. 4. Accouplement hydraulique de l'entraînement du ventilateur : 1 - capot avant ; 2 - corps; 3 - boîtier ; 4, 7, 13 et 20 - roulements à billes ; 5 - tube d'alimentation en huile ; 6 - arbre d'entraînement ; 8 - bagues d'étanchéité ; 9 - roue motrice ; 10 - roue motrice; 11 - poulie ; 12 - arbre de poulie ; 14 - douille de butée ; 15 - moyeu de ventilateur ; 16 - arbre mené ; 17 et 21 t - joints d'huile auto-serrants ; 18 - joint ; 19 et 22 - boulons

Pour contrôler le couplage hydraulique de l'entraînement du ventilateur, un interrupteur à tiroir est installé sur le tuyau de refoulement à l'avant du moteur. En fonction de la température du fluide dans le système de refroidissement, le commutateur de couplage hydraulique connecte ou déconnecte l'arbre d'entraînement de l'arbre mené, modifiant ainsi la quantité d'huile entrant dans le couplage hydraulique à partir du système de lubrification. L'huile pour le fonctionnement de l'accouplement hydraulique est pompée dans sa cavité, puis fournie par un tube dans les canaux de l'arbre d'entraînement et par des trous dans la roue menée dans l'espace inter-aubes. Lorsque la roue motrice tourne, l'huile de ses pales passe aux pales de la roue menée et commence à tourner, transmettant le couple à l'arbre et au ventilateur. Le couplage hydraulique est activé ou désactivé à l'aide d'un robinet et, en conséquence, le ventilateur est activé ou désactivé. La vanne est située dans le boîtier du commutateur de couplage hydraulique.

Le ventilateur peut fonctionner selon trois modes :
— automatique – la température du liquide de refroidissement dans le moteur est maintenue entre 80 et 95 °C ; La vanne interrupteur du coupleur hydraulique est réglée sur la position B (repère sur le corps) ; lorsque la température du liquide de refroidissement descend en dessous de 80° C, le ventilateur s'éteint automatiquement ;
- le ventilateur est éteint - le robinet interrupteur du coupleur hydraulique est mis en position 0 ; le ventilateur peut tourner à basse fréquence ;
— le ventilateur est constamment allumé - un fonctionnement de courte durée est autorisé dans ce mode en cas de dysfonctionnements possibles coupleur hydraulique ou son interrupteur.

La température du liquide dans le système de refroidissement est contrôlée par un thermomètre à distance dont le récepteur est situé dans la cabine du conducteur sur le tableau de bord, et le capteur se trouve dans le boîtier de distribution d'eau (voiture diesel KamAZ-5320), dans le canal d'eau de la canalisation d'admission (moteurs des voitures GAZ-53A et ZIL-130), dans la tête de bloc (moteur de la voiture GAZ -24 Volga). Si la température de l'eau dans le système de refroidissement dépasse une certaine valeur, le tableau de bord s'allume. lumière d'alarme, par exemple, rouge (voiture GAZ -63A) à une température de l'eau de 105-108°C.

Diagramme schématique des systèmes de refroidissement forcé moteurs modernes est le même.

Le moteur ZIL-130 dispose d'un système de refroidissement fermé à circulation forcée de liquide. Le système se compose d'une chemise de refroidissement du bloc et de la culasse, d'un radiateur, de tuyaux de raccordement, d'une pompe centrifuge à eau, d'un ventilateur, d'un thermostat, de vannes de vidange pour la chemise du bloc-cylindres et d'un robinet de vidange de radiateur. La figure montre le chauffage d'habitacle et le chauffage de pare-brise inclus dans le système de refroidissement (a. Le liquide est fourni au chauffage par une canalisation et évacué par une canalisation avec la vanne ouverte.

Lorsque le moteur tourne, la pompe à eau fait circuler le fluide à travers la chemise de refroidissement, les tuyaux et le radiateur. En passant à travers la chemise du bloc et de la culasse, le liquide de refroidissement lave les parois des cylindres, les chambres de combustion et d'autres pièces. Le liquide chauffé s'écoule à travers le tuyau jusqu'à la partie supérieure du radiateur puis à travers un grand nombre de tubes depuis la partie supérieure du radiateur vers la partie inférieure, dégageant de la chaleur au flux d'air. Le liquide refroidi du réservoir inférieur (réservoir) du radiateur pénètre à nouveau dans la chemise du moteur. Le système est conçu de telle sorte que lors du passage dans le radiateur, la température du liquide diminue de 6 à 10 °C. Le thermostat installé dans la conduite d'eau supérieure modifie automatiquement l'intensité de la circulation du fluide à travers le radiateur, maintenant ainsi la température la plus favorable. Le débit d'air vers le radiateur peut être régulé à l'aide de stores - rideaux devant le radiateur, qui s'ouvrent manuellement ou automatiquement en fonction des conditions thermiques du moteur.

Sur les moteurs camions Compresseur ZIL, MAZ, KamAZ installé système de freinage, dont les cylindres sont refroidis par liquide, connectés en parallèle au système de refroidissement du moteur.

La surveillance du fonctionnement du système de refroidissement consiste à vérifier le niveau de liquide et à observer les lectures d'un thermomètre, composé d'un capteur et d'un récepteur installés sur le tableau de bord.

Moteur CMS-14 tracteur à chenilles Le DT-75M dispose d'un système de refroidissement fermé avec circulation forcée du liquide de refroidissement. Le système de refroidissement comprend : une pompe à eau centrifuge avec ventilateur, des chemises de refroidissement du bloc et de la tête de bloc entraînées par une courroie trapézoïdale ; tuyau de sortie; un radiateur constitué de réservoirs supérieur et inférieur en fonte, entre lesquels un noyau est soudé ; capteur indicateur de température du liquide; connecter des canalisations et des tuyaux. Pour éliminer l'air du système, utilisez un trou dans le boîtier de la pompe à eau, fermé par un bouchon. Le système de refroidissement du moteur comprend une enveloppe de refroidissement demarreur. Le système est rempli de liquide par le col du radiateur et vidé par les robinets. L'intensité de refroidissement du liquide dans le radiateur est réglée manuellement en soulevant plus ou moins en hauteur les rideaux situés devant le radiateur.

Riz. 5. Système de refroidissement du moteur ZIL-130

La circulation du liquide de refroidissement dans le système est assurée par une pompe à eau qui aspire le liquide du réservoir inférieur du radiateur à travers un tuyau et l'alimente vers le canal de distribution d'eau du carter. Grâce aux trous latéraux du canal de distribution d'eau, le liquide est fourni simultanément à tous les cylindres. De la chemise de refroidissement du carter, le liquide s'écoule dans gilet de sauvetage bloquer la tête puis à travers trois trous dans la paroi supérieure de la tête dans le tuyau de drainage puis dans le réservoir supérieur du radiateur. Une partie du fluide du carter s'écoule à travers le tuyau de raccordement dans la chemise de cylindre du moteur de démarrage, et de là à travers la culasse dans le tuyau de sortie.

La capacité du système de refroidissement des moteurs d'automobiles et de tracteurs est déterminée par le type de moteur et se situe entre 7,5 et 50 litres.

Objectif et conception du système de refroidissement du moteur

Le système de refroidissement est conçu pour refroidir les pièces du moteur pendant son fonctionnement et maintenir une température normale, les conditions thermiques les plus favorables du moteur. Il existe le refroidissement liquide, le refroidissement par air et le refroidissement combiné.

La surchauffe du moteur altère le remplissage quantitatif du cylindre avec le mélange combustible, provoque une dilution et une combustion de l'huile, ce qui peut provoquer le blocage des pistons des cylindres et la fonte des chemises de roulement.

Le refroidissement excessif du moteur entraîne une diminution de la puissance et de l'efficacité du moteur, les vapeurs d'essence se condensent sur les pièces froides et s'écoulent sur la surface du cylindre sous forme de gouttes, emportant le lubrifiant, les pertes par frottement augmentent, l'usure des pièces augmente et le besoin de remplacement fréquent huiles Une combustion incomplète du carburant se produit également, ce qui provoque la formation d'une grande couche de suie sur les parois de la chambre de combustion, provoquant éventuellement le blocage des soupapes.

Pour fonctionnement normal la température du liquide de refroidissement du moteur doit être comprise entre 80 et 95 degrés.

Le bilan thermique peut être représenté sous forme de diagramme.

Riz. Schéma du bilan thermique du moteur combustion interne.

Sur les moteurs Production domestique Ils utilisent un système de refroidissement liquide forcé fermé réalisé par une pompe à eau. Il ne communique pas directement avec l'atmosphère, c'est pourquoi on l'appelle fermé. En conséquence, la pression dans le système augmente, le point d'ébullition du liquide de refroidissement augmente jusqu'à 108 - 119 degrés et la consommation pour son évaporation diminue.

Ces systèmes de refroidissement assurent un refroidissement uniforme et efficace et produisent également moins de bruit.

Considérons le système de refroidissement en utilisant l'exemple d'un moteur ZIL

Riz. Schéma du système de refroidissement du moteur ZIL. 1 – radiateur, 2 – compresseur, 3 – pompe à eau, 4 – thermostat, 5 – vanne de chauffage, 6 – tuyau d'entrée, 7 – tuyau de sortie, 8 – radiateur de chauffage, 9 – capteur indicateur de température de l'eau dans le système de refroidissement du moteur, 10 – robinet de vidange de la chemise du bloc-cylindres (en position « ouvert »), 11 – robinet de vidange du radiateur.

Le liquide dans la chemise de refroidissement du moteur est chauffé par évacuation de la chaleur des cylindres, pénètre dans le radiateur par le thermostat, y est refroidi et sous l'influence de Pompe centrifuge(fait circuler le liquide de refroidissement dans le système) retourne à la chemise du moteur. Une pompe centrifuge est communément appelée « pompe ». Le refroidissement du liquide est facilité par un flux d'air intensif du ventilateur vers le radiateur et le moteur. Ventilateur améliore le flux d'air à travers le noyau du radiateur, sert à améliorer le refroidissement du fluide dans le radiateur. Le ventilateur peut avoir un lecteur différent.

– mécanique– liaison permanente avec le vilebrequin moteur,

– hydraulique– accouplement hydraulique. Le coupleur fluidique comprend un boîtier étanche B rempli de liquide.

Le boîtier contient deux récipients sphériques D et G, reliés rigidement respectivement aux arbres menant A et mené B.

Riz. Couplage fluidique, a – principe de fonctionnement ; b – dispositif, 1 – couvercle du bloc-cylindres, 2 – carter, 3 – carter, 4 – arbre d'entraînement, 5 – poulie, 6 – moyeu de ventilateur, A – arbre d'entraînement, B – arbre mené, C – carter, D, D – récipients, T – roue de turbine, N – roue de pompe.

Le principe de fonctionnement d'un ventilateur hydraulique repose sur l'action de la force centrifuge du liquide. Si un récipient sphérique D rempli de liquide tourne avec grande vitesse, le liquide pénètre dans le deuxième récipient G, le faisant tourner. Ayant perdu de l'énergie lors de l'impact, le liquide retourne dans le récipient D, y accélère, pénètre dans le récipient G et le processus se répète.

– électrique– moteur électrique piloté. Lorsque la température du liquide de refroidissement atteint 90-95 degrés, la vanne du capteur s'ouvre canal pétrolier dans le boîtier de l'interrupteur et huile moteur pénètre dans la cavité de travail du coupleur hydraulique à partir du système de lubrification principal du moteur.

Le ventilateur est enfermé dans un boîtier monté sur le cadre du radiateur, ce qui augmente la vitesse du flux d'air traversant le radiateur.

Radiateur sert à refroidir l'eau provenant de la chemise d'eau du moteur.

Riz. Radiateur a - appareil, b - milieu tubulaire, c - plaque milieu, 1 - réservoir supérieur avec tuyau, 2 - tuyau de vapeur, 3 - goulot de remplissage avec bouchon, 4 - noyau, 5 - réservoir inférieur, 6 - tuyau avec robinet de vidange, 7 – tubes, 8 – plaques transversales.

Se compose des réservoirs supérieur 1 et inférieur 5, du noyau 4 et des pièces de fixation. Les réservoirs et le noyau sont en laiton (pour améliorer la conductivité thermique).

Les plus courants sont les radiateurs tubulaires et à plaques. Les radiateurs tubulaires représentés sur la figure «b» ont un noyau formé d'une série de fines plaques horizontales 8, à travers lesquelles passent de nombreux tubes verticaux en laiton, grâce auxquels l'eau passant à travers le noyau du radiateur est divisée en de nombreux petits ruisseaux. Les plaques horizontales servent de raidisseurs supplémentaires et augmentent la surface de refroidissement.

Les radiateurs à plaques sont constitués d'une rangée de tubes plats en laiton, chacun étant constitué de plaques ondulées soudées ensemble sur les bords.

Thermostat sert à accélérer la montée en température d'un moteur froid et à assurer une régime de température. Le thermostat est une vanne qui régule la quantité de liquide traversant le radiateur.

Au démarrage du moteur, le moteur lui-même et son liquide de refroidissement sont froids. Pour accélérer le réchauffement du moteur, le liquide de refroidissement se déplace en cercle, contournant le radiateur. Dans ce cas, le thermostat est fermé, à mesure que le moteur chauffe (jusqu'à une température de 70-80 degrés), la vanne du thermostat, sous l'influence des vapeurs liquides remplissant son cylindre, s'ouvre et le liquide de refroidissement commence à se déplacer dans un grand cercle par le radiateur.

Sur voitures modernes mobiles installer systèmes de refroidissement à double circuit. Ce système comprend deux circuits de refroidissement indépendants :

– circuit de refroidissement du bloc-cylindres ;

– circuit de refroidissement de la culasse.

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Chapitre 1. Conception, armement et approvisionnement des bateaux 1.1. Objectif Les bateaux sont de petites embarcations ouvertes et non pontées conçues pour répondre aux besoins du navire. Avec leur aide, un large éventail de tâches sont résolues : – détonation de mines flottantes – transport de troupes ;

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22. Système à solubilité illimitée à l’état liquide et solide ; systèmes de types eutectiques, péritectiques et monotectiques. Systèmes avec polymorphisme des composants et transformation eutectoïde Une solubilité mutuelle complète à l'état solide est possible

Les processus de fonctionnement d'un moteur de voiture se déroulent à hautes températures, par conséquent, pour assurer son fonctionnement pendant une longue période, il est nécessaire d'évacuer l'excès de chaleur. Cette fonction est assurée par le système de refroidissement (CO). Durant la saison froide, cette chaleur réchauffe l’intérieur.

Dans les véhicules turbocompressés, la fonction du système de refroidissement est d'abaisser la température de l'air fourni à la chambre de combustion. De plus, dans l'un des cercles avec le système de refroidissement de certains modèles de voitures équipés transmission automatique vitesse (transmission automatique), le refroidissement de l'huile dans la transmission automatique est activé.

Il existe deux principaux types de CO installés dans les voitures : l’eau et l’air. Le principe de fonctionnement d'un système de refroidissement moteur refroidi par eau est de chauffer le liquide de centrale électrique ou d'autres composants et libèrent cette chaleur dans l'atmosphère à travers le radiateur. Le système pneumatique utilise l’air comme liquide de refroidissement de travail. Les deux options ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Cependant, les systèmes de refroidissement à circulation de liquide sont devenus plus répandus.

Air CO

Refroidissement par air

Les principaux avantages de cette disposition incluent la simplicité de conception et de maintenance du système. Un tel CO n'augmente pratiquement pas la masse Unité de puissance, et n'est pas non plus capricieux aux changements de température ambiante. Le côté négatif est le prélèvement important de puissance moteur par l'entraînement du ventilateur, niveau augmenté bruit pendant le fonctionnement, évacuation de la chaleur mal équilibrée des composants individuels, incapacité à utiliser un système de moteur en bloc, incapacité à accumuler la chaleur perdue pour une utilisation ultérieure, par exemple pour chauffer l'intérieur.

CO liquide

Refroidissement liquide

Système utilisant l'évacuation de la chaleur utilisant liquide spécial grâce à sa conception, il peut éliminer efficacement l'excès de chaleur des mécanismes et des pièces structurelles individuelles. Contrairement à un système de refroidissement par air, la conception d'un système de refroidissement moteur avec liquide contribue à une augmentation plus rapide de la température de fonctionnement au démarrage. De plus, les moteurs équipés d'antigel fonctionnent beaucoup plus silencieusement et sont sujets à moins de détonations.

Éléments du système de refroidissement

Examinons de plus près le fonctionnement du système de refroidissement du moteur sur les voitures modernes. Différences significatives entre l'essence et moteurs dieselà cet égard, non.

Les cavités structurelles du bloc-cylindres agissent comme une « enveloppe » pour refroidir le moteur. Ils sont situés autour des zones dont la chaleur doit être évacuée. Pour un drainage plus rapide, un radiateur est installé, composé de tubes courbés en cuivre ou en aluminium. Un grand nombre d'ailettes supplémentaires accélèrent le processus de transfert de chaleur. De telles ailettes augmentent le plan de refroidissement.

Un ventilateur d’injection d’air est placé devant le radiateur. L'afflux de flux plus froids commence après la fermeture couplage électromagnétique. Il s'allume lorsque des valeurs de température fixes sont atteintes.

Fonctionnement du thermostat

La continuité de la circulation du liquide de refroidissement est assurée par le fonctionnement d'une pompe centrifuge. L'entraînement par courroie ou par engrenages reçoit la rotation de la centrale électrique.

Le thermostat régule les sens d'écoulement.

Si la température du liquide de refroidissement n'est pas élevée, la circulation se fait dans un petit cercle, sans y inclure le radiateur. Si le régime thermique admissible est dépassé, le thermostat libère le débit dans un grand cercle avec la participation du radiateur.

Pour fermé systèmes hydrauliques Il est courant d'utiliser des vases d'expansion. Un tel réservoir est également prévu dans le système de la voiture.

Circulation du liquide de refroidissement

L'intérieur est chauffé à l'aide du radiateur de chauffage. Dans ce cas, l'air chaud ne s'échappe pas dans l'atmosphère, mais est libéré à l'intérieur de la voiture, créant ainsi un confort pour le conducteur et les passagers pendant la saison froide. Pour une plus grande efficacité, un tel élément est installé quasiment à la sortie du fluide du bloc-cylindres.

Le conducteur reçoit des informations sur l'état du système de refroidissement à l'aide d'un capteur de température. Les signaux vont également à l'unité de commande. Il peut connecter ou désactiver indépendamment les actionneurs pour maintenir l'équilibre du système.

Opération Système

Des antigels contenant de nombreux additifs, notamment anticorrosion, sont utilisés comme liquides de refroidissement. Ils contribuent à augmenter la durabilité des composants et pièces utilisés en CO. Ce liquide est pompé de force à travers le système par une pompe centrifuge. Le mouvement commence à partir du bloc-cylindres, le point le plus chaud.

Tout d'abord, il y a un mouvement en petit cercle avec le thermostat fermé sans entrer dans le radiateur, car la température de fonctionnement du moteur n'est pas encore atteinte. Après être entré en mode de fonctionnement, la circulation s'effectue dans un grand cercle, où le radiateur peut être refroidi à contre-courant ou à l'aide d'un ventilateur connecté. Après cela, le liquide retourne dans la « chemise » autour du bloc-cylindres.

Il existe des voitures qui utilisent deux circuits de refroidissement.

Le premier abaisse la température du moteur et le second s'occupe de l'air de suralimentation en le refroidissant pour former un mélange carburé.

Chaque voiture utilise un moteur à combustion interne. Les systèmes de refroidissement liquide se sont répandus - seuls les anciens Zaporozhets et les nouveaux Tatas utilisent le soufflage d'air. Il convient de noter que le schéma de circulation sur toutes les machines est presque similaire - les mêmes éléments sont présents dans la conception, ils remplissent des fonctions identiques.

Petit cercle de refroidissement

Dans le circuit du système de refroidissement d'un moteur à combustion interne, il existe deux circuits : un petit et un grand. D’une certaine manière, cela ressemble à l’anatomie humaine : le mouvement du sang dans le corps. Le liquide se déplace dans un petit cercle lorsqu'il est nécessaire de produire échauffement rapide avant température de fonctionnement. Le problème est que le moteur peut fonctionner normalement dans une plage de température étroite - environ 90 degrés.

Vous ne pouvez pas l'augmenter ou le diminuer, car cela entraînerait des violations - le calage de l'allumage changera, mélange de carburant va brûler prématurément. Le radiateur de chauffage intérieur est inclus dans le circuit - après tout, il est nécessaire que l'intérieur de la voiture soit chaud le plus tôt possible. L'alimentation en antigel chaud est coupée à l'aide d'un robinet. L'emplacement de son installation dépend de la voiture spécifique - de la cloison entre l'habitacle et compartiment moteur, dans la zone de la boîte à gants, etc.

Grand circuit de refroidissement

Dans le même temps, le radiateur principal est également allumé. Il est installé à l'avant de la voiture et est conçu pour réduire d'urgence la température du fluide dans le moteur. Si la voiture est équipée d'un climatiseur, son radiateur est installé à proximité. Sur les voitures Volga et Gazelle, un refroidisseur d'huile est utilisé, qui est également installé à l'avant de la voiture. Le radiateur est généralement équipé d'un ventilateur entraîné par un moteur électrique, une courroie ou un embrayage.

Pompe à liquide dans le système

Ce dispositif est inclus dans le circuit de circulation du liquide de refroidissement de la Gazelle et de toute autre voiture. Le trajet peut s'effectuer de la manière suivante :

De la courroie de distribution.
De la courroie du générateur.
D'une ceinture séparée.

La structure se compose des éléments suivants :

Roue en métal ou en plastique. L'efficacité de la pompe dépend du nombre de pales.
Le corps est généralement en aluminium et ses alliages. Le fait est que ce métal particulier fonctionne bien dans des conditions agressives ; la corrosion n'a pratiquement aucun effet sur lui.
La poulie pour l'installation de la courroie d'entraînement est dentée ou en forme de coin.
L'arbre est un rotor en acier, à une extrémité duquel se trouve une roue (à l'intérieur) et à l'extérieur se trouve une poulie pour installer la poulie d'entraînement.
Douille ou roulement en bronze - ces éléments sont lubrifiés à l'aide d'additifs spéciaux présents dans l'antigel.
Le joint d'huile empêche le liquide de s'échapper du système de refroidissement.

Thermostat et ses caractéristiques

Il est difficile de dire quel élément assure la circulation la plus efficace du fluide dans le système de refroidissement. D'une part, la pompe crée une pression et l'antigel se déplace dans les tuyaux avec son aide.

Mais d’un autre côté, s’il n’y avait pas de thermostat, le mouvement se produirait exclusivement dans un petit cercle. La conception contient les éléments suivants :

Boîtier en aluminium.
Sorties pour connexion aux tuyaux.
taper.
Valve mécanique avec ressort de rappel.

Le principe de fonctionnement est qu'à des températures inférieures à 85 degrés, le liquide ne se déplace que le long d'un petit circuit. Dans ce cas, la vanne à l'intérieur du thermostat est dans une position dans laquelle l'antigel ne pénètre pas dans le grand circuit.

Dès que la température atteint 85 degrés, la plaque bimétallique commence à se déformer. Il agit sur une vanne mécanique et permet l'accès de l'antigel au radiateur principal. Dès que la température baisse, la vanne thermostatique revient à sa position initiale sous l'action du ressort de rappel.

Vase d'expansion

Le système de refroidissement d'un moteur à combustion interne dispose d'un vase d'expansion. Le fait est que tout liquide, y compris l'antigel, augmente de volume lorsqu'il est chauffé. Et une fois refroidi, le volume diminue. Par conséquent, une sorte de tampon est nécessaire dans lequel une petite quantité de liquide sera stockée afin qu'il y en ait toujours suffisamment dans le système. C'est à cette tâche que le vase d'expansion s'acquitte - des déversements excessifs pendant le chauffage.

Bouchon du vase d'expansion

Un autre élément irremplaçable du système est la fiche. Il existe deux types de construction : scellée et non scellée. Dans le cas où ce dernier est utilisé sur la voiture, la prise vase d'expansion n'a qu'un trou de drainage à travers lequel la pression dans le système est équilibrée.

Mais si un système scellé est utilisé, le bouchon comporte deux vannes - une entrée (prend l'air de l'atmosphère à l'intérieur, fonctionne à une pression inférieure à 0,2 bar) et une sortie (fonctionne à une pression supérieure à 1,2 bar). Il expulse l'excès d'air du système.

Il s'avère que la pression dans le système est toujours supérieure à celle de l'atmosphère. Cela permet d'augmenter légèrement le point d'ébullition de l'antigel, ce qui a un effet bénéfique sur les performances du moteur. Ceci est particulièrement utile pour traverser les embouteillages en milieu urbain. Un exemple de système scellé est le VAZ-2108 et les voitures similaires. Non scellé - modèles de la série classique VAZ.

Radiateur et ventilateur

Le liquide de refroidissement circule à travers le radiateur principal installé à l’avant de la voiture. Cet emplacement n'a pas été choisi par hasard : lors de la conduite à grande vitesse, les nids d'abeilles du radiateur sont soufflés par un contre-courant d'air, ce qui réduit la température du moteur. Un ventilateur est installé sur le radiateur. La plupart de ces appareils sont équipés de Sur les Gazelles, par exemple, des embrayages similaires à ceux installés sur les compresseurs de climatisation sont souvent utilisés.

Inclusion ventilateur électrique se produit à l'aide d'un capteur installé au bas du radiateur. Peut être utilisé sur machines à injecter signal du capteur de température, situé sur le boîtier du thermostat ou dans le bloc moteur. Le plus circuit simple L'interrupteur ne contient qu'un seul interrupteur thermique - ses contacts sont normalement ouverts. Dès que la température au bas du radiateur atteint 92 degrés, les contacts à l'intérieur de l'interrupteur se fermeront et une tension sera fournie au moteur du ventilateur.

Chauffage intérieur

C'est la partie la plus importante du point de vue du conducteur et des passagers. Le confort de conduite dépend de l'efficacité du poêle. heure d'hiver de l'année. Le réchauffeur fait partie du circuit de circulation du liquide de refroidissement et se compose des éléments suivants :

Moteur électrique avec turbine. Il est allumé selon un circuit spécial dans lequel il y a résistance constante- il permet de modifier la vitesse de rotation de la roue.
Le radiateur est l'élément à travers lequel passe l'antigel chaud.
Le robinet est conçu pour ouvrir et fermer l'alimentation en antigel à l'intérieur du radiateur.
Le système de conduits permet de diriger l'air chaud dans la direction souhaitée.

Le modèle de circulation du liquide de refroidissement à travers le système est tel que si une seule entrée du radiateur est fermée, l'antigel chaud n'y pénétrera en aucune façon. Il y a des voitures dans lesquelles il n'y a pas de robinet de chauffage - il y a toujours de l'antigel chaud à l'intérieur du radiateur. Et en heure d'été Les conduits d'air se ferment simplement et aucune chaleur n'est fournie à la cabine.

À catégorie:

Conception et fonctionnement du moteur

Objectif et principe de fonctionnement du système de refroidissement

Le système de refroidissement sert à évacuer de force la chaleur des cylindres du moteur et à la transférer à l'air ambiant. La nécessité d'un système de refroidissement est due au fait que les pièces du moteur en contact avec les gaz chauds deviennent très chaudes pendant le fonctionnement. Si vous ne refroidissez pas les pièces internes du moteur, en raison d'une surchauffe, la couche de lubrifiant entre les pièces peut brûler et les pièces mobiles peuvent se gripper en raison de leur expansion excessive.

Le système de refroidissement peut être à air ou liquide.

Avec un système de refroidissement par air (Fig. 1, a), la chaleur des cylindres du moteur est transférée directement à l'air qui les souffle. Pour ce faire, afin d'augmenter la surface d'échange thermique, des ailettes de refroidissement sont réalisées sur les cylindres et la culasse, fabriquées par fonderie. Les cylindres sont entourés d'un boîtier métallique. L'air est aspiré à travers la chemise d'air résultante à l'aide d'un ventilateur pour refroidir le moteur. Le ventilateur est entraîné par un entraînement par courroie provenant de la poulie de vilebrequin.

Le système de refroidissement par air n'était utilisé que sur les moteurs de faible puissance. L'avantage d'un tel système est la simplicité du dispositif, une certaine réduction du poids du moteur et la facilité d'entretien. Pour plus moteurs puissants application système d'air le refroidissement rencontre un certain nombre de difficultés dues à la nécessité d'évacuer une grande quantité de chaleur et d'assurer un refroidissement uniforme de tous les points chauds du moteur.

Le système de refroidissement liquide à circulation forcée de liquide comprend respectivement des chemises d'eau de la culasse et du bloc, un radiateur, des tuyaux de raccordement inférieur et supérieur avec des tuyaux, une pompe à eau avec un tuyau de distribution d'eau, un ventilateur et un thermostat.

Les chemises d'eau de la culasse et du bloc, les tuyaux et le radiateur sont remplis d'eau. Lorsque le moteur tourne, la pompe à eau entraînée par celui-ci crée une circulation circulaire de l'eau à travers la chemise d'eau, les tuyaux et le radiateur. Grâce à la conduite de distribution d’eau, l’eau est principalement dirigée vers les zones les plus chauffées du bloc. En passant par la chemise d'eau du bloc et de la culasse, l'eau lave les parois des cylindres et des chambres de combustion et refroidit le moteur. L'eau chauffée s'écoule par le tuyau supérieur jusqu'au radiateur, où, se ramifiant à travers les tubes en minces filets, elle est refroidie par l'air,

qui est aspiré entre les tubes par les pales du ventilateur en rotation. L'eau refroidie pénètre à nouveau dans la chemise d'eau du moteur.

Dans certains moteurs équipés de soupapes en tête, l'eau de la pompe est forcée uniquement dans la chemise de culasse, les sièges et les tuyaux de soupape d'échappement, puis par le tuyau de sortie, elle est évacuée vers le radiateur. Dans ce cas, les cylindres sont refroidis par l'eau circulant dans sa chemise du fait de la présence d'une différence de température entre l'eau de la chemise d'eau du bloc et la culasse. L'eau plus chauffée de la chemise d'eau du bloc est déplacée par l'eau plus froide provenant de la chemise d'eau de la tête, ce qui assure une circulation naturelle de l'eau par convection (thermosiphon). Avec ce refroidissement, les conditions de fonctionnement des cylindres du moteur s'améliorent.

Un thermostat installé dans la conduite d'eau supérieure régule la circulation de l'eau à travers le radiateur, maintenant sa température optimale.

En forme de V moteurs à carburateur une pompe à eau commune, reliée par un tuyau inférieur au radiateur et installée sur le même arbre que le ventilateur, pompe l'eau à travers deux tuyaux et canaux de distribution d'eau dans les chemises d'eau des deux sections du bloc. L'eau chauffée est évacuée des têtes par des canaux, généralement coulés dans le couvercle supérieur du bloc, et retourne dans le radiateur via un thermostat commun et le tuyau supérieur. Sur les moteurs diesel, la disposition des éléments du système de refroidissement est quelque peu modifiée.

Selon la méthode de connexion de la cavité du système de refroidissement avec l'atmosphère, le système de refroidissement forcé est divisé en deux types - ouvert et fermé. Dans un système ouvert, la cavité du réservoir supérieur du radiateur est constamment en communication avec l’atmosphère. Dans un système de refroidissement fermé, utilisé sur toutes les voitures, la cavité du réservoir ne peut communiquer avec l'atmosphère que par l'intermédiaire d'une vanne vapeur-air spéciale.

Riz. 1. Schémas des systèmes de refroidissement du moteur