冷却システム
冷却システムは、エンジンの熱状態を正常に維持するように設計されています。
エンジンが作動すると、シリンダー内の温度は 2000 度以上に上昇し、平均は 800 ～ 900 ℃ になります。 エンジンの「本体」から熱を取り除かないと、始動後数十秒以内にエンジンは冷えなくなり、絶望的に暑くなります。 次回は、 冷えたエンジン大規模なオーバーホールの後のみ。
冷却システムは、エンジンの機構や部品から熱を除去するために必要ですが、これは目的の大きな半分ではあっても、半分にすぎません。 正常な作業プロセスを確保するには、冷えたエンジンの暖機運転を早めることも重要です。 そしてこれが冷却システムの 2 番目の部分です。
通常使用される 流体システム冷却、密閉型、液体と膨張タンクの強制循環を備えています（図 25）。
米。 25 エンジン冷却系統図
a) 小さな循環円
a) 大きな循環の輪
1 - ラジエーター; 2 - 冷却剤循環用のパイプ。 3 - 膨張タンク;
4 - サーモスタット; 5 - ウォーターポンプ; 6 - 冷却ジャケット シリンダーブロック;
7 - ブロックヘッド用の冷却ジャケット。 8 - 電動ファン付きヒーターラジエーター。 9 - ヒーターラジエターバルブ;
10 - ブロックから冷却剤を排出するためのプラグ。 11 - ラジエーターから冷却剤を排出するためのプラグ。
12 - ファン
冷却システムは次のもので構成されます。
- ブロックとシリンダーヘッドの冷却ジャケット、
- 遠心力ポンプ、
- サーモスタット、
- 膨張タンク付きラジエーター、
- ファン、
- パイプとホースの接続。
図 25 では、冷却剤循環の 2 つの円を簡単に区別できます。 小さな循環円 (赤い矢印) は、冷えたエンジンをできるだけ早く暖めるのに役立ちます。 そして、青い矢印が赤い矢印に加わると、すでに加熱された液体が大きな円を描いて循環し始め、ラジエーター内で冷却されます。 このプロセスを主導します 自動装置 - サーモスタット。
システムの動作を監視するために、計器パネルに冷却水温度インジケーターがあります。 エンジン運転中の通常の冷却水温度は 80 ～ 90 ℃ 以内である必要があります (図 63 を参照)。
私に向けられた非難の言葉を受ける危険性がありますが、動いているエンジンも生き物であると想像してみましょう。 あらゆる生物の温度は一定の値であり、その変化は不快な結果をもたらします。 エンジンでも同様のことが起こり、熱条件が標準に適合しない場合、正常に動作できなくなります。
エンジン冷却ジャケットブロックとシリンダーヘッド内の冷却液が循環する多くのチャネルで構成されています。
遠心力ポンプ液体がエンジン冷却ジャケットとシステム全体を通って移動します。 ポンプはプーリーからのベルトドライブによって駆動されます クランクシャフトエンジン。 ベルトの張力は、発電機のハウジングをたわませることで調整します (図 59a を参照)。 テンションローラードライブ カムシャフトエンジン（図 11b を参照）。
サーモスタットエンジンの最適な熱状態を一定に維持するように設計されています。 冷えたエンジンを始動するときは、サーモスタットが閉じられ、できるだけ早くエンジンを暖めるために、すべての液体が小さな円内でのみ循環します (図 25)。 冷却システム内の温度が 80 ～ 85°C を超えると、サーモスタットが自動的に開き、液体の一部が冷却のためにラジエーターに入ります。 高温では、サーモスタットが完全に開き、すべての熱い液体が大きな円を描くように送られ、積極的に冷却されます。
ラジエーター車の移動やファンの使用によって生じる空気の流れにより、通過する液体を冷却する役割を果たします。 ラジエーターには、大きな冷却表面積を作り出す多くのチューブと「膜」があります。
車のラジエーターの日常的な例は誰もが知っています。 家の全員が中央または局所暖房用のラジエーター (バッテリー) を持っています。 また、特別な構成があり、ラジエーターの複雑な表面の総面積が大きいほど、家の中が暖かくなります。 そしてこのとき、暖房システム内の水は積極的に冷却され、つまり熱を放出します。
膨張タンク加熱および冷却中の冷媒の体積と圧力の変化を補償するために必要です。
ファン走行中の車のラジエーターを通過する空気の流れを強制的に増加させるだけでなく、エンジンが作動して車が停止しているときにも空気の流れを作り出すように設計されています。
次の 2 種類のファンが使用されます。常時作動、クランクシャフトプーリーによってベルト駆動され、冷却水温度が約 100 度に達すると電動ファンが自動的に作動します。
エンジン冷却ジャケットをサーモスタット、ポンプ、ラジエーター、膨張タンクに接続するためにパイプとホースが使用されます。
エンジン冷却システムにはキャビン ヒーターも含まれています。 高温の冷却水はヒーターコアを通過し、車室内に供給される空気を加熱します。 キャビン内の気温は、ドライバーがヒーターラジエーターを通過する液体の流量を増減する特別なタップによって調整されます。
冷却システムの主な故障。
クーラント漏れラジエーター、ホース、ガスケット、シールの損傷により発生する可能性があります。
不具合を解消するには、ホースやチューブを固定しているクランプを締めたり、損傷した部品を新しいものと交換する必要があります。 ラジエーターチューブが損傷した場合は、穴や亀裂を「補修」することもできますが、原則として、ラジエーターを交換することですべてが終了します。
エンジンのオーバーヒート冷却水の不足、ファンベルトの張力の弱さ、ラジエターチューブの詰まり、サーモスタットの故障などが原因で発生する可能性があります。
誤動作を解消するには、冷却システムの液面を元に戻し、ファンベルトの張力を調整し、ラジエーターをフラッシュし、サーモスタットを交換する必要があります。
多くの場合、車が低速で走行し、エンジンに大きな負荷がかかると、冷却システムの要素が正常に動作している場合でも、エンジンの過熱が発生します。 激しい運転をするとこうなります 道路状況、田舎道や誰もが退屈する都市の交通渋滞など。 このような場合、定期的に、少なくとも短期間の「休憩」を取ることで、車のエンジンについて、そして自分自身についても考える価値があります。
運転中は注意し、絶対に行わないでください 緊急モードエンジン始動中！
エンジンが 1 回でも過熱すると、金属の構造が破壊されることに注意してください。
同時に、車の「心臓部」の寿命も大幅に短くなります。
冷却システムの動作。
車を運転するときは、定期的にボンネットの下を確認する必要があります。 たとえあなたが訓練を受けて文献学者になり、この世で釘を一本も打ったことがないとしても、何かを見て、車の寿命を延ばすためのタイムリーな措置を講じることができるでしょう。
膨張タンク内の冷却剤のレベルが低下した場合、または液体がまったくない場合は、まず冷却剤を追加し、次に冷却剤がどこに行ったのかを（自分で、または専門家の助けを借りて）把握する必要があります。
エンジンの作動中、液体は沸点に近い温度まで加熱されます。これは、液体の組成に含まれる水が徐々に蒸発することを意味します。 6 か月間毎日車を使用し、タンク内のレベルがわずかに低下しても、これは正常です。 しかし、昨日タンクがいっぱいで、今日はタンクの底部しかない場合は、冷却剤の漏れを探す必要があります。
システムからの液体の漏れは、多かれ少なかれ長期間駐車した後のアスファルトまたは雪上の黒い斑点によって簡単に識別できます。 ボンネットを開けたら、アスファルト上の濡れた跡とボンネットの下の冷却システム要素の位置を比較することで、漏れの場所を簡単に見つけることができます。
少なくとも週に1回はタンク内の液面を監視し、漏れがある場合は補充し、液面低下の原因を見つけて排除する必要があります。 言い換えれば、エンジン冷却システムを整備する必要があります。 そうしないと、重篤な「病気」になり、「入院」が必要になる可能性があります。
国産車のほとんどは冷却液としてTOCOL A-40という特殊な低温凍結液体を使用しています。 数字（マイナス40度）は液体が凍結（結晶化）し始める温度を示しており、極北ではTOSOL A-65が使用されており、マイナス65度で凍結し始めます。
TOSOL A-40 は、水とエチレングリコールおよび添加剤の混合物です。 このソリューションには多くの利点が組み合わされています。 ドライバー自身がすでに凍結した後にのみ凍結し始めるという事実に加えて（冗談です）、TOSOLは防食、消泡特性も備えており、通常のスケールの形で堆積物を実質的に生成しません。純粋な蒸留水。 したがって、冷却システムに追加できるのは蒸留水のみです。
車を運転するときは、路上の破損は常に不快であるため、張力だけでなくウォーターポンプドライブベルトの状態も監視する必要があります。 予備のベルトを持ち歩くことをお勧めします。 あなた自身ではない場合は、路上の「紳士」の1人がそれを変えるのを手伝ってくれるでしょう。
ファンモーターセンサーが故障すると、冷却液が沸騰してエンジンに損傷を与える可能性があります。 電動ファンがオンにするコマンドを受け取っていないため、液体は冷却補助なしで加熱され続け、沸点に近づきます。 しかし、ドライバーの目の前には、矢印と赤い扇形のデバイスがあります。 さらに、ファンがオンになると、ほとんどの場合、多少の振動と若干の追加ノイズが感じられます。 コントロールしたいという欲求はあるでしょうが、方法は必ずあります。
暑い夏にオフロードを低速で走行中にエンジンが「沸騰」するのは特に不快です。 したがって、 実践的なアドバイス故郷の奥地を探検するのが好きで、ドライバーの握り方も知っている人向けです。
車内にトグル スイッチをもう 1 つ追加 (または無料のトグル スイッチを使用) すれば、冷却システムの電動ファンを手動でオンにでき、センサーが故障しても旅行が中断されることはありません。 デバイスの冷却剤の温度を監視することで、ファンをいつオンまたはオフにするかを決定できます。
道路上 (または、多くの場合、渋滞中) で、冷却水の温度が危険温度に近づき、ファンが作動していることに気付いた場合、この場合は解決策があります。 冷却システムの動作には追加のラジエーター、つまりインテリアヒーターラジエーターを含める必要があります。 ヒーターの蛇口を完全に開き、ヒーターのファンを全速力でオンにし、ドアの窓を下げて「汗をかいて」帰宅するか、 最寄りのカーサービス。 ただし、エンジン温度計の針を注意深く監視し続けてください。 レッドゾーンに入った場合は、直ちに停止し、ボンネットを開けて「クールダウン」してください。
時間が経つにつれて、サーモスタットが大きな循環循環を通じて液体を放出しなくなる場合、問題が発生する可能性があります。 サーモスタットが作動しているかどうかを判断するのは難しくありません。 冷却水温度計の針が中間位置 (サーモスタットが閉じた状態) に達するまで、ラジエーターは加熱しないでください (手動で判断)。 その後、熱い液体がラジエーターに流れ始め、ラジエーターが急速に加熱され、サーモスタットバルブが適時に開いたことを示します。 しかし、ラジエーターが冷えたままの場合は、2 つの方法があります。 サーモスタットのハウジングをタップすると、結局開くか、すぐに精神的にも経済的にも交換の準備をする必要があります。
次の場合はすぐに整備士に任せてください オイルレベルゲージ冷却システムから潤滑システムに入った液体の液滴が見えます。 これは、シリンダーヘッドガスケットが損傷し、冷却水がエンジンオイルパンに漏れていることを意味します。 オイルの半分が不凍液で構成されている状態でエンジンを運転し続けると、エンジン部品の磨耗が深刻になります。 そして、これはすでに非常に高価な修理に関連しています。
ウォーターポンプのベアリングは「突然」壊れることはありません。 まず、ボンネットの下から特定の笛の音が現れ、ドライバーが「将来のことを考える」場合は、適時にベアリングを交換します。 それ以外の場合は、車が「突然」故障したため、空港またはビジネス会議に遅れた後でも、変更する必要があります。
各ドライバーは、エンジンが熱い状態では冷却システムがこの状態にあることを理解し、覚えておく必要があります。 高血圧！ 車のエンジンがオーバーヒートして「沸騰」した場合は、もちろん車を停止してボンネットを開ける必要がありますが、ラジエターキャップを開けることはお勧めしません。 これはエンジンの冷却プロセスを速めることにはほとんど効果がありませんが、重度の火傷を負う可能性があります。
スマートに着飾ったゲストにとって、不器用に開けられたシャンパンのボトルが何を意味するかは誰もが知っています。 車の中ではすべてがはるかに深刻です。 熱いラジエーターのキャップを素早く不用意に開けると、噴水が飛び出しますが、ワインではなく、沸騰した不凍液が噴出します。 この場合、運転者だけでなく、周囲の歩行者にも被害が及ぶ可能性があります。 したがって、ラジエターキャップやエキスパンションタンクを開ける必要がある場合は、まず予防策を講じてゆっくりと開ける必要があります。
このことから、その外国車の運転手は運転経験がほとんどないだけでなく、この本を読んでいなかったと結論付けることができます。 しかし、これは彼の問題であり、私たちの読者に起こるべきではありません。
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車とトラクター
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液冷システムの基本要素
冷却ジャケット - ブロックの二重壁とシリンダーヘッドの間、またはブロックの壁とウェットライナーの間のスペース。
すべてのシリンダーを均一に冷却するために、液体はシリンダーブロックの上部に沿って延びる分配パイプを通って冷却ジャケットに入ります。 パイプには、主にエンジンの最も高温になる部分に流体を供給するための穴があります。 V 字型の 6 気筒および 8 気筒エンジンには、各列に 3 つまたは 4 つのシリンダーしかないため、分配パイプがありません。
ラジエーターは、冷却ジャケットからの液体を冷却する役割を果たします。 ラジエーター (図 37、a) は、上部と下部のリザーバー (タンク) と、液体が冷却されるコアで構成されます。 タンクにはエンジンパイプに接続されたパイプがあります。 上部タンクには口（液体が注がれる口）があり、ストッパーで閉じられています。 蒸気パイプはタンク内またはネックに半田付けされています。 液体が沸騰した場合にシステムから蒸気を除去し、システム内の圧力の上昇を防ぎます。 ラジエーターから液体を排出するための蛇口がロアタンクまたはパイプに取り付けられています。
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米。 36. エンジン冷却システム SMD-14
ラジエーターコアは、管状プレート、管状テープ、および層状にすることができます (図 37、b、c、d)。 ラジエーターの強度を高めるために、コアの両側に硬い側壁がはんだ付けされています。 ラジエーターはフレームに取り付けられており (図 37、a を参照)、このフレームはゴム製のパッドまたはスプリングで横フレームに取り付けられており、締結の柔らかさと弾力性が確保されています。
ラジエータータンクのパイプはフレキシブルホースでエンジンパイプに接続され、クランプでパイプに固定されています。
ラジエーターのフィラーネックは特別なプラグ (図 38、a) で閉じられています。 空気弁 s. 蒸気出口チューブはプラグバルブの上のネック側面にはんだ付けされています。 0.002～0.01MPaの真空になるとエアバルブが開き、大気中の空気が上部タンクに流入します。 上部タンク内の過剰圧力が 0.03 MPa に上昇すると、蒸気バルブが開き、上部タンクから蒸気出口管を通して蒸気を大気中に放出します (図 38、b)。 蒸気・空気用バルブ付きプラグはほとんどの製品に統一されています。 国産車そしてトラクター。
一部のトラクター エンジンでは、蒸気空気バルブが別のハウジングに配置され、上部ラジエーター タンクに取り付けられています。
逆流の空気でラジエーターへの吹き付けの強度を調整するには、ブラインドまたはラジエーター カーテンが使用されます。 これらは、ラジエーターの前にヒンジで取り付けられた別個のプレート (図 39) で構成されています。 ロッド/レバー システムの助けを借りて、プレートは軸の周りを最大 90°の角度で回転します。
ウォーターポンプは冷却水を強制的に循環させる働きをします。 強制冷却を備えたエンジンには大容量の遠心ポンプが取り付けられ、吐出ラインに 0.05 ～ 0.2 MPa の圧力がかかります。 ほとんどのエンジン モデルでは、ウォーター ポンプはファンと同じシャフトに取り付けられ、V ベルト ドライブによってクランクシャフトから駆動されます。
米。 37. 冷却システムラジエーター
米。 38.ラジエターキャップ：
a - 蒸気バルブが開いています。 b - エアバルブが開いています
米。 39. ラジエターシャッター
ポンプの概略図を図に示します。 40、a. ノズルに入った水はインペラーブレードによって拾われ、遠心力によってポンプ本体の接線方向に位置する出口ノズルに投げ込まれます。
ポンプのシャフト (図 40、b) は、ベアリング内に潤滑剤を保持し、ベアリングを汚染から保護するためのシールを備えた 2 つのボール ベアリング内で回転します。 シャフトの後端がベアリング ハウジングから出る場所は、黒鉛化テキストライト ワッシャー、2 つのクリップを備えたゴム製スプリング シールで構成されるカフでシールされています。 ベアリング間の空洞には、グリースガンを介して潤滑剤が充填されます。 シャフトの後端にはインペラが取り付けられており、ポンプハウジング内で回転します。 ファンハブは、分割円錐ブッシュとキーを使用してシャフトの前端に取り付けられます。 この締結により、プーリーの嵌合が緩んだ場合にハブを締めることが可能になります。 ポンプとファンはVベルトによって駆動されます。
ポンプが作動すると、冷却水がラジエーター下部タンクから供給パイプを通ってハウジング内に流入します。 インペラが回転すると、液体は遠心力によってハウジングの壁に押し戻され、圧力を受けて出口チャネルを通ってエンジン冷却ジャケットに入り、次に上部ラジエータータンクに入ります。
ファンは、ラジエーター内の液体とエンジンの表面を冷却する空気の流れを作り出す役割を果たします。
ファンはプーリーとブレードを備えたシャフトで構成されており、ウォーターポンプと共通のハウジング内のベアリングに取り付けられています。 シャフトの外端にはハブが取り付けられており、そこにプーリーとファンが取り付けられています。 ブレードの数に基づいて、ファンには 2 枚、4 枚、5 枚、6 枚、8 枚のブレードがあります。 最も一般的なのは、4 枚または 6 枚のブレードを備えたファンです。 ファンはエンジン前方のラジエーターの後ろに取り付けられています。 指向性のある空気の流れを作り出すために、多くの場合、冷却強度を大幅に高めるガイド ケーシングが取り付けられます。 振動と騒音を低減するために、ファンブレードは 70° または 110° の角度でペアで十字に配置されています。 ブレードは厚さ 1.25 ～ 1.8 mm の鋼板から打ち抜き加工されて作られ、プーリー ハブに取り付けられます。 ブレードの幅は通常 70 mm を超えません。
米。 40. ZIL-130 エンジンのウォーターポンプとファン:
a - 概略図。 b - ポンプとファンの設計
KamAZ GAZ およびその他の車両の新型モデルでは、冬季のエンジンの暖機運転を促進するために、ファンをオフにする機構が取り付けられています。
ファンはウォーターポンプと一緒に作られるか（ZIL-130、GAZ-53A、MTZ-80、DT-75Mなど）、またはそれとは別に作られます（YAMZ-236、YaMZ-238など）。
ポンプとファンはクランクシャフトプーリーからの V ベルト駆動によって駆動されます。 ギアファンドライブは以下の用途に使用されます。 ディーゼルエンジン YAME-236とYAMZ-238。 ベルトの張力は、ジェネレータープーリー（ZIL-130、DT-75M、MTZ-80など）、スクリューテンショナー（D-130、D-108など）、テンションローラー（GAZなど）の位置を変えることで調整します。 -53A等）。
米。 41. YaMZ-740エンジンファンドライブの流体継手
YaMZ-740 エンジンの最も好ましい熱条件を維持するために、ファンは流体カップリングによって駆動され、冷却システム内の液体の温度に応じて自動的にオンまたはオフになります。 この設計では、ファンは流体継手の従動軸に取り付けられ、流体継手はエンジンブロックの前部に取り付けられて回転駆動されます。 クランクシャフト油圧カップリングドライブシャフトを使用したエンジン。
流体継手は、フロントカバーとハウジングによって形成されたキャビティ内に配置された駆動部品と被駆動部品で構成されます (図 41)。
ボールベアリング上で回転する流体継手の駆動部分は、ケーシング、ドライブシャフト、プーリー付きハブと組み立てられた駆動輪で構成されています。
ボールベアリング上で回転する流体継手の被駆動部分は、ファンハブが固定されている被動シャフトに接続された被動ホイールで構成されています。
駆動輪と従動輪の内面にはブレードが付いています。 流体結合キャビティはゴム製の袖口で密閉されています。
エンジンが作動すると、潤滑システムからのオイルが回転する駆動輪のブレードに入ります。 駆動輪のブレードに巻き込まれたオイル粒子が従動輪のブレードに衝突し、被駆動部品とファンの回転を確実にします。 ファン付きの従動輪の回転速度は、流体継手のキャビティに入るオイルの量によって決まります。
ファンの動作モードは、流体継手スイッチによって冷却システム内の液体の温度に応じて調整されます。 流体継手の従動軸に取り付けられたファンをON/OFFすると同時に流体継手の油の流れを調整することで、駆動軸と従動軸の接続・切り離しを行います。
スプールタイプの流体継手スイッチは、シリンダの右側に冷却水を供給する配管上にあります。 冷却剤の温度が上昇すると溶ける活性物質が充填された火力発電要素を備えています。 流体温度が 80 ～ 95 °C に上昇すると、アクティブマスの体積が非常に増加し、その作用下でロッドがスイッチ スプールを動かし、エンジン ポンプから流体カップリング キャビティへのオイルの通路が開きます。 流体カップリングキャビティをオイルで満たすことにより、駆動輪から従動輪への回転の伝達が確実になり、クラッチの従動輪の回転数が増加し、同時にファンの速度も増加します。 この増加は非常にスムーズに起こり、ファンはラジエーターを通過する空気の速度を均一に増加させます。 流体継手キャビティへのオイル供給量が減少すると、そのキャビティからの通路が開いてオイルがエンジンのクランクケースパンに流入するため、その容積は流体継手の駆動輪と従動輪に回転を伝達するには不十分になります。 流体継手キャビティへの油の供給が完全に停止されると、ファンへの回転の伝達が停止します。
サーモスタットは、ラジエーターを通る液体の循環の強度を変更し、始動後のエンジンの暖機を加速することにより、冷却システム内の液体の温度を自動的に調整するために使用されます。
サーモスタットには、1 バルブおよび 2 バルブの液体と固体フィラーが付属しています。 自動車エンジンには以前は液体サーモスタットが使用されていましたが、現在では固体フィラーを使用したサーモスタットが取り付けられています。
液体サーモスタット（図42、a）は、低沸点（75〜85℃）液体で満たされた波形シリンダー、窓付きのハウジング、メインバルブとバイパスバルブで構成されています。
冷却水の温度が 70 °C を下回ると、シリンダーが圧縮され、メインバルブが閉じます。 冷却水はバイパス流路を通って 2 つの窓を通ってウォーター ポンプに戻り、ラジエーターをバイパスします。 素早いウォームアップエンジン。
波形シリンダー内の液体の温度が 70 °C を超えると、蒸発が始まり、液体内の圧力が増加します。 圧力上昇の影響でメインバルブが上昇し、冷却ジャケットからパイプを通ってラジエーターに冷却剤がアクセスできるようになります。 メインバルブの上昇と同時にバイパスバルブも上昇し、徐々に窓を閉じてバイパス流路への冷却水のアクセスを停止します。 冷却水の温度が 81 ～ 85 °C になると、バイパスチャネルを通る循環が停止し、液体はパイプを通ってのみラジエーターに入ります。
固体フィラーを備えたサーモスタットは、銅粉末と混合されたセレシン（石油ワックス）からなる活性物質で満たされた銅シリンダー（図 42、b）で構成されています。 シリンダーはゴム膜付きの蓋で閉じられます。 ロッドは膜の上にあり、水道管の首部のヒンジ付きサポートに取り付けられたダンパーに枢動可能に接続されています。 エンジンが暖まっていないときは、スプリングによりダンパーが常にネック端に押し付けられ、冷却水がラジエターをバイパスして循環し、エンジンの暖機を促進します。 冷却液の温度が 70 ～ 85 °C に達すると、サーモスタット ボトル内のセレシンが溶けて体積が増加し、ゴム製緩衝材を備えたロッドが上方に移動し、ダンパー 15 が開きます。冷却液はラジエーターを循環します。
温度が低下すると、活動質量の体積が減少し、ダンパーはバネの作用で閉じます。 さまざまなサーモスタットバルブ位置における冷却水循環図を図に示します。 43.
液体は、ラジエターキャップを取り外し、ラジエーターとブロックのドレンバルブを介して冷却システムから排出されます。 U V エンジンブロックには 2 つのタップ (図 35 を参照) があり、ラジエーター パイプには 3 つ目のタップがあります。 スターティングヒーター排水栓も装備。
米。 42. サーモスタット:
a - 液体タイプ: b - 固体フィラー付き
米。 43.冷却システム内の冷却剤循環のスキーム：
a - サーモスタットバルブが閉じている状態（小さな循環円）。 b – バルブが開いた状態 (大きな循環円)
液冷システムの要素は、鋼管、鋳鉄管、クランプ付きのゴム引きフレキシブルホースを使用して接続されています。 この接続により、エンジンとラジエーターの相対的な移動が可能になります。
凝縮（膨張）タンクは、液体が加熱されたときの体積の変化を補償し、冷却剤からの空気の除去と冷却システムから流入する蒸気の凝縮を促進します。
膨張タンク (図 44) は、オーバーフロー チューブによって上部ラジエーター タンクに接続されています。 バルブのないプラグが上部ラジエータータンクに取り付けられ、バルブ付きプラグが凝縮タンクに取り付けられます。その設計は図に示されています。 38. タンクにはドレンバルブと蒸気パイプが付いています。 冷却剤が沸騰すると、蒸気がチューブを通って膨張タンクに入り、タンク内の液体と混合して凝縮します。 温度が下がるとタンク内が真空になります。 これで開きます インレットバルブプラグを外すと空気がタンクに入り、膨張タンクからの冷却剤がシステムに補充されます。 ラジエター内のタンクの存在のおかげで、ラジエーターは維持されます 必要なレベル液体。
冷却システム内の温度は、電気水温インジケーターおよびアラームインジケーターの測定値に従って監視されます。
米。 44. 膨張タンク
エンジン冷却システム 内燃機関エンジン部品やコンポーネントから過剰な熱を除去するように設計されています。 実際、このシステムは財布に悪いです。 貴重な燃料の燃焼から得られる熱の約 3 分の 1 は環境中に放散されなければなりません。 しかし、これが現代の内燃機関の構造です。 理想は放熱せずに運転できるエンジン 環境、そしてそれをすべてに変えます 役に立つ仕事。 しかし、現代のエンジン構造に使用されている材料はそのような温度には耐えられません。 したがって、少なくとも 2 つの主要な基本エンジン部品であるシリンダー ブロックとシリンダー ヘッドをさらに冷却する必要があります。 自動車産業の黎明期に、液体と空気という 2 つの冷却システムが登場し、長い間競争していました。 しかし、空冷システムは徐々に地位を失い、現在では主に非常に使用されています。 小型エンジンモーター輸送と 発電機セット 低電力。 そこで、液冷システムについて詳しく見てみましょう。
冷却システムの設計
最新の冷却システム 車のエンジンエンジン冷却ジャケット、冷却液ポンプ、サーモスタット、接続ホース、ファン付きラジエーターが含まれます。 ヒーター熱交換器は冷却システムに接続されています。 一部のエンジンでは、スロットル アセンブリを加熱するために冷却水を使用します。 また、過給システムを備えたエンジンでは、冷却液が液空インタークーラーまたはターボチャージャー自体に供給されて温度を下げます。
冷却システムは非常に簡単に動作します。 冷えたエンジンを始動すると、冷却水はポンプを使って小さな円を描き始めます。 エンジンブロックやシリンダーヘッドの冷却ジャケットを通過し、バイパス（バイパス）配管を通ってポンプに戻ります。 並行して (現代の自動車の大部分では)、液体はヒーターの熱交換器内を常に循環しています。 温度が設定値 (通常は約 80 ～ 90 ˚С) に達するとすぐに、サーモスタットが開き始めます。 メインバルブは流れをラジエーターに導き、そこで液体は空気の逆流によって冷却されます。 空気の流れが十分でない場合は、冷却システムのファンが作動し、ほとんどの場合は電気駆動装置が付いています。 冷却システムの他のすべてのコンポーネント内の流体の移動は継続します。 多くの場合、例外はバイパス チャネルですが、すべての車両で閉じられるわけではありません。
の冷却システム図 ここ数年お互いにとても似てきました。 しかし、2 つの基本的な違いが残ります。 1 つ目は、ラジエーターの前後 (流体の移動方向に沿った) サーモスタットの位置です。 2 番目の違いは、加圧循環膨張タンクを使用するか、単純な予備容量である加圧なしのタンクを使用するかです。
3 つの冷却システム方式の例を使用して、これらのオプションの違いを示します。
コンポーネント
シリンダーヘッドとブロックジャケットアルミニウムまたは鋳鉄製品で鋳造されたチャネルです。 チャンネルはシールされ、ブロックとシリンダーヘッドの間の接合部はガスケットでシールされます。
クーラントポンプブレード付き、遠心タイプ。 タイミングベルトによって駆動されるか、 ドライブベルト補助ユニット。
サーモスタット一定の温度に達すると作動する自動バルブです。 それが開き、熱い液体の一部がラジエーターに捨てられ、そこで冷却されます。 最近彼らは使い始めました 電子制御これ 単純な装置。 必要に応じてサーモスタットを早めに開くために、冷却剤が特別な発熱体で加熱され始めました。
フルード交換とフラッシング
これまでに冷却システムのコンポーネントを交換したことがない場合、説明書では少なくとも 5 ～ 10 年ごとに不凍液を交換することを推奨しています。 キャニスターからシステムに水を追加する必要がなかった場合、またはさらに悪いことに、道路脇の溝から水を追加する必要がなかった場合は、液体を交換するときにシステムをフラッシュする必要はありません。
しかし、車がその生涯で多くのことを経験した場合、フルードを交換するときにそうすることが役立ちます。 システムをいくつかの場所で開いたら、ホースからの水流で徹底的にすすぐことができます。 または、古いフルードを排出して、きれいなフルードを注入します。 沸騰したお湯。 エンジンを始動して暖機運転を行います 動作温度。 火傷をしないように本体が冷めるまで待ってから水を抜きます。 次に、システムを空気でパージし、新しい不凍液を追加します。
冷却システムのフラッシングは通常 2 つの場合に開始されます: エンジンがオーバーヒートしたとき (これは主に次のような場合に現れます) 夏期）冬にストーブの暖房が止まったとき。 前者の場合、原因はラジエターチューブの外側に汚れが生い茂り、内側が詰まっていることにあります。 2 番目のケースでは、問題はヒーターのラジエーター チューブが堆積物で詰まっていることです。 したがって、予定された液体交換中および冷却システムのコンポーネントを交換するときは、すべてのコンポーネントを徹底的にすすぐ機会を逃さないようにしてください。
あなたが遭遇した冷却システムの故障について教えてください。 冬には暖かいヒーターをお願いします。 良い冷却夏に。
エンジン冷却システムの目的と設計
冷却システムは、動作中にエンジン部品を冷却し、エンジンの最も好ましい熱状態である通常温度を維持するように設計されています。 存在する 液体冷却、空冷および複合冷却。
エンジンの過熱により、可燃性混合物によるシリンダーの定量的な充填が損なわれ、オイルの希釈と焼損が発生し、その結果シリンダー内のピストンが詰まり、ベアリングライナーが溶ける可能性があります。
エンジンの過冷却はエンジン出力と効率の低下を引き起こし、ガソリン蒸気が冷たい部品で凝縮し、液滴の形でシリンダー表面を流れ落ち、潤滑剤が洗い流され、摩擦損失が増加し、部品の摩耗が増加し、メンテナンスの必要性が高まります。 頻繁な交換油 燃料の不完全燃焼も発生し、燃焼室の壁に煤の大きな層が形成され、バルブがハングする可能性があります。
のために 通常動作エンジン冷却水の温度は80〜95度である必要があります。
熱収支は図で表すことができます。
米。 内燃機関の熱平衡を示す図。
エンジンについて 国内生産ウォーターポンプによる密閉型強制液冷システムを採用しています。 大気と直接通じていないため、密閉型と呼ばれます。 その結果、システム内の圧力が上昇し、冷却剤の沸点が108〜119度に上昇し、蒸発のための消費量が減少します。
これらの冷却システムは均一かつ効率的な冷却を提供し、騒音も低減します。
ZILエンジンを例に冷却システムを考えてみましょう
米。 ZILエンジン冷却システムの図。 1 – ラジエーター、2 – コンプレッサー、3 – ウォーターポンプ、4 – サーモスタット、5 – ヒーターバルブ、6 – インレットパイプ、7 – アウトレットパイプ、8 – ヒーターラジエーター、9 – エンジン冷却システムの水温インジケーターセンサー、10 – シリンダーブロックジャケットのドレンバルブ（「開」位置）、11 – ラジエタードレンバルブ。
エンジン冷却ジャケット内の液体は、シリンダーからの熱の除去によって加熱され、サーモスタットを通ってラジエーターに入り、そこで冷却され、熱の影響を受けます。 遠心力ポンプ（システム内で冷却水を循環させ）エンジンジャケットに戻ります。 遠心ポンプは一般的に「ポンプ」と呼ばれています。 液体の冷却は、ファンからラジエーターとエンジンへの集中的な空気の流れによって促進されます。 ファンラジエーターコアを通る空気の流れを促進し、ラジエーター内の流体の冷却を向上させます。 ファンには別のドライブを搭載できます。
– 機械的– エンジンのクランクシャフトへの永久的な接続、
– 油圧– 油圧カップリング。 流体継手は、液体が充填された密閉ハウジング B を備えています。
ケーシングには 2 つの球形容器 D と G が含まれており、それぞれ駆動 A シャフトと従動 B シャフトにしっかりと接続されています。
米。 流体継手、動作原理; b – デバイス、1 – シリンダーブロックカバー、2 – ハウジング、3 – ケーシング、4 – ドライブシャフト、5 – プーリー、6 – ファンハブ、A – ドライブシャフト、B – ドリブンシャフト、C – ケーシング、D、D –容器、T – タービンホイール、N – ポンプホイール。
油圧ファンの動作原理は液体の遠心力の作用に基づいています。 液体が満たされた球形の容器Dが回転すると、 高速、液体が 2 番目の容器 G に入り、容器が回転します。 衝撃によりエネルギーを失った液体は容器 D に戻り、その中で加速して容器 G に入り、このプロセスが繰り返されます。
– 電気の– 制御された電気モーター。 冷却水温度が90～95度に達するとセンサーバルブが開きます。 オイルチャンネルスイッチハウジング内と エンジンオイルエンジンの主潤滑システムから流体継手の作動キャビティに入ります。
ファンはラジエーター フレームに取り付けられたケーシング内に収められており、ラジエーターを通過する空気流の速度が向上します。
ラジエーターエンジンのウォータージャケットから来る水を冷却する役割を果たします。米。 ラジエーター a - 装置、b - 管状中間、c - プレート中間、1 - パイプ付き上部タンク、2 - 蒸気パイプ、3 - プラグ付きフィラーネック、4 - コア、5 - 下部タンク、6 - ドレンバルブ付きパイプ、 7 – チューブ、8 – 横プレート。
タンク上部1、下部5とコア4と締結パーツで構成されています。 タンクとコアは真鍮製です（熱伝導率向上のため）。
最も一般的なのはチューブラー ラジエーターとプレート ラジエーターです。 図「b」に示す管状ラジエーターは、一連の薄い水平プレート 8 から形成されたコアを備えており、その中を多数の垂直真鍮管が通過し、これによりラジエーターのコアを通過する水が多くの小さな流れに分割されます。 水平プレートは追加の補強材として機能し、冷却面を増やします。
プレートラジエーターは 1 列の平らな真鍮管で構成され、各管は端で溶接された波板でできています。
サーモスタット冷えたエンジンの暖機を加速し、最適な温度状態を確保します。 サーモスタットは、ラジエーターを通過する液体の量を調整するバルブです。
エンジン始動時は、エンジン自体も冷却水も冷えています。 エンジンの暖機運転をスピードアップするために、冷却液はラジエーターをバイパスして円を描いて移動します。 この場合、エンジンが加熱すると（温度が70〜80度に）サーモスタットが閉じ、シリンダーを満たす液体蒸気の影響でサーモスタットバルブが開き、冷却剤が大きな円を描いて動き始めます。ラジエーターを通して。
の上 現代の車インストール 二重回路冷却システム。 このシステムには、2 つの独立した冷却回路が含まれています。
– シリンダーブロック冷却回路;
– シリンダーヘッド冷却回路。
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もう一度少し思い出してみましょう このシステム冷却。
で 液冷システム 特別な冷却剤が使用されます - 粘度温度が40℃以下のさまざまなブランドの不凍液。 不凍液には、スケールの形成を防ぐ防食添加剤と消泡剤が含まれています。 これらは非常に有毒であり、慎重な取り扱いが必要です。 水と比較して、不凍液は熱容量が低いため、エンジンシリンダーの壁から熱をあまり集中的に除去しません。
したがって、不凍液で冷却した場合、シリンダー壁の温度は水で冷却した場合よりも15〜20℃高くなります。 これによりエンジンの暖機時間が短縮され、シリンダーの摩耗が軽減されますが、 サマータイムエンジンがオーバーヒートする可能性があります。
最適な 温度条件液体冷却システムを備えたエンジンは、エンジン内の冷却剤の温度がすべてのエンジン動作モードで 80 ～ 100 °C になると考えられます。
車のエンジンに使用される 閉まっている(密閉型) 液冷システム 強制循環あり冷却剤。
密閉冷却システムの内部空洞は環境と常時接続されておらず、システムのラジエータープラグまたは膨張タンクにある特別なバルブ（特定の圧力または真空）を介して通信が行われます。 このようなシステム内の冷却剤は 110 ～ 120 °C で沸騰します。 システム内の冷却剤の強制循環は液体ポンプによって行われます。
エンジン冷却システム で構成されています から：
- シリンダーヘッドとブロック用の冷却ジャケット。
- ラジエーター;
- ポンプ;
- サーモスタット;
- ファン;
- 膨張タンク。
- パイプラインと排水栓を接続します。
さらに、冷却システムには車室内ヒーターが含まれます。
冷却システムの動作原理
まずは検討してみることをお勧めします 回路図冷却システム。
1 - ヒーター; 2 - エンジン。 3 - サーモスタット; 4 - ポンプ。 5 - ラジエーター。 6 - プラグ。 7 - ファン。 8 - 膨張タンク。
A - 小さな循環円（サーモスタットが閉じている）。
A+B - 大きな循環円（サーモスタットが開いている）
冷却システム内の液体循環は 2 つの循環で行われます。
1. 小さな円— 冷えたエンジンを始動すると液体が循環し、エンジンの急速な暖機運転が保証されます。
2.ビッグサークル— エンジンが暖まっているとムーブメントが循環します。
簡単に言うと、小さな円はラジエターを通さない冷却水の循環、大きな円はラジエーターを通過する冷却水の循環です。
冷却システムの設計は車種によって異なりますが、動作原理は同じです。
このシステムの動作原理は、次のビデオで見ることができます。
システム構造を動作順序に従って分解することを提案します。 したがって、冷却システムの動作は、このシステムの心臓部である液体ポンプが始動するときに開始されます。
1.液体ポンプ
液体ポンプは、エンジン冷却システム内の液体を強制循環させます。 遠心式ベーンポンプは自動車のエンジンに使用されています。
私たちのを検索 液体ポンプまたは ウォーターポンプエンジンの前部にある必要があります（前部はラジエーターに近い部分であり、ベルト/チェーンが配置されている部分です）。
液体ポンプはベルトによってクランクシャフトと発電機に接続されています。 したがって、ポンプを見つけるには、クランクシャフトを見つけて発電機を見つけるだけで十分です。 ジェネレーターについては後ほど説明しますが、ここでは、何を探すべきかを説明します。 発電機はエンジン本体に取り付けられたシリンダーのように見えます。
1 - 発電機。 2 - 液体ポンプ; 3 - クランクシャフト
それで、場所がわかりました。 次に、そのデバイスを見てみましょう。 システム全体とその部分の構造は異なりますが、このシステムの動作原理は同じであることを思い出してください。
1 - ポンプカバー;2 - オイルシールのスラストシールリング。
3 - オイルシール; 4 - ポンプローラーベアリング。
5 — ファンプーリーハブ。6 - 固定ネジ。
7 - ポンプローラー。8 - ポンプハウジング。9 - ポンプインペラ。
10 - インテークパイプ。
ポンプの動作は次のとおりです。ポンプはクランクシャフトからベルトを介して駆動されます。 ベルトがポンププーリーを回転させ、ポンププーリーハブ(5)を回転させます。 これにより、ポンプ シャフト (7) が回転します。ポンプ シャフト (7) の端にはインペラ (9) があります。 冷却剤は入口パイプ (10) を通ってポンプ ハウジング (8) に入り、インペラによって冷却剤が冷却ジャケット内に移動します (図からわかるように、ハウジングの窓を通って、ポンプからの移動方向は矢印で示されています）。
したがって、ポンプはクランクシャフトによって駆動され、液体は入口パイプを通ってポンプに入り、冷却ジャケットに入ります。
液体ポンプの動作は、次のビデオ (1:48) でご覧いただけます。
液体がどこからポンプに入るのかを見てみましょう。 そして液体は非常に重要な部品であるサーモスタットを通過します。 温度管理を担当するのはサーモスタットです。
2. サーモスタット
サーモスタットにより水温を自動調整し、始動後のエンジン暖気を促進します。 冷却剤がどの円（大または小）を流れるかを決定するのはサーモスタットの動作です。
このユニットは実際には次のようになります。
サーモスタットの動作原理
非常に単純です。サーモスタットには敏感な要素があり、その中に固体の充填剤が入っています。 特定の温度になると、溶け始めてメインバルブが開き、逆に追加のバルブが閉じます。サーモスタット装置:
1、6、11 – パイプ。 2、8 – バルブ。 3、7 - スプリング。 4 – バルーン。 5 – ダイヤフラム。 9 – ロッド。 10 – フィラー
サーモスタットの操作は簡単です。ここで確認できます。
サーモスタットには、2 つの入口パイプ 1 および 11、出口パイプ 6、2 つのバルブ (メイン 8、追加バルブ 2)、および感知要素が備えられています。 サーモスタットはクーラントポンプ入口の前に設置され、パイプ 6 を介してクーラントポンプ入口に接続されています。
化合物:
を通してパイプ1接続します とエンジン冷却ジャケット,
を通して パイプ11- 底付き 迂回するラジエタータンク。
サーモスタットの感応要素は、シリンダー 4、ゴム製ダイアフラム 5、およびロッド 9 で構成されています。シリンダーの壁とゴム製ダイアフラムの間のシリンダー内部には、高い係数を有する固体充填剤 10 (微結晶ワックス) があります。容積の拡大。
冷却水温度が 80 °C を超えると、スプリング付きサーモスタット 7 のメインバルブ 8 が開き始めます。 80 °C 未満の温度では、メインバルブがラジエーターからの流体出口を閉じ、流体はエンジンからポンプに流れ、スプリング 3 付きサーモスタットの開いた追加バルブ 2 を通過します。
冷却剤の温度が 80 °C を超えると、固体フィラーが感応要素内で溶けてその体積が増加します。 その結果、ロッド９がシリンダ４から抜け出し、シリンダ４が上方に移動する。 同時に、追加のバルブ 2 が閉じ始め、温度が 94 °C を超えると、エンジンからポンプへの冷却剤の通路が遮断されます。 この場合、メインバルブ８が完全に開き、冷却液がラジエータ内を循環する。
バルブの動作は、次の図に明確に示されています。
A - 小さな円、メインバルブが閉じられ、バイパスバルブが閉じられます。 B - 大きな円、メインバルブが開き、バイパスバルブが閉じています。
1 — インレットパイプ (ラジエーターから); 2 - メインバルブ;
3 - サーモスタットハウジング。 4 - バイパスバルブ。
5 - バイパスホースパイプ。
6 - ポンプへの冷却剤供給パイプ。
7 - サーモスタットカバー。 8 - ピストン。
それで、私たちは小さな円を扱いました。 ポンプとサーモスタットが接続されている装置を分解しました。 さて、大きな円と重要な要素に移りましょう 大円- ラジエーター。
3. ラジエーター/クーラー
ラジエーター冷却剤から環境への熱の除去を確実にします。 の上 乗用車管状プレートラジエーターが使用されます。
したがって、ラジエーターには折りたたみ式と非折りたたみ式の2種類があります。
以下にそれらの説明を示します。
膨張タンクについてもう一度言いたい (膨張タンク)
ファンはラジエーターの隣またはその上に取り付けられます。 次に、このファンの設計に移りましょう。
4. ファン
ファンはラジエーターを通過する空気の速度と量を増加させます。 自動車のエンジンには 4 枚羽根および 6 枚羽根のファンが取り付けられています。
メカニカルファンを使用する場合,
ファンには、横材 (2) にリベット留めされた 6 枚または 4 枚のブレード (3) が含まれています。 後者は流体ポンププーリー (1) にねじ止めされており、ベルトドライブ (5) を使用してクランクシャフトによって駆動されます。
前に述べたように、発電機 (4) も作動します。
扇風機を使用する場合,
ファンは電気モーター 6 とファン 5 で構成されます。ファンは 4 つの羽根を持ち、電気モーターのシャフトに取り付けられています。 ファン ハブのブレードは不均等に配置され、回転面に対して斜めになっています。 これにより、ファンの流れが増加し、動作ノイズが低減されます。 より効率的な動作のために、電動ファンはラジエータに取り付けられたケーシング７内に配置される。 電動ファンは3つのゴムブッシュを使用してケーシングに取り付けられています。 センサー3により冷却水温度に応じて電動ファンが自動でON/OFFされます。
それでは、まとめてみましょう。 根拠のないことを言わずに、写真を使ってそれを要約しましょう。 特定のデバイスに焦点を当てる必要はありませんが、設計がどれほど異なっていても、動作原理はすべてのシステムで同じであるため、動作原理を理解する必要があります。
エンジンが始動するとクランクシャフトが回転し始めます。 ベルトドライブ (発電機もベルトドライブ上にあることを思い出してください) を介して回転が液体ポンププーリー (13) に伝達されます。 液体ポンプ ハウジング (16) 内のインペラとともにシャフトを回転させます。 冷却液はエンジン冷却ジャケット (7) に入ります。 次に冷媒は出口管(4)を通り、サーモスタット(18)を経て液体ポンプに戻ります。 このとき、サーモスタット内のバイパスバルブは開いていますが、メインバルブは閉じています。 したがって、液体はラジエーター (9) を介さずにエンジン ジャケット内を循環します。 これにより、エンジンの迅速な暖機運転が保証されます。 冷却液が温まると、メインサーモスタットバルブが開き、バイパスバルブが閉じます。 これで、流体はサーモスタットバイパスパイプ (3) を通って流れることができなくなり、インレットパイプ (5) を通ってラジエーター (9) に強制的に流れます。 そこで液体は冷却され、サーモスタット (18) を通って液体ポンプ (16) に戻ります。
冷却剤の一部がエンジン冷却ジャケットからパイプ 2 を通ってヒーターに流れ、ヒーターからパイプ 1 を通って戻ってくることは注目に値します。ただし、これについては次の章で説明します。
これでシステムが理解できるようになったと思います。 この記事を読んで、この冷却システムの動作原理を理解して、別の冷却システムを操作できるようになれば幸いです。
次の記事も読むことをお勧めします。
暖房システムについて触れたので、次回はこのシステムについての記事になります。
