bmw
serwis-francuskie.pl
bemka


nowe bmw
bm5

A A A

UKŁAD CHŁODZENIA

Układ chłodzenia utrzymuje poszczególne elementy silnika w dopuszczalnych granicach temperatur oraz wyrównuje tem­peraturę w różnych jego częściach. Wskutek niewłaściwego chłodzenia może nastąpić przegrzanie lub przechłodzenie silnika. Przegrzanie silnika sprzyja samozapłonom i spalaniu detona-cyjnemu, a wskutek zmniejszonego napełnienia cylindrów male­je moc silnika. W przypadku bardzo silnego przegrzania silnika powstają naprężenia cieplne, które mogą doprowadzić do zatar­cia tłoka w cylindrze, urwania korbowodu, pęknięcia wału korbowego, zniszczenia układu rozrządu lub całego silnika. Przechłodzenie silnika powoduje skraplanie się części paliwa, które rozrzedza olej na ścianach cylindrów, pogarszając jego właściwości smarne, co przyczynia się do nadmiernego zużycia gładzi. Pogarsza się również przebieg spalania, obniża się moc silnika, a zwiększa zużycie paliwa. W silnikach spalinowych stosowane są dwa zasadnicze sposo­by chłodzenia: powietrzem (bezpośrednie), gdy ciepło odprowa­dzane jest bezpośrednio do otaczającego powietrza, i cieczą (pośrednio), przy którym ciepło od nagrzanych części odbierane jest przez ciecz i następnie odprowadzane do otaczającego po­wietrza. Chłodzenie cieczą Znaczna większość silników samochodów i ciągników chło­dzona jest cieczą. Kadłub i głowica tych silników mają podwójne ściany, tzw. płaszcz wodny. Ciecz krążąc w układzie chłodzenia przejmuje ciepło od ścian silnika i oddaje je następnie do otocze­nia w chłodnicy. Ze względu na sposób wymuszania krążenia cieczy w układzie chłodzenia rozróżnia się dwa obiegi: samo­czynny i przymusowy. małej różnicy temperatur krążenie cieczy jest minimalne, dzięki czemu silnik szybko nagrzewa się. Samoczynne krążenie cieczy jest dość powolne, wskutek czego konieczne jest stosowanie dużych chłodnic oraz przewodów o stosunkowo dużej średnicy. Ponadto krążenie cieczy może się odbywać tylko wówczas, gdy wypełnia ona dokładnie wszystkie kanały. Gdyby poziom cieczy opadł i ciecz w przewodzie od głowicy do chłodnicy została rozdzielona warstwą powietrza, to wówczas krążenie zostałoby przerwane. Ze względu na te wady zastosowanie samoczynnego krążenia ogranicza się do silników o małej mocy, zwykle nie przekraczającej 22 KW (30 KM). Obecnie stosowane jest coraz rzadziej. Obieg samoczynny termosyfonowy Ruch cieczy powodowany jest różnicą ciężaru właściwego zimnej cieczy w chłodnicy i nagrzanej cieczy w płaszczu wod­nym. Układ samoczynny odznacza się prostotą kon­strukcji i samoczynną regulacją. Intensywność krążenia cieczy wzrasta bowiem ze wzrostem obciążenia silnika, wskutek wię­kszej różnicy temperatur cieczy gorącej i zimnej. Jest to szczegól­nie korzystne w okresie rozruchu zimnego silnika. Wskutek b. Obieg przymusowy Ciecz krąży w układzie chłodzenia wskutek przetłaczania przez pompę Dzięki dość dużej prędkości przepływu intensywne krążenie cieczy zapewnia prawidłowe chłodzenie silnika, umożliwiając zastosowanie układu o niewielkiej pojem­ności. Przymusowy obieg chłodzenia jest obecnie najbardziej rozpowszechniony. W skład tego rodzaju układu chłodzenia wchodzą: pompa wody, termostat, chłodnica i wentylator. W nowoczesnych silnikach coraz częściej jest stosowany za­mknięty układ chłodzenia. Zamknięty układ chłodzenia różni się od zwykłego układu zmie­nionym wlewem-chłodnicy, zmienioną pokrywą wlewu i zastoso­waniem zbiornika wyrównawczego połączonego z chłodnicą. Dzięki zastosowaniu układu zamkniętego, w razie przegrzania silnika, pary z chłodnicy nie są odprowadzane do atmosfery (ubytek cieczy), lecz przewodem do zbiornika wyrównawczego, w którym się skraplają. Podczas stygnięcia silnika skropliny zasysane są do chłodnicy i uzupełniają w niej ciecz. Umożliwia to eksploatację samochodu z płynem o niskiej temperaturze zama­rzania w układzie chłodzenia przez cały rok. Ubytki cieczy mogą wówczas powstawać tylko wskutek nieszczelności układu, a nie wskutek odparowania. Ma to i tę dodatkową zaletę, że ciecz nie zmienia swego składu, a więc i temperatury krzepnięcia. Pompa wody wymusza krążenie cieczy w układzie chłodzenia. W silnikach samochodowych są stosowane niemal wyłącznie pompy odśrodkowe. Ciecz znajdująca się między łopatkami obracającego się wirnika jest tłoczona na zewnątrz pod wpływem siły odśrodkowej. Z pompy ciecz przepływa gumo­wym przewodem do silnika. Jednocześnie pompa zasysa z chłod­nicy następną porcję cieczy chłodzącej. Wirnik pompy zwykle jest napędzany za pomocą klinowej przekładni pasowej od wału korbowego silnika. Kadłub pompy wykonany jest zwykle z żeliwa lub ze stopu lekkiego, a wirnik z żeliwa, brązu lub mosiądzu. Wałek pompy wykonany ze stali nierdzewnej lub zabezpieczo­ny powłoką ochronną przed korozją osadzony jest z reguły w łożyskach tocznych. W kadłubie pompy niekiedy umieszczona jest smarowniczka do smarowania łożysk wałka pompy. Uszczelnienie przestrzeni wodnej w sposób zabezpieczający łożyska przed przesączaniem się do nich cieczy osiąga się przez stosowanie płytek z tworzyw sztucznych lub podkładek z gumy syntetycznej, które dociskane są za pomocą sprężyn.Termostat służy do regulowania przepływu cieczy przez chłodnicę. W zależności od temperatury cieczy termostat powoduje zmianę przekroju, przez który nagrzana ciecz odpływaz silnika do chłodnicy. Termostat wbudowany w układzie chło­dzenia silnika samochodu STAR składa się z elastycznej puszki wypełnionej cieczą o niskiej temperaturze wrzenia oraz zaworu. Dopóki ciecz chłodząca nie osiągnie temperatury, w której ciecz w puszce zaczyna wrzeć, zawór jest zamknięty. Mały obieg cieczy - wówczas, gdy zawór termostatu jest zamknięty, a ciecz z głowicy silnika powraca do pompy wody i następnie do kadłuba silnika. Kiedy jednak ciecz osiągnie temperaturę około 80°C, ciecz w puszce zaczyna intensywnie parować, a prężność jej par powoduje wydłużenie się puszki i jednocześnie otwarcie zaworu zamykającego przepływ cieczy do chłodnicy. Duży obieg cieczy, gdy ciecz przepływa z głowicy silnika do chłodnicy, a następnie, po oddaniu ciepła, do pompy wody i kadłuba silnika. W niektórych silnikach zamiast puszki stosowana jest spręży­na bimetalowa, która pod wpływem zmian temperatury od­kształca się i steruje zawór.Chłodnica służy do obniżania temperatury cieczy wypływającej z płaszcza wodnego silnika i umożliwia ponowne doprowadzenie jej do silnika. Chłodnica składa się z trzech zasadniczych części: zbiornika górnego, który ma u góry wlew cieczy z siatką filtrującą, zamykany pokrywą oraz króciec do połączenia z płaszczem wodnym silnika; części środkowej, tzw. rdzenia, który jest właściwym wymien­nikiem ciepła, zbiornika dolnego, który ma króciec do połączenia z rurą ssawną pompy oraz kurek spustowy. Część górna, środkowa i dolna chłodnicy zlutowane są w jedną całość i wspólnie obudowane. Chłodnica zamocowana jest do ramy samochodu za pomocą gumowych poduszek, a z silnikiem połączona jest elastycznymi przewodami gumowymi. Połączenia takie zapewniają dobrą amortyzację chłodnicy. Pokrywa wlewu zaopatrzona jest zwykle w dwa zawory zwrotne. Pokrywa pokazana na rysunku była stosowana w silniku samochodu . Zawór nadciśnieniowy otwiera się, gdy nadciśnienie w chłodnicy przekracza 0,04 MPa (0,4 kG/cm2). Zawór ten chroni rdzeń chłodnicy przed rozsadze­niem w przypadku przegrzania silnika. Dzięki nadciśnieniu w układzie chłodzenia temperatura wrzenia cieczy podnosi się do około 107°C. Zapobiega to intensywnemu parowaniu cieczy przy niewielkim przegrzaniu silnika. Zawór podciśnieniowy otwiera się, gdy podciśnienie w chłod­nicy przekracza 0,02 MPa (0,2 kG/cm2). Zawór podciśnieniowy zabezpiecza rdzeń chłodnicy przed uszkodzeniem wskutek wy­tworzenia się podciśnienia w układzie chłodzenia, który częścio­wo jest napełniony cieczą dość szybko stygnącą. Wentylator służy do wymuszania przepływu przez chłodnicę koniecznej ilości powietrza do wymiany ciepła między cieczą i otoczeniem. W tym celu wentylator umieszczony jest przed chłodnicą lub z tyłu - za chłodnicą. Wentylatory stosowane w wielu samochodach mają wirniki blaszane. Wirnik składa się najczęściej z odkutej lub wytoczonej piasty, do której są przymocowane ramiona wykonane z blachy stalowej o grubości około 4 mm. Do ramion przynitowane są właściwe łopatki z blacłiy o grubości 0,7...1,5 mm. Małe wirniki w samochodach osobowych mają konstrukcję uproszczoną. W ostatnich latach coraz więcej wytwórni wykonuje wentylatory z tworzyw sztucznych W celu zmniejszenia szumu powodowanego przez pracujący wentylator, jego łopatki mają niejednakową długość lub są niesymetrycznie rozłożone. Liczba łopatek waha się od 3 do 6 . W razie gdy wentylator nie może być umieszczony na wysokości chłodnicy, stosuje się tzw. tunel między chłodnicą a wentylatorem, który umożliwia wymuszenie przepływu powie­trza przez chłodnicę. Wentylator jest napędzany od wału korbo­wego najczęściej za pomocą jednego, a rzadziej dwóch lub nawet trzech pasków klinowych.