|
|
Использование антифризных смесей
Одним из недостатков воды в качестве охлаждающе; жидкости
является то, что во многих частях света темпера туры в
зимнее время могут опускаться ниже температуры замерзания
воды.
Особенностью воды является то, что максимальная плотность у
нее бывает при температуре 4 °С, а начиная с этой точки она
расширяется как при повышении температуры, так и при ее
понижении. Пока она остается жидкостью это не приводит к
серьезным последствиям, но твердый лед расширяется при
охлаждении и передает свое расширение стенкам емкости. Если
это происходит в блоке цилиндров из хрупкого чугуна, он
может треснуть, что вызовет необходимость очень
дорогостоящего ремонта. Менее разрушительное действие силы
расширения льда произведут в том случае, если они выдавят из
блока цилиндров расширительные заглушки (сферические
заглушки).
Эти заглушки часто изготавливаются из латуни и имеют толщину
около 2 мм. Они закрывают отверстия в блоке цилиндров.
Отверстия являются технологическими отверстиями,
получившимися в процессе изготовления блока, и они
располагаются там, где были литейные шишки, использовавшиеся
для образования водяной рубашки в литом корпусе блока
цилиндров.
Перед установкой заглушкам придается слегка выпуклая форма.
Это позволяет устанавливать заглушки в блок и фиксировать
их, ударяя молотком по центру заглушки, в результате чего
она раздается, ее диаметр увеличивается, и заглушка плотно
фиксируется в блоке цилиндров (рис. 24.18).
Температура замерзания воды может быть
понижена путем растворения в ней некоторых веществ. Наиболее
широко с этой целью применяется этиленгликоль. Действие этой
жидкости по понижению температуры замерзания воды изображено
на рис. 24.19.
На графике видно, что охлаждающая
жидкость, прежде чем она полностью затвердевает, вызывая
структурные повреждения, проходит через стадию «рыхлого
льда». При появлении частичного замерзания во время
эксплуатации автомобиля рыхлый лед в самой холодной части
бачка радиатора может перекрыть циркуляцию и стать причиной
перегрева двигателя.
Этиленгликоль имеет тот недостаток, что он разлагается в
процессе эксплуатации и образует при этом кислоты, которые
выбывают коррозию деталей, в особенности таких, которые
сделаны из алюминиевого сплава. Для защиты металлов,
вступающих в контакт с охлаждающей жидкостью, применяются
специальные химические вещества, которые добавляются к
антифризным растворам и называются антиоксидантами. В
последние годы распространенной практикой стало оставление
антифриза в системе охлаждения в течение всего года, вместо
того чтобы сливать его в конце зимы. Таким образом, кроме
защиты от замерзания, антифриз в течение года обеспечивает
защиту двигателя от коррозии.
В Великобритании обычно рекомендуется использование
охлаждающей жидкости с содержанием антифриза 25 процентов,
то есть 1 часть антифриза на 3 части воды, эта пропорция
была подобрана экспериментально и позволяет эксплуатацию
автомобиля в течение обычной зимы. Такая пропорция
обеспечивает защиту двигателя от повреждений до температуры
-25 °С и обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости вплоть
до температуры -12 °С.
Кроме того, добавка в охлаждающую жидкость этиленгликоля
увеличивает температуру ее кипения, так, добавка его в
количестве 25 процентов повышает температуру кипения
приблизительно до 103 °С.
Поскольку удельная плотность этиленгликоля отличается от
удельной плотности воды, содержание антифриза в охлаждающей
жидкости можно проверять при помощи специального ареометра.
Системы охлаждения, находящиеся под давлением
Другим недостатком воды в качестве охлаждающей жидкости
является то, что температура ее кипения ниже, чем рабочая
температура двигателя, и чтобы предотвратить закипание воды
и образование паровых пробок у выпускных каналов и свечей
зажигания, необходимо поддерживать температуру воды,
покидающей головку цилиндров, ниже 85-90 °С.
Температура кипения жидкости повышается при росте давления.
В случае с водой зависимость температуры кипения от давления
изображена на графике на рис. 24.20.
Давление воды в системе охлаждения может
быть создано просто путем герметизации ее от атмосферы, так
что образующийся при нагревании воды пар поднимает давление
и не допускает кипения до тех пор, пока температура не
поднимется еще выше. Очевидно, что имеется определенное
предельное давление, которое могут выдерживать и резиновые
шланги, поэтому необходим предохранительный клапан, примерно
такой, как изображен на рис. 24.21. Изображенный на рисунке
клапан устанавливается в горловину радиатора.
Начиная работать из холодного состояния, верхний бачок
радиатора содержит некоторое количество воздуха над
поверхностью воды, а давление в нем приблизительно равно
атмосферному. Когда вода нагревается, она расширяется,
сжимает воздух, и когда температура поднимается до точки,
близкой к кипению, образуется пар, который еще больше
поднимает давление. Это подавляет кипение до тех пор, пока
давление не поднимается настолько, что оно поднимает
предохранительный клапан (8), действуя против прижимающего
усилия пружины (3), после чего воздух и пар выходят через
вентиляционную трубку (5). Благодаря этому система может
работать без закипания при температуре немного ниже, чем
температура, соответствующая давлению, необходимому для
поднимания клапана.
Величина используемого в системе
охлаждения давления зависит от прочности радиатора и
шлангов. Изготовителем может быть предусмотрена
соответствующая герметичная крышка для радиатора. Давление
срабатывания предохранительного клапана часто указывается на
крышке, типичными являются величины от 0,5 бар до 1,0 бар.
Когда двигатель заглушен, и жидкость в нем охлаждается, в
результате конденсации пара и сжимания жидкости давление в
верхнем бачке радиатора понижается. Если давление упадет
ниже атмосферного, имеется опасность того, что шланги и даже
сам верхний бачок окажутся сдавленными. Чтобы предотвратить
это, в центре предохранительного клапана установлен
вакуумный клапан (4), который действует в противоположном
направлении — то есть он закрывается пружиной (7) при помощи
избыточного давления изнутри верхнего бачка радиатора, но он
открывается против силы действия пружины, если давление в
верхнем бачке падает приблизительно на 7 кН/м2 ниже
атмосферного.
Имеются следующие преимущества использования систем
охлаждения с давлением:
1 Не допускается потеря охлаждающей жидкости при ее
выдавливании во время резкого охлаждения.
2 Не допускается закипание жидкости при длительном подъеме в
гору, в особенности в областях, расположенных выше уровня
моря.
3 Повышение рабочей температуры увеличивает КПД двигателя.
4 Для рассеивания требуемого количества теплоты при высокой
температуре необходим радиатор меньшего размера, чем для
рассеивания того же количества теплоты при более низкой
температуре.
Когда температура охлаждающей жидкости превышает 100 °С,
никогда не следует открывать крышку горловины радиатора,
поскольку резкое понижение давление может привести к
закипанию воды, а бьющая из горловины струя пара может
привести к серьезным ожогам. При более низкой температуре
крышку следует открывать медленно: она имеет такую
конструкцию, что пружинный диск (2) (который приклепан между
крышкой (1) и рамкой с клапанами) остается на верхней части
горловины даже после снятия уплотнения (6), вследствие чего
давление может стравливаться через вентиляционную трубку
(5), прежде чем оно начнет стравливаться через основное
отверстие.
Поскольку термостаты с гофрированным баллоном чувствительны
к изменению давления, они не могут использоваться в
находящихся под давлением системах охлаждения. Термостат с
восковым элементом свободен от такого недостатка.
назад
>> |
|
