Эффективность работы автомобильного транспорта базируется на надёжности подвижного состава, которая обеспечивается в процессе его производства, эксплуатации и ремонта:

совершенством конструкции и качеством изготовления; своевременным и качественным выполнением технического обслуживания и ремонта;

своевременным обеспечением и использованием нормативных запасов материалов и запасных частей высокого качества и необходимой номенклатуры;

соблюдением государственных стандартов и Правил технической эксплуатации.

В общем из выше сказанного становится ясно ,что данный тип автомобилей занимает достойную нишу на рынке и в народном хозяйстве. Однако при всех достоинствах этого модельного ряда автомобилей марки ГАЗ есть и недостатки, которые заметно портят общее впечатление даже при применении новых дизайнерских и эргономических решений. Прежде всего, этому способствуют двигатели ЗМЗ, которые, по сути, являются не чем иным как так или иначе переработанным мотором ГАЗ-24, уже более 40 лет стоящему на производстве и разработанному, прежде всего для легковых автомобилей. Вследствие вышесказанного при применении этих двигателей на более тяжелых и нагружаемых «ГАЗелях» имеют место следующие недостатки, а именно: недостаточные тягово-скоростные характеристики и напряженный тепловой режим, часто приводящий к перегреву двигателя (что и будет более подробно рассмотрено в данной работе). Можно, конечно говорить о применении на этих автомобилях более дорогих и сложных двигателях с непосредственным впрыском бензина или дизельного топлива отечественного или импортного производства, что, кстати, уже происходит, но в этом случае недостатки могут обернуться достоинствами. Дело в том, что старый и проверенный карбюраторный двигатель относительно дешево стоит, прост в обслуживании и ремонте, а это зачастую имеет решающее значение при покупке машины на территории стран СНГ основному ареалу обитания «ГАЗелей». А с недостатками можно бороться. В данной работе я хочу предложить, вариант усовершенствования карбюраторного двигателя ЗМЗ-406 применяемого на автомобилях типа «Газель» обращая особое внимание на доработку системы охлаждения автомобиля, а также рассмотреть системы охлаждения автомобилей других марок.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЗОР СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ

Температура газов в камере сгорания в момент воспламенения смеси превышает 2700 К (2500°С). Такая температура при отсутствии искусственного охлаждения привела бы к сильному нагреву дета­лей двигателя и их разрушению, вообще нарушение теплового баланса влияет как износ двигателя, так и на экономичность ого работы в плане расхода ГСМ. Поэтому система охлаждение дви­гателя является одной из основных систем автомобиля. Система охлаждения обеспечивает охлаждение деталей, соприкасающихся с горячими газами. Охлаждение может производиться водой, воздухом, а также маслом и топливом (охлаждение поршней, насос - форсунок). В зависимости от принятого способа охлаждения в данную группу входят различные устройства и механизмы для подвода охладителя к деталям и тепло – газообменники.

При воздушном охлаждении не требуются ра­диатор, водяной насос и трубопроводы, отпадает опасность «размораживания» двигателя зимой при заправке системы охлаждения водой. Поэтому, несмотря на повышенную затрату мощности, на приведение в действие вентилятора и затруднен­ный пуск при низкой температуре, воздушное, ох­лаждение применяют на легковом автомобиле ЗАЗ-968М «Запорожец» и ряде зарубежных авто­мобилей.

Жидкостная система охлаждения заполняется водой или антифризом (смесью воды с этиленгликолем), не замерзающим при температуре до 233 К (—40°С).

При чрезмерном охлаждении дви­гателя увеличиваются потери тепла с охлаждаю­щей жидкостью, не полностью испаряется и сго­рает топливо, которое в жидком виде проникает в поддон картера и разжижает масло. Это приводит к снижению мощности и экономичности двигателя и быстрому износу деталей. При перегреве двигателя происходит разложение и коксование, масла, ускоряющие отложение нагара, вследствие чего ухудшается отвод тепла. Из-за расширения де­талей уменьшаются температурные зазоры, увели­чиваются трение и износ деталей, ухудшается на­полнение цилиндров.

Температура охлаждающей жидкости при рабо­те двигателя должна быть 360—375 К (85—100°С).

В автомобильных двигателях применяют при­нудительную (насосную) систему жидкостного ох­лаждения. Такая система включает рубашки охлаж­дения цилиндров и головок цилиндров, радиатор 13 (рис. 1), водяной насос 2, вентилятор 1, жалю­зи 14, термостат 5, сливные краны 11 и 12, указатели температуры охлаждающей жидкости.

Жидкость, циркулирующая в системе охлажде­ния, воспринимает тепло от стенок цилиндров и их головок и передает его через радиатор окружаю­щей среде. Иногда предусматривается направление потока циркулирующей жидкости через водорас­пределительную трубу или продольный канал с отверстиями в первую очередь к наиболее нагре­тым деталям (выпускные клапаны, свечи зажига­ния, стенки камеры сгорания).

Система охлаждения двигателя обычно исполь­зуется для подогрева впускного трубопровода, ох­лаждения компрессора 3 и отопления кабины или пассажирского помещения кузова. Отопительная система состоит из радиатора 9, вентилятора, воз­духораспределительных труб и рукояток управ­ления.

В современных автомобильных двигателях при­меняют закрытые системы жидкостного охлажде­ния, сообщающиеся с атмосферой через клапаны в пробке радиатора. В такой системе повышается температура кипения воды, закипает вода реже и меньше испаряется.

1. 1. Устройство, работа и конструктивные особенности систем жидкостного охлаждения

Радиатор 13 (см. рис. 1) предназначен для охлаждения горячей воды, выходящей из рубашки охлаждения двигателя. Располагается он впереди двигателя. Трубчатый радиатор состоит из верх­него и нижнего бачков, соединенных между собой тремя-четырьмя рядами латунных трубок. Поперечно расположенные горизонтальные пластины придают радиатору жесткость и увеличивают по­верхность охлаждения.

Рис. 1. Система жидкостного охлаждения двигателя:

1 — вентилятор, 2 — водя­ной насос, 3 —. компрес­сор; 4 — перепускной шланг, 5 — термостат, б — кран отопителя, 7, в — подводящий и отводящий трубопроводы, В — радиа­тор отопителя, 10 — дат­чик указателя температу­ры охлаждающей жидкос­ти, II, 12—сливные кра­ны, 13—радиатор, 14— жалюзи

Радиаторы двигателей ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 трубчато-ленточные со змейковыми охлаждающими пластинами (лентами), расположенными между трубками. Системы охлаждения этих двигателей , закрытые, поэтому пробки радиатора имеют паро­вой 1 и воздушный 2 клапаны (рис. 2, а, б).

Рис. 2. Пробка радиатора (а, б), вентилятор и центробежный насос(в):

а - открыт паровой клапан 1, б открыт воздушный клапан 2, в — вентилятор и центробежный насос сис­темы охлаждения двигате­ля ЗИЛ-130; 1—лопасть вентилятора, 2 — шкив, 3 —ступица шкива венти­лятора, 4 —втулка шкива, 5 —подшипник, б —вал на­соса, 7 —крыльчатка, в —корпус насоса, в — резиновый уплотнитель сальника, 10 —текстоли­товая шайба, 1I —обойма сальника, 12—подводящий патрубок.

Паровой клапан 1 открывается при избыточном давлении 0,045—0,055 МПа (0,45—0,55 кгс/см² ) (ЗМЗ-24, ЗМЗ-53). При открытии клапана избыток воды или пара отводится через пароотводную труб­ку. Воздушный клапан 2 предохраняет радиатор от сжатия давлением воздуха и открывается при ох­лаждении воды, когда давление в системе снижает­ся на 0,01 МПа (0,10 кгс/см² ).

Для слива жидкости из системы охлаждения открывают сливные краны 11 (см. рис. 1) блоков цилиндров и сливной кран 12 патрубка радиатора, а также пробку радиатора или расширительного бачка. У двигателей ЗИЛ сливные краны блоков ци­линдров и патрубка радиатора имеют дистанцион­ное управление. Рукоятки кранов выведены в под­капотное пространство над двигателем.

На автомобилях КамАЗ-5320 устанавливают рас­ширительный бачок,

предназначенный для ком­пенсации изменений объема жидкости, происходя­щих при работе двигателя. Впускной и выпускной клапаны размещаются в пробке этого бачка. На бач­ке имеется кран для контроля уровня антифриза Тосол-А40 или Тосол-А65, которым заправляется система охлаждения. В связи с использованием ан­тифриза вместо сливных краников установлены резьбовые конические пробки.

Расширительные бачки устанавливают также в системе охлаждения двигателей автомобилей «Жигули» и ГАЗ-24 «Волга».

Жалюзи 14 (см. рис. 1) створчатого типа предназначены для изменения количества воздуха, проходящего через радиатор. Управляет ими во­дитель с помощью троса и рукоятки, выведенной в кабину.

Водяной насос (рис. 2, в) служит для соз­дания циркуляции воды в системе охлаждения. Он состоит из корпуса 8. вала б, крыльчатки 7 и са­моуплотняющегося сальника. Располагается насос обычно в передней части блока цилиндров и имеет привод клиновидным ремнем от коленчатого вала двигателя. Шкив 2 приводит во вращение одновре­менно крыльчатку 7 водяного насоса и ступицу 3 вентилятора.

Самоуплотняющийся сальник состоит из рези­нового уплотнителя 9, графитизированной текстолитовой шайбы 10, обоймы 11 и пружины, прижи­мающей шайбу 10 к торцу подводящего патруб­ка 12.