Устройство и работа приборов жидкостной системы охлаждения
Устройство и работа приборов жидкостной системы охлаждения
Жидкостный насос. Для создания принудительной циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения служит жидкостный насос центробежного типа (рис. 4.2). Расположен насос в передней части блока цилиндров и приводится в действие клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Он состоит из корпуса крыльчатки и корпуса подшипников, соединенных между собой через прокладку. Вал насоса вращается в двух шарикоподшипниках, снабженных сальниками для удержания масла. Передний подшипник фиксируется упорным кольцом, а задний удерживается от перемещения дистанционной втулкой.
Пластмассовая крыльчатка крепится на заднем конце вала при помощи металлической ступицы. При вращении крыльчатки жидкость из подводящего патрубка поступает к ее центру, затем захватывается лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса, а оттуда через полые приливы подается в рубашку охлаждения двигателя.
Герметичность вращающихся деталей, расположенных в корпусе насоса, обеспечивается самоподвижным сальником, установленным в крыльчатке и состоящей из уплот-нительной шайбы, резиновой манжеты и пружины, прижимающей шайбу к торцу корпуса подшипников. Своими выступами шайба входит в пазы крыльчатки и закрепляется обоймой. На переднем конце вала с помощью втулки установлена ступица, к которой крепится шкив привода насоса и вентилятора.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 4.3. Жидкостный насос в сборе с электромагнитной муфтой вентилятора
Вентилятор. Для повышения скорости потока воздуха, проходящего через радиатор, служит вентилятор (см. рис. 4.2). Устанавливаемые на двигателях вентиляторы имеют лопастей, которые изготовляют из листовой стали или пластмассы (у автомобилей ВАЗ-2106 «Жигули», «Москвич-2140» и др.).
На ряде двигателей лопасти вентилятора располагают в направляющем кожухе (диффузора), который улучшает вентиляцию подкапотного пространства и увеличивает количество воздуха, проходящего через радиатор. Для этой же цели лопасти 15 вентиляторов двигателей ЗМЗ-53, ЗИЛ-130 и др. изготовляют с отогнутыми концами в сторону радиатора.
На двигателях автомобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-53-12, автобусах ЛиАЗ-677М и на многих легковых автомобилях привод вентилятора осуществляется клиноременной передачей. На дизелях ЯМЭ-236, -238 вентилятор приводится в действие через систему зубчатых колес непосредственно от зубчатого колеса распределительного вала.
На ряде моделей двигателей автомобилей семейства ГАЗ (ГАЗ-53-12 и ГАЗ-24-02) для лучшего поддержания в заданных пределах их теплового режима и уменьшения потери мощности на привод вентилятора последний приводится в действие электромагнитной муфтой. Центробежный насос в сборе с такой муфтой показан на рис. 4.3. Он состоит из корпуса, вала, крыльчатки с лопастями, самоподжимным сальником и электромагнитной муфты. В зависимости от температуры жидкости в системе охлаждения электромагнитная муфта включается или выключается. Она состоит из электромагнита 6, установленного вместе со шкивом на ступице насоса, и ступицы вентилятора, соединенной пластинчатой пружиной с якорем, свободно вращающимся вместе со ступицей на двух шарикоподшипниках.
Катушка электромагнита соединена с тепловым реле, датчик которого расположен в верхнем бачке радиатора.Когда температура охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора достигает 85—90 °С, контакты теплового реле замыкаются и в катушку электромагнита поступает ток от аккумуляторной батареи. Якорь притягивается к электромагниту, и ступица вместе с лопастями вентилятора начинает вращаться. При понижении температуры охлаждающей жидкости до 80—85 °С контакты реле размыкаются и вентилятор отключается.
На автомобилях ВАЗ-2108 «Спутник», -2109 и их модификациях устанавливают электровентиляторы. Включение и выключение электродвигателя вентилятора происходят в зависимости от температуры охлаждающей жидкости датчиком, ввернутым в верхний бачок радиатора.
На дизелях автомобилей семейства КамАЗ в приводе вентилятора установлена гидромуфта, передающая крутящий момент от коленчатого вала к вентилятору. Гидромуфта имеет регулятор-выключатель с термосиловым датчиком, реагирующим на тепловой режим работы двигателя.
Рис. 4.4. Термостат с твердым наполнителем:
а — общий вид; б — клапан термостата.закрыт; в — клапан термостата открыт
В зависимости от теплового состояния двигателя изменяется перемещение золотника, а следовательно, количество подаваемого масла в гидромуфту, что в свою очередь влияет на частоту вращения вентилятора. При понижении температуры охлаждающей жидкости ниже 70 °С подача масла в гидромуфту прекращается и вентилятор отключается.
Термостат. Для ускорения прогрева холодного двигателя и автоматического поддержания его теплового режима в заданных пределах служит термостат. Конструктивно он представляет собой клапан, регулирующий количество циркулирующей жидкости через радиатор.
Термостаты могут быть с твердым или жидкостным наполнителем. На двигателях автомобилей ЗИЛ-130, КамАЭ-5320, «Москвич-2140» и др. применяют термостаты ствердым наполнителем (рис. 4.4, а).
Такой термостат располагается между патрубком (рис. 4.4, б) и корпусом выпускного трубопровода. Баллончик термостата заполнен активной массой, состоящей из смеси церезина (нефтяного воска) и медного порошка. Находящаяся в баллончике активная масса закрыта резиновой мембраной, на которой установлена направляющая втулка с отверстием для резинового буфера, предохраняющего мембрану от разрушения. На буфере установлен шток, связанный рычагом с клапаном, который в закрытом положении плотно прижимается к седлу пружиной.
При температуре охлаждающей жидкости (70 ±2) °С активная масса начинает плавиться и, расширяясь (рис. 4.4, в) перемещает вверх резиновую мембрану, буфер и шток. Последний, воздействуя на рычаг 8, начинает открывать клапан 6, полное открытие которого произойдет при температуре (83±2) °С. Следовательно, в интервале температур от 68 до 85 °С клапан термостата, изменяя свое положение, регулирует в заданных пределах количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор, поддерживая тем самым нормальный температурный режим работы двигателя.
Жидкостные термостаты применяют в системах охлаждения двигателей автомобилей ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга» и др. В корпусе (рис. 4.5, а) такого термостата находится гофрированный цилиндр из тонкой латуни, заполненный лег-коиспаряющейся жидкостью (смесь —70% этилового спирта и 30% воды). К верхней части гофрированного цилиндра штоком присоединен клапан термостата.
При температуре охлаждающей жидкости ниже 75 °С гофрированный цилиндр находится в сжатом состоянии, клапан термостата при этом закрыт, а охлаждающая жидкость циркулирует через перепускной канал 2 (шланг) по малому кругу, минуя радиатор.
С повышением температуры охлаждающей жидкости давление в гофрированном цилиндре 6 увеличивается (рис. 4.5, б), клапан термостата приоткрывается и жидкость через патрубок (см. рис. 4.5, а) начинает циркулировать по большому кругу. При температуре выше 90 °С клапан термостата открывается полностью и вся жидкость циркулирует через радиатор.
Радиатор. Радиатор, являющийся теплообменным узлом, предназначен для передачи тепла от охлаждающей жидкости потоку воздуха. Каркас радиатора образован боковыми стойками (рис. 4.6, а), соединенными пластиной, припаянной к нижнему бачку. Он крепится к раме автомобиля на резиновых подушках, что необходимо для уменьшения вибраций и ударных нагрузок, возникающих при его движении.
Рис. 4.5. Термостат с жидкостным наполнителем: а—клапан термостата закрыт; б—клапан термостата открыт
Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков и теплорассеи-вающей сердцевины, наружная поверхность которой обдувается воздухом, рассеивающим теплоту, полученную жидким теплоносителем (охлаждающей жидкостью) от нагретых деталей двигателя.
Количество воздуха, проходящего через сердцевину, регулируется створками-жалюзи, установленными в специальной рамке на каркасе радиатора. Они выполнены в виде набора узких пластин из специального железа и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим их поворот из кабины водителя. В радиаторах применяют в основном трубчато-пластинчатые или трубчато-ленточные сердцевины.
Трубчато-пластинчатая сердцевина (рис. 4.6, б) состоит из трех-четырех рядов латунных трубок овального сечения, к которым припаяны поперечно расположенные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения.
Трубчато-ленточная сердцевина (рис. 4.6, в) состоит из плоских латунных трубок, между рядами которых размещаются широкие зигзагообразные ленты, имеющие специальные выштамповки, искривляющие воздушный канал и повышающие эффективность отдачи тепла потоку воздуха. Радиаторы с трубчато-ленточной сердцевиной получили широкое распространение и устанавливаются на большинстве двигателей.
В современных системах охлаждения закрытого типа горловина радиатора с установленной в ней пароотводной трубкой (см. рис. 4.7, а) герметически закрывается пробкой.
Рис. 4.6. Радиатор и типы его сердцевин: а — устройство; б, в — соответственно трубчато-пластинчатая и трубчато-ленточная сердцевины
Герметичность закрытия горловины радиатора пробкой достигается упорной гофрированной шайбой (рис. 4.7, а) и пружиной, а сообщение системы охлаждения с атмосферой происходит через паровой и воздушный клапаны.
При избыточном давлении около 0,1 МП а (у двигателя ЗИЛ-130) и 0,045—0,55 МПа (у двигателя ЗМЗ-53-11) паровой клапан открывается и пар или жидкость поступает к пароотводной трубке. Из-за разрежения, возникающего после выхода пара, давление в системе снижается и при его уменьшении на 0,01 МПа открывается воздушный клапан (рис. 4.7, б), что предохраняет верхний бачок радиатора от деформации под действием давления воздуха.
На двигателях автомобилей ЗИЛ-131, КамАЭ-5320, ВАЗ-2105 «Жигули», «Москвич-2140» и др. в систему охлаждения устанавливают расширительный (конденсаторный) бачок (см. рис. 4.1,6), служащий для поддержания постоянного объема циркулирующей жидкости. Для контроля уровня жидкости на бачке имеется контрольная метка или кран (у автомобиля КамАЭ-5320).
В пробке расширительного бачка (у автомобилей ЗИЛ-131, КамАЗ-5320) или в пробке радиатора (у автомобилей ВАЗ-2105 «Жигули», «Москвич-2140») размещаются выпускной и впускной клапаны, устройство и принцип действия которых аналогичны описанным выше паровому и воздушному клапанам.
При избыточном давлении в системе охлаждения открывается выпускной клапан и пар или жидкость по трубопроводу отводится в расширительный бачок. По мере понижения температуры двигателя объем охлаждающей жидкости уменьшается, вследствие чего создается разрежение, под действием которого открывается впускной клапан, и жидкость из расширительного бачка поступает обратно в радиатор, в результате объем жидкости в системах охлаждения поддерживается постоянным при работе двигателя.
Охлаждающую жидкость сливают через сливные краны, расположенные соответственно на нижнем патрубке радиатора и в нижней части блока-картера, при этом пробки радиатора и расширительного бачка должны быть открытыми. У двигателей ЗИЛ управление кранами дистанционное с выводом тяг в подкапотное пространство.
Рис. 4.7. Пробка радиатора с открытым клапаном:
а—паровым; б—воздушным
Вместимости систем охлаждения автомобилей составляют: у ЗИЛ-130—26; у ЗИЛ-4331—27, у КамАЭ-5320—35, у ГАЗ-ЗЮ2— 12, у ВАЗ-2108 «Спутник» — 7,8.
Как определить неисправности водяного насоса
Устройство системы охлаждения современного двигателя
|
Водяной насос автомобиля называют еще «помпой». Водяной насос это деталь, которая служит для циркуляции охлаждающей жидкости по каналам системы охлаждения для отвода тепла от нагревающихся деталей. В случае неисправного водяного насоса, охлаждающая жидкость плохо циркулирует по системе охлаждения, или не циркулирует вообще. Неисправности водяного насоса или помпы могут привести к перегреву двигателя автомобиля, что отразится на его техническом состоянии.
- Износ ремня привода водяного насоса;
- Повреждение крыльчатки водяного насоса;
- Износ подшипника водяного насоса;
- Утечка охлаждающей жидкости.
Для того, чтобы определить неисправность водяного насоса необходимо следовать рекомендациям по диагностике водяного насоса.
Перегрев двигателя это один из признаков неисправности водяного насоса. Перегрев двигателя может возникатьпри повреждении крыльчатки водяного насоса, при износе приводного ремня и утечках охлаждающей жидкости из системы охлаждения. Нормальная температура двигателя составляет 90 градусов Цельсия, поэтому надо следить за стрелкой индикатора температуры охлаждающей жидкости.
Одним из основных признаков неисправности водяного насоса является повышенный шум работы помпы и чрезмерный запах смазочной и охлаждающей жидкости.
Одной из причин повышенного шума работы и неисправности водяного насоса может быть износ подшипника, поэтому необходимо измерить люфт подшипника водяного насоса.
Проведите осмотр системы охлаждения на утечки охлаждающей жидкости. Обратите внимание, есть ли потеки охлаждающей жидкости под машиной после длительной стоянки.
«По техническим рекомендациям производителей автомобилей, водяной насос двигателя подлежит замене каждые 90 тысяч км. пробега».
Ремонт водяного насоса
|
Утечки водяного насоса.
Утечки охлаждающей жидкости водяного насоса приводят к вымыванию смазки из-под подшипника, что вызывает последующее его разрушение.
Шумит водяной насос?
Шум водяного насоса говорит о его скором выходе из строя. Обратите на это должное внимание, так как от работы водяного насоса зависит состояние двигателя автомобиля. При перегреве двигателя, его износ повышается в разы, поэтому с ремонтом водяного насоса тянуть не надо.
Почему шумит водяной насос?- Изношен подшипник водяного насоса;
- Не правильная установка крыльчатки.
Почему возникают поломки водяного насоса?
- Поломка водяного насоса может возникнуть вследствие долговременной нагрузки двигателя, эксплуатация автомобиля в горных местах, в пробках и сложных климатических условиях.
- Поломки водяного насоса могут возникать, вследствие использования не качественной охлаждающей жидкости и загрязнения системы охлаждения.
После того как вы определили неисправность водяного насоса можно отремонтировать водяной насос — технология ремонта водяного насоса.
Выбор помпы для ПК с водяным охлаждением
Добро пожаловать в серию компонентов. Мы надеемся помочь строителям, как новым, так и опытным, понять их варианты, когда дело доходит до компонентов в их нестандартных водяных контурах. Сегодня мы рассмотрим бьющееся сердце любого нестандартного контура водяного охлаждения — насос.
В предыдущих статьях мы упоминали, что любое охлаждение — это просто перемещение тепла из одного места в другое. Насос в контуре водяного охлаждения — это то, что позволяет отводить тепло от компонентов вашего ПК к радиатору, где оно передается наружному воздуху. Без протока хладагента водяная система охлаждения не работает.
Так как же решить, какой насос подходит для ваших нужд?
Выбор помпы
Рассмотрим различные моменты, которые следует учитывать.
Размер
Может ли насос поместиться в имеющемся пространстве? Насосы водяного охлаждения ПК бывают самых разных размеров и форм, поэтому необходимо учитывать их монтаж и размещение.
Помните об ограничениях на ориентацию насоса. Некоторые из них могут быть установлены в любом направлении или под любым углом, но некоторые из них ограничены своей конструкцией. Убедитесь, что ваши планы учитывают не только размер насоса, но и его правильную ориентацию.
Напор
Часто называемый просто напором, напор – это измерение давления, подаваемого на выходе из насоса, и измеряется в метрах. Метры относятся к тому, как высоко насос может поднять воду в вертикальной трубе.
Напор – это способность перемещать воду, измеряемая по вертикали.
Несмотря на то, что скорость потока является ключевым показателем при охлаждении, именно напор насоса обеспечивает эту скорость потока по отношению к сопротивлению. Значение напора возрастает с ограничением контура водяного охлаждения. Чем более ограничена ваша петля, тем более высокий напор необходим для того, чтобы вода текла через нее с заданной скоростью.
Ограничение в цикле определяется компонентами в нем. Водоблоки, радиаторы, фильтры, расходомеры и даже количество используемых трубок — все это влияет на общее ограничение контура водяного охлаждения.
Некоторые компоненты имеют более строгие ограничения, чем другие. Водоблоки являются одними из самых ограничивающих частей контура водяного охлаждения. Добавление водяных блоков в вашу петлю быстро увеличит общее ограничение.
Хотя можно рассчитать точное ограничение в вашей петле с помощью правильных инструментов, обычно в этом нет необходимости. Обычно достаточно общего представления об ограничении вашего цикла, чтобы принять решение о насосе.
Расход
Как следует из названия, расход измеряет скорость, с которой насос перемещает жидкость. Скорость потока обычно измеряется в литрах в час (л/ч), а числа, которые вы увидите в списке, представляют собой максимальное количество без каких-либо ограничений. Фактическая скорость потока после завершения работы контура водяного охлаждения всегда будет ниже расчетной для насоса.
Для среднего контура водяного охлаждения требуется минимальная скорость потока 120 литров в час. Более низкие ставки все равно будут прохладными, но не такими эффективными.
Управление скоростью
Как и вентилятор, скорость насоса можно регулировать несколькими способами. Также, как и у вентиляторов (и почти у всех низковольтных двигателей постоянного тока), у насосов есть напряжение останова — минимальное напряжение, необходимое для вращения двигателя. Из-за этого насосы с ШИМ-управлением могут достигать более низких скоростей, чем насосы с управлением напряжением.
Регулятор напряжения — Существует два типа насосов, управляемых напряжением.
Первый тип не имеет элементов управления на самом насосе и зависит от регулировки внешнего напряжения с помощью чего-то вроде контроллера вентилятора.
Второй имеет собственный регулятор напряжения на самом насосе.
На задней стороне насоса D5Vari имеется ручное управление скоростью.
ШИМ – Насосы с ШИМ-управлением скоростью будут иметь два разъема: один для питания и один для сигнала управления ШИМ.
Управляются извне через ШИМ-соединение. Это часто встречается на материнской плате, но ими можно управлять и через внешний ШИМ-регулятор скорости.
Подключение питания
Наиболее распространенным разъемом питания, используемым в насосах водяного охлаждения для ПК, является старый 4-контактный разъем (Molex). Поскольку почти все основные водяные насосы используют 12-вольтовые двигатели постоянного тока, они обычно имеют только два контакта.
Питание SATA также доступно для некоторых водяных насосов. Хотя разъем питания SATA не может обеспечить такой же ток, как 4-контактный разъем Molex, он может выдерживать до 4,5 ампер — более чем достаточно для всех насосов, кроме самых энергоемких.
Если конкретная помпа подходит для ваших нужд, но имеет неподходящий разъем питания для вашей системы, адаптеры между двумя типами питания легко доступны и совершенно безопасны в использовании.
Насосы будут питаться от 3-контактного разъема вентиляторного типа, питания SATA или 4-контактного разъема Molex.
Тип насоса
D5
, возможно, самая популярная форма водяного насоса в водном охлаждении ПК, D5 и его варианты, предлагает превосходную частоту потока и хорошее давление на головке.
Благодаря двигателю со сферической крыльчаткой, рассчитанному на 50 000 часов работы, насос D5 отличается исключительной долговечностью. Это семь часов в день в течение семнадцати лет. По этой причине D5 находит применение в промышленных приложениях.
Доступно несколько вариантов D5.
Обратите внимание, что для достижения максимальной производительности D5 Strong требуется 24 вольта. Все остальные насосы D5 являются стандартными 12-вольтовыми насосами.
Аксессуары D5
Как самый популярный насос в этой области, многие производители предлагают аксессуары для D5. Насадки для насосов, крышки и крепления доступны в различных формах и цветах.
Аксессуары для насосов D5 включают одинарные и двойные крышки, крепления и крышки.
DDC
Уступая только D5, насос DDC широко используется в системах водяного охлаждения ПК. Предлагая такую же исключительную долговечность, как и D5, благодаря двигателю со сферическим рабочим колесом, насос DDC более компактен и обеспечивает более высокое давление напора.
Расход меньше D5, а уровень шума может быть выше в зависимости от конкретных обстоятельств. Более низкая скорость потока может привести к тому, что ваши температуры будут немного выше в зависимости от остальных компонентов вашего водяного охлаждения.
В отличие от D5, насос DDC охлаждается окружающим воздухом, поэтому должен быть обеспечен достаточный поток воздуха.
Доступны четыре основных варианта DDC.
Аксессуары для DDC
Популярность помпы DDC возросла с появлением ПК малого форм-фактора, и для нее также доступно множество аксессуаров, включая верхние части, крышки и крепления. Некоторые из крышек также могут использоваться в качестве радиаторов.
Аксессуары для насоса DDC: комплект крышки/радиатора, верхняя часть для двух насосов и универсальное крепление.
Серия Aquastream от Aquacomputer
Aquacomputer предлагает серию насосов под названием Aquastream. Эти насосы производятся компанией Eheim, а комплект электроники, поставляемый с ними, добавляется компанией Aquacomputer и делает их отдельной категорией.
Четыре помпы серии Aquastream идентифицируются по названиям: Standard, Advanced, Ultra и Ultimate. Механически идентичные, каждый предлагает одинаковый профиль производительности.
Единственная физическая разница между любой серией и версией Ultimate. В то время как другие питаются от 4-контактного разъема Molex, версия Ultimate помпы Aquastream питается от SATA и оснащена OLED-экраном для мониторинга и управления.
Каждый насос в линейке Aquastream предназначен для взаимодействия с программным обеспечением Aquasuite от Aquacomputer. Основное различие каждой модели заключается в том, сколько функций программного обеспечения она может использовать.
Как видно из диаграммы программного обеспечения, версии Ultra и Ultimate могут в полной мере использовать преимущества программного обеспечения. Преимуществом версии Ultimate является разъем питания SATA и внешнее управление через OLED-интерфейс.
Другие
Также доступны другие насосы, в зависимости от ваших потребностей.
Phobya предлагает три различных уровня производительности в своей компактной серии DC12.
Серия Alphacool DC-LT — это самые маленькие насосы, доступные в настоящее время, и являются собственностью комбинированных блоков насос/блок Alphacool и некоторых их резервуаров.
XSPC имеет свои насосы X4 и X20, каждый из которых предназначен для работы с определенными комбинированными блоками XSPC насос/резервуар.
Итог
При покупке нового насоса для индивидуального водяного контура необходимо учитывать множество факторов. Мы надеемся, что это руководство помогло вам принять решение. Сделайте свой выбор, исходя из ваших потребностей, имеющегося пространства и вашего бюджета. Что бы это ни было, для вас есть насос.
Расширенный поиск 407 пользователей просматривают |
|