система охлаждения ваз-2114

Заключение.

В настоящее время легковой автомобиль является уже не роскошью, как когда-то, а привычным, облегчающим жизнь достижением техники. Практически в каждой семье имеется легковой автомобиль, а то и не один. Поэтому, знание устройства автомобиля, умение следить за работой двигателя и машины в целом, повышает срок службы автомобиля и уверенности на дорогах для водителя.
Предмет «Устройство автомобилей» – первый и основной раздел, с которого студенты учебных заведений начинают изучение дисциплины под общим названием «Автомобили». Знание устройства автомобилей позволяет организовать качественное обслуживание и ремонт, а также эксплуатацию автомобиля.
Данная курсовая работа выполнена мною для закрепления знаний по действующей учебной программе по предмету «Устройство автомобилей» с учет ...

Содержание

Наименование раздела Страница
1. Введение 4
2. Техническая характеристика автомобиля ВАЗ-2114 6
3. Конструктивные особенности системы охлаждения 8
4. Принцип действия системы охлаждения 12
5. Эксплуатационные материалы 15
6. Теория автомобиля 24
7. Мероприятия по охране труда и технике безопасности 28
8. Заключение 32
9. Список литературы и интернет-ресурсы 33

1. Введение

Во время работы двигателя внутреннего сгорания происходит большое выделение тепла (температура газов в камере сгорания в момент воспламенения смеси доходит до 2 500 0С). В процессе сгорания происходит интенсивный нагрев цилиндров, поршней, головки блока и других деталей. На нагрев деталей расходуется около 25-30 % энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Перегрев вызывает снижение мощности двигателя, большое температурное расширение металлических деталей, масло на многих движущихся деталях двигателя выгорает, что может привести к заклиниванию поршней в цилиндрах, обгоранию клапанов, выплавлению подшипников и последующей аварии двигателя, поэтому излишки тепла нужно принудительно отводить от нагретых двигателей – другими словами, двигатель нужно охлаждать.
При охлаждении дв игателя необходимо учитывать, что при изменении режимов его работы, частоты вращения и нагрузки происходит изменение интенсивности нагрева. Чрезмерное переохлаждение двигателя также нежелательно, потому что это приводит к ухудшению топливной экономичности и повышенному износу движущихся деталей двигателя из-за того, что присадки в масле работают только при достижении определенной температуры. Следовательно, двигатель должен иметь систему охлаждения, которая бы поддерживала оптимальный тепловой режим.
Тепло от нагретых частей двигателя можно принудительно отводить потоком воздуха или жидкости. Существуют две системы охлаждения ДВС: воздушная и жидкостная. Воздушная система охлаждения успешно применяется в двигателях мопедов, мотоциклов, газонокосилок и сравнительно маломощных двигателей автомобилей. Двигатели с воздушной системой охлаждения легче, компактнее и проще в обслуживании.
На автомобилях наибольшее распространение получили системы жидкостного охлаждения. По сравнению с системами воздушного охлаждения, они обеспечивают более равномерное и эффективное охлаждение и являются менее шумными. Кроме того, жидкостная система охлаждения дает возможность создать простую и эффективную систему отопления салона (кабины) автомобиля.
Системы жидкостного охлаждения в зависимости от способа циркуляции охлаждающей жидкости подразделяются на принудительные и термосифонные. Принудительная система охлаждения может быть выполнена как открытой, так и закрытой. Если система охлаждения постоянно сообщена с атмосферой через пароотводную трубку, то её называют открытой, а если разобщена с атмосферой с помощью паровоздушного клапана, то – закрытой. Закрытая система охлаждения работает при давлении более высоком, чем атмосферное, что уменьшает испарение жидкости и образование накипи внутри системы, поэтому она широко применяется в современных двигателях.
В термосифонной системе охлаждения циркуляция жидкости происходит вследствие разности плотностей нагретой и охлаждённой жидкости. Термосифонное охлаждение ввиду малой интенсивности циркуляции, требующей больших ёмкостей и поверхностей охлаждения радиатора, имеет меньшее применение, несмотря на простоту устройства,
Тема курсовой работы - особенности конструкции и эксплуатации системы охлаждения автомобиля ВАЗ-2114.

Для ускорения прогрева двигателя охлаждающая жидкость движется по малому кругу, минуя радиатор. Термостат при этом закрыт. По мере нагрева охлаждающей жидкости термостат открывается, и охлаждающая жидкость движется по большому кругу – через радиатор. Нагретая жидкость проходит через радиатор, где охлаждается встречным потоком воздуха. При необходимости жидкость охлаждается потоком воздуха от вентилятора. Направление движения жидкости показано на рис. 5 стрелками.При вращении крыльчатки насоса охлаждающая жидкость нагнетается в водораспределительную трубку 12, расположенную в головке блока. Через отверстия 10 в трубке жидкость направляется к патрубкам выпускных клапанов, благодаря чему охлаждаются наиболее нагретые части головки блока и цилиндров. Нагретая ОЖ поступает в верхний отводящийпатрубок 8. Если термостат 9 закрыт, то по перепускному шлангу 7 жидкость вновь постпает к центробежному насосу. При открытом термостате ОЖ проходит в верхний бачок 2 радиатора, охлаждается, протекая по трубкам, и поступает в нижний бачок 22 радиатора. Охлажденная в жидкость в радиаторПосле охлаждения жидкость снова поступает в «рубашку охлаждения» двигателя. В ходе работы двигателя цикл движения охлаждающей жидкости многократно повторяется. Эксплуатационные материалыИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист15Жидкость для системы охлаждения двигателя не должна замерзать и кипеть во всем рабочем диапазоне температур двигателя, легко прокачиваться, не воспламеняться, не вспениваться, не воздействовать на материалы системы охлаждения, иметь высокую теплопроводность и теплоемкость.Вода.В некоторой степени этим требованиям отвечает вода. Она имеет целый ряд положительных качеств: доступность, высокую теплоемкость, пожаробезопасность, нетоксичность и т.д. К недостаткам воды следует отнести: высокую температуру замерзания и увеличение объема при этом, недостаточно высокую температуру кипения и склонность к образованию накипи. Отложение накипи в рубашках охлаждения двигателей ухудшает теплоотвод и может приводить к появлению трещин, так как из-за ухудшения охлаждения стенки неравномерно расширяются, в металле возникают значительные внутренние напряжения.Воду, вызывающую образование накипи, называют жесткой. Общая жесткость – это суммарное содержание в воде ионов кальция и магния. Она измеряется миллиграмм-эквивалентами на 1 литр воды (мг.экв/л). Один мг.экв/л соответствует содержанию в 1 литре воды 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния. Воду считают мягкой, если в ней общее содержание солей не превышает 3 мг.экв/л, в двигателях ее можно использовать без умягчения. При содержании солей от 3 до 6 мг.экв/л – относят к средней жесткости, перед использованием в двигателе ее желательно умягчать. Воду, содержащую более 6 мг.экв/л солей, считают жесткой, она подлежит обязательному умягчению.По степени пригодности в качестве охлаждающей жидкости для двигателей природные воды распределяются в следующем порядке: атмосферная (дождевая, снеговая) – самая мягкая (до 1,5 мг.экв/л); речная или озерная – достаточно мягкая (1,5...4,0 мг.экв/л); грунтовая (колодезная, ключевая), наиболее жёсткая - морская.Самым простым способом умягчения является кипячение воды в течение 15...20 мин. При этом большая часть солей выпадает в осадок, который отфильтровывают. Остаточная жесткость в таком случае не превышает 1...2 мг.экв/л. Более сложный, но кардинальный способ очистки воды от солей – перегонка. В результате получается дистиллированная вода.Существуют химические способы умягчения воды: добавление к ней веществ, образующих с солями кальция и магния нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. К таким способам относится известково-содовое умягчение: к воде добавляют соду Na2CO3 в количестве 53 мг/л на одну единицу жесткости или раствор извести – гидроксид кальция Ca(OH)2. Теплую воду перемешивают с реактивом, 20...30 мин отстаивают и фильтруют от осадка. Все накипеобразующие соединения выпадают в виде нерастворимых соединений CaCO3, MgCO3, Mg(OH)2. Этот способ более эффективен, чем кипячение – остаточная жесткость не превышает 0,5...1,0 мг.экв/л.Образование накипи можно предотвратить обработкой воды непосредственно в системе охлаждения добавкой так называемых антинакипинов. Они особенно удобны, когда систему требуется заправить водой из естественных источников при отсутствии умягченной воды. Наиболее часто в качестве антинакипина используют хромпик K2Cr2O7. Хромпик переводит соли накипи в растворенное состояние. Используют его следующим образом: готовят концентрат – 100 г реактива на 1 л воды. На 1 л среднежесткой воды берут 30...50 мл концентрата, для жесткой воды – 100...130 мл. Кроме того, являясь сильным окислителем, хромпик на поверхности металла создает защитную оксидную пленку, предохраняющую от коррозии.Недостатком воды как охлаждающей жидкости является не только склонность к накипеобразованию. Температура её кипения составляет 1000С, что не всегда обеспечивает охлаждение современных форсированных двигателей. Замерзает вода при 00С, при этом примерно на 10 % увеличиваясь в объеме. Образующийся лед давит на стенки системы охлаждения с усилием свыше 200 Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист16МПа, что может привести к разрушению головки блока цилиндров и радиатора. По этой причине в зимнее время года целесообразнее использовать Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист17низкозамерзающие охлаждающие жидкости (НОЖ). Лучшие из них - этиленгликолевые смеси. Иногда встречаются жидкости на основе пропиленгликоля – их нельзя смешивать с этиленгликолевыми. Эти жидкости, обеспечивая надежное охлаждение двигателя, полностью исключают возможность размораживания системы охлаждения при длительной стоянке в условиях низких температур.Антифриз.В современных двигателях с жидкостной системой охлаждения применяются антифризы – жидкости с низкой температурой замерзания. Большинство антифризов представляет собой смесь воды с этиленгликолем. Кроме этих двух составляющих, в состав антифриза входят различные присадки: антикоррозийные, антипенные и др.Этиленгликоль - прозрачная бесцветная или слегка желтоватая жидкость без запаха, хорошо смешивается с водой, ацетоном, спиртами, нерастворим в нефтепродуктах. Несмотря на то, что в случае применения этиленгликоля рабочая температура жидкости может быть повышена до 120...130°С, в чистом виде его практически не используют. Причиной этого является относительно высокая температура застывания (около -10° С) и низкая температура вспышки 122° С (пожароопасность) этиленгликоля. Для охлаждения используют водные растворы этиленгликоля. Смешивая этиленгликоль с водой в разных соотношениях, можно получить жидкости с температурой замерзания от 0 до -75° С. Зависимость температуры замерзания водоэтиленгликолевых растворов от их состава приведена на рис. 6.Кривая кристаллизации имеет перелом в точке В, соответствующей 33,3% вoды и 66,7 % этиленгликоля, температура замерзания - 75 °С. В водных растворах этиленгликоля с содержанием воды от 0 до 33,3 % (кривая ВС) при замерзании образуются кристаллы этиленгликоля, а вода остается в жидком состоянии. Если концентрация воды более 33,3 % (кривая АВ), при замерзании кристаллизуется вода, а этиленгликоль остается в жидком состоянии. В точке В одновременно кристаллизуются и этиленгликоль, и вода.Рис. 6. Зависимость температуры замерзания антифризов от содержания этиленгликоля.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист18Пользуясь кривой кристаллизации, можно, зная необходимую температуру застывания, найти состав смеси, и наоборот.Использование НОЖ с этиленгликолем в системе охлаждения имеет много преимуществ: низкая температура застывания, высокая температура кипения, хорошие вязкостные свойства, жидкость негорюча, достаточно высока теплоемкость и теплопроводность. При их замерзании образуется рыхлая масса, объем которой увеличивается лишь на 0,2...0,3 % от первоначального, поэтому система не разрушается.Пропиленгликоль – по свойствам аналогичен этиленгликолю и менее токсичен, но примерно в 10 раз дороже. При низких температурах он более вязкий, чем этиленгликоль, и в связи с этим прокачиваемость у него хуже.Требования к антифризам в России установлены по ГОСТу 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия». Стандарт нормирует основные показатели охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля: внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы, вспениваемость, набухание резины и т. д. Обязательной сертификации охлаждающие жидкости не подлежат. Таблица 3. Требования ГОСТ 28084-89 Наименование показателя              Норма для жидкости ОЖ-65 ОЖ-40 1. Внешний вид Прозрачная однородная окрашенная жидкость без механических примесей2. Плотность, г/см3 1,085-1,100 1,065-1,0853. Температура начала кристаллизации,  °С, не выше Минус 65 Минус 404. Фрикционные данные:температура начала перегонки, °С, не ниже100100 массовая доля жидкости, перегоняемой до достижения температуры 150 °С, %, не более4050 5. Коррозионное воздействие на метилы, г/м2•сут, не более: медь, латунь, сталь, чугун, алюминий 0,1 0,1 припой 0,2 0,26. Вспениваемость:объем пены, см3, не более3030 устойчивость пены, с, не более33 7. Набухание резин, %, не более55 8. Водородный показатель (рН) 7,5-11,0 7,5-11,0 9. Щелочность, см3, не менее1010 10. Устойчивость в жесткой воде Не определяетсяОпределенные марки антифризов, готовых к использованию, и концентратов, требующих разбавления дистиллированной водой перед применением, производят по техническим условиям, где оговаривается состав и наличие присадок, смешиваемость жидкостей и их цвет. Изготовители присваивают им различные названия, например «Тосол», «Лена», «Лада» «Антифриз G-48» и (или) указывают температуру кристаллизации: ОЖ-40, ОЖ-65, А-40. «ТОСОЛ» – одно из названий антифриза, образованное из двух частей: Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист19«ТОС» - «Технология органического синтеза» (наименование отдела ГосНИИОХТ, создавшего антифриз); «ОЛ» – окончание, характерное для спиртов Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист20(этанол, бутинол, метанол).Этот антифриз был разработан в 1971 г. в Государственном научно-исследовательском институте органической химии и технологии (ГосНИИОХТ) В настоящее время все смазывающие охлаждающие жидкости состоят из смеси этиленгликоля (в редких случаях из пропиленгликоля), воды и пакета присадок - ингибиторов коррозии. Именно технологией производства присадок и различаются охлаждающие жидкости, произведенные по одной из технологий:- традиционной – пакеты присадок на основе солей неорганических кислот: силикатов, нитритов, нитратов, аминов, боратов, фосфатов; - карбоксилатной (ОАТ) – на основе солей органических кислот; - гибридной, являющейся одной из разновидностей карбоксилатной (пакеты присадок на основе солей карбоновых кислот с незначительными добавками силикатов и/или фосфатов).На российском рынке доминирует, в основном, смазочно-охлаждающая жидкость, произведенная по традиционной и карбоксилатной технологии.Преимущества карбоксилатной технологии (антифриз) относительно традиционной (тосол).1. Повышенная эффективность охлаждения двигателя. Охлаждающие жидкости, произведенные по традиционной технологии, образуют на поверхности металла защитный слой, достигающий порой 0.5 мм. Защищая металл от коррозии, этот слой одновременно значительно ухудшает теплоотвод (до 50%) за счет своей низкой теплопроводности. В данном случае он работает как изолятор, ухудшающий теплопередачу. Двигатель постоянно работает при более высокой температуре, нежели это заложено автопроизводителем. Это приводит к ускоренному износу двигателя, потере мощности и увеличению расхода топлива.Карбоксилатные охлаждающие жидкости обладают повышенной эффективностью охлаждения двигателя. Они образуют защитный слой только в местах образовании коррозии толщиной 0,0006 мм. При этом на остальной внутренней поверхности не образуется защитный слой, ухудшающий теплоотвод.2. Увеличенный ресурс эксплуатации карбоксилатной охлаждающей жидкости. Пакеты присадок ОЖ, произведенных по традиционной технологии, состоят из композиций солей неорганических кислот (силикатов, нитритов, нитратов, аминов, боратов, фосфатов). 90% отечественных ОЖ производятся с использованием таких ингибиторов коррозии как силикаты и нитриты. Силикаты отвечают в основном за антикоррозионную защиту алюминия. Нитриты защищают от кавитационной эрозии. Пакеты присадок сбалансированы и, в случае нарушения композиции за счет быстрого расхода одного из компонентов, ОЖ утрачивает свои свойства. Силикаты и нитриты очень быстро истощаются, и через 30- 40 тыс. км пробега автомобилей ОЖ практически полностью теряет свои защитные свойства.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист21Антифризы, производимые по карбоксилатной технологии, стабильны практически весь период эксплуатации. За счет «адресной» защиты расход присадок происходит гораздо медленнее. Поэтому ресурс эксплуатации у марки антифриза CoolStream Premium составляет 250.000 км или 5 лет эксплуатации для легковых автомобилей, у CoolStream Standard – 100.000 км или 2 года эксплуатации.3. Превосходная высокотемпературная защита алюминия. Одной из основных тенденций современного автомобилестроения является использование алюминия в качестве конструкционного материала.Главным недостатком охлаждающей жидкости, произведенных по традиционной технологии, является неспособность присадок на основе неорганических соединений защищать алюминий при температурах свыше 105ºС и при высоких тепловых потоках. Поэтому основная масса автопроизводителей отказалась от использования таких охлаждающих жидкостей в своих автомобилях. Наоборот, карбоксилатные антифризы наилучшим образом защищают алюминий и его сплавы. 4. Увеличенный срок эксплуатации водяного насоса до 50%. Основной причиной износа водяного насоса является физический процесс - гидродинамическая кавитация. Этот процесс представляет собой образование и схлопывание пузырьков газа ОЖ у поверхности движущихся лопастей насоса. При схлопывании пузырьков происходят гидродинамические микроудары по поверхности лопасти, вырывающие молекулы, а при длительном воздействии происходит образование каверн (раковин) и разрушение лопастей.К сожалению ни одна из существующих ОЖ не может химическим способом полностью предотвратить данное физическое явление. Однако, в отличие от традиционных ОЖ, карбоксилатные антифризы, благодаря «адресной» защите, снижают воздействие кавитации и увеличивают срок эксплуатации водяного насоса до 50%. 5. Эффективная защита от кавитации гильз цилиндров двигателя. Активному воздействию гидродинамической и высокотемпературной кавитации подвергаются также гильзы цилиндров.6. Высокая стабильность свойств ОЖ. Традиционные ОЖ с использованием силикатов имеют такое неприятное свойство как образование гелей. Жидкости, содержащие фосфаты могут образовывать нерастворимые фракции (осадки). Эти гели и осадки блокируют работу термостата, засоряют радиатор, что приводит к нарушению охлаждения двигателя. Карбоксилатные антифризы обладают высокой стабильностью свойств и не образуют в процессе эксплуатации гелей или осадков.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист227. Улучшенная совместимость с пластиками и эластомерами. Карбоксилатные антифризы не агрессивны по отношению к пластиковым, эластомерным, резино-силиконовым и др. материалам, использующимся в системе охлаждения двигателей автомобилей. 8. Отсутствие засоров и отложений в радиаторе. ОЖ, произведенные по традиционной технологии характеризуются образованием осадков и нерастворимых частиц, ухудшающих теплообмен и засоряющих радиатор. Карбоксилатные антифризы не образуют засоров и отложений в процессе всего периода эксплуатации. 9. Экологичность карбоксилатных ингибиторов коррозии. Увеличенный срок эксплуатации ведет к уменьшению количества отработанных ОЖ, подлежащих утилизации. Ингибиторы коррозии на основе карбоксилатов имеют более низкий класс опасности (вредности) и более экологичны нежели традиционные ингибиторы. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист2310. Отличная высокотемпературная стабильность. Двигатели современных автомобилей эксплуатируются при повышенной нагрузке. Давление в системе охлаждения до 3 атмосфер и температура до 135ºС заложены в качестве верхней планки рабочей нормы. Традиционные ингибиторы коррозии теряют свойства (распадаются) уже при температуре 105ºС, поэтому они не могут обеспечить полноценную защиту двигателя при высоких температурах. Карбоксилатные антифризы остаются стабильными при вышеуказанных параметрах и обеспечивают эффективную защиту двигателя.Комплекс присадок включает в себя противокоррозионные, антивспенивающие, стабилизирующие и красящие вещества. Антифризы не должны содержать в своем составе нитрит-нитраты, которые, взаимодействуя с аминами, образуют токсичные соединения, причем некоторые из них канцерогенны (провоцируют онкологические заболевания).Использовать НОЖ можно только после удаления из системы охлаждения накипи, которая разрушает антикоррозионные присадки.При нагревании этиленгликолевые жидкости значительно увеличиваются в объеме. В связи с этим систему охлаждения заполняют на 92...94 %. В автомобилях для учёта этого явления предусматриваются расширительные бачки.При обнаружении подтекания НОЖ из системы добавляют до нужного объема только НОЖ. Если система исправна, а уровень жидкости уменьшился, то доливать можно дистиллированную воду, так как температура кипения воды значительно ниже, чем у этиленгликоля, и вода быстрее испаряется.Существенный недостаток этиленгликолевых жидкостей - их токсичность. При попадании НОЖ в организм человека наблюдаются тяжелые отравления. Основные меры предосторожности: НОЖ нельзя засасывать ртом, необходимо осторожно заполнять систему охлаждения, не допуская разливов и перелива жидкости, работать следует в резиновых перчатках, лучше в специальной одежде и т.д.6. Теория автомобиля.Тяговая мощность, Рт, развиваемая двигателем автомобиля расходуется на преодоление:силы сопротивления воздуха Рв, Н;силы инерции Ри, Н;силы сопротивления движению Рд, Н.(1.1)При установившемся движении (в том числе и при максимальной скорости) силы инерции равны нулю, поэтому тяговая мощность двигателя Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист25определяется по:(1.2)Где: Рп - сопротивление движению на подъём, Н;Рк - сопротивление качению, Н.6.1 Сила сопротивления воздуха, зависит от скорости автомобиля и его обтекаемости и площади лобовой проекции. Сопротивление воздуха при движении автомобиля в упрощенных расчётах определяем по формуле:(1.3)Где: КВ – (Сх – в иностранной литературе) коэффициент обтекаемости, численно равный силе сопротивления воздуха созданного одним квадратным метром лобовой площади автомобиля при его движении со скоростью 1м/с .КВ =0,445 для ВАЗ-2114.Fa - площадь лобовой проекции автомобиля проектируемого автомобиля определяется по приближенным формуле для легкового автомобиля(1.