Все это указывает на необходимость уделять большое внимание поддержанию нормального теплового режима двигателя в процессе эксплуатации автомобилей. Конструктивно это решается применением термостата, жалюзи, утеплительного чехла и устройств для отключения вентилятора. Так, при отсутствии термостата температура охлаждающей жидкости в рубашке головки цилиндров двигателя ГАЗ повышается от 8...10 до 58...60°C лишь через 30 мин при частоте вращения коленчатого вала около 1000 мин-1; при наличии термостата этот температурный перепад достигается за 6 мин, а при отключении еще и вентилятора — за 5 мин. При отсутствии термостата отключение вентилятора позволяет прогреть двигатель в названном диапазоне температур за 12 мин (рис. 38).
Рис. 38. Зависимость температуры в рубашке охлаждения tр.ох головки цилиндров от времени прогрева T при прогреве двигателя ГАЗ после пуска: 1 - с термостатом и вентилятором; 2 - с термостатом без вентилятора; 3 - без термостата и без вентилятора; 4 - без термостата с вентилятором
В холодное время года двигатель большую часть времени может работать с выключенным вентилятором. Так, на автомобилях КрАЗ, КамАЗ, МАЗ и др., работающих в Заполярье при низких температурах 80...85% и более времени, не требуется включения вентилятора. Аналогичная картина наблюдается при эксплуатации грузового автомобиля ГАЗ с выключенным вентилятором и снятым термостатом при температуре наружного воздуха минус 15°C и скорости встречного ветра 1,5...2,0 м/с. При этом встречный поток холодного воздуха, поступающий в подкапотное пространство через одно окно утеплительного чехла и прикрытые жалюзи, поддерживает нормальный тепловой режим двигателя.
При полном открытии жалюзи температура охлаждающей жидкости в рубашке головки цилиндров снижается до 46...50°C, а без утеплительного чехла — до 35...40°C. Температура масла в поддоне картера изменяется менее заметно. Однако при движении того же автомобиля по городу и попутном ветре во время преодоления крутого подъема в системе охлаждения двигателя закипает вода при полностью открытых жалюзи, что свидетельствует о необходимости включения вентилятора. Таким образом, если термостат оказывает большое влияние на скорость прогрева двигателя после пуска, то на температурный режим двигателя при движении автомобиля большое влияние оказывает вентилятор.
К сожалению, термостаты нередко снимают с двигателей новых автомобилей, поступающих в автотранспортное предприятие, по следующим причинам. При закрытом клапане термостата создается опасность замерзания воды в нижней части радиатора, особенно в его трубках из-за прекращения циркуляции. В отверстии клапана термостата образуется ледяная пробка после слива воды из системы охлаждения, что затрудняет заполнение водой всего объема системы охлаждения. При отказе в работе мембраны термостата с твердым наполнителем клапан термостата оказывается плотно закрытым. Это приводит к быстрому перегреву двигателя и вынуждает водителя снимать термостат.
Несмотря на отмеченные недостатки, термостат нельзя снимать с автомобиля. Необходимо хорошо утеплять нижнюю часть радиатора и отогревать коробку термостата при заливке в систему охлаждения горячей воды.
Применение автоматических устройств для отключения вентилятора с гидравлическим (рис. 39), пневматическим или электромагнитным приводом пока затрудняется недостаточной надежностью их конструкции, особенно датчиков, устанавливаемых в системе охлаждения. Как временная мера применяют устройства с ручным выключением вентилятора.
Рис. 39. Гидравлическая муфта привода вентилятора: 1 - передняя крышка; 2 - корпус подшипника; 3 - кожух; 4, 7, 13, 17 - подшипники; 5 - трубка корпуса подшипника; 6 - шлицевой вал привода ведущих частей гидромуфты; 8 - уплотнительное кольцо; 9 - ведомое колесо; 10 - ведущее колесо; 11 - шкив; 12 - ступица шкива; 14 - ступица вентилятора; 15 - ведомый вал; 16, 18 - уплотнения
На рис. 40 видно, что отключение вентилятора и водяного насоса (сплошная кривая 1) в результате ослабления вентиляторного ремня позволяет обеспечить такую же интенсивность прогрева двигателя после пуска, как и при наличии термостата (сплошная кривая 2). Однако при ослаблении вентиляторного ремня не обеспечивается такой плавности прогрева двигателя при наличии термостата. Это дополнительно указывает на целесообразность применения термостата или устройства (вместо термостата), обеспечивающего ручной (плавный) привод заслонки или клапана. При отсутствии термостата (сплошная кривая 3) интенсивность прогрева двигателя снижается в 1,5...2 раза.
Рис. 40. Изменение температуры охлаждающей жидкости tо.ж от времени разогрева Т в рубашке головки блока ЗИЛ— сплошные линии и в нижнем пачке радиатора — штриховая линия (вентилятор и водяной насос отключены) при температуре наружного воздуха минус 10°C и частоте вращения коленчатого вала 1000...1100 мин-1
Требует доработки и устройство, регулирующее количество воздуха, проходящего через радиатор и поступающего в подкапотное пространство двигателя. Для этой цели применяют жалюзи, имеющие большое число створок, которые, как правило, не прилегают плотно друг к другу. Это приводит к тому, что при закрытых жалюзи в подкапотное пространство поступает холодный воздух, который замедляет процесс прогрева двигателя. Другим недостатком жалюзи является сложность их конструкции. Первый недостаток жалюзи устраняется применением шторки, которая наматывается на верхний валик с пружиной, перемещающийся по высоте радиатора, и закрывает всю его лобовую поверхность.
Так, на автомобилях МАЗ при температуре наружного воздуха около минус 1°C (рис. 41) при движении по дороге со скоростью 45...50 км/ч с закрытыми жалюзи и с закрытым чехлом окне в облицовке радиатора удается поддерживать температуру охлаждающей жидкости в рубашке охлаждения головки блока цилиндров двигателя не выше 80°C, а при отсутствии термостата — не выше 55°C. При использовании шторки (и наличии термостата) температуру охлаждающей жидкости удается поднять до 98°C.
Рис. 41. Изменение температуры охлаждающей жидкости tо.ж от времени разогрева Т в рубашке головки блока двигателя при движении автомобиля МАЗ: 1 - шторка закрыта, термостат установлен; 2 - жалюзи закрыты, термостат установлен; 3 - жалюзи закрыты, термостат отсутствует
Поддержанию нормального теплового режима двигателя при движении автомобиля помогает утеплительный чехол на капоте и облицовке радиатора. Применение утеплительного чехла позволяет более чем в 2 раза уменьшить скорость понижения температуры двигателя при открывании жалюзи во время движения автомобиля. При движении автомобиля без утеплительного чехла температура воздуха под капотом обычно около 10...15°C), а с утеплительным чехлом — 30...40°C.
При наличии утеплительного чехла на капоте температура стенок цилиндров двигателя ЗИЛ снижается с 80 до 5°C через 5 ч стоянки автомобиля на открытой площадке при температуре наружного воздуха минус 20°C и скорости ветра 2...2,5 м/с. Интенсивность остывания двигателя ЗИЛ при температуре наружного воздуха минус 50°C составляет около 0,5°C в 1 мин.
Опыт эксплуатации автомобилей показал, что конструкция применяемых утеплительных чехлов требует существенной доработки. Чехлы намокают, из-за чего быстро теряют свои теплоизоляционные свойства и дают усадку.