Основные элементы системы охлаждения

 

    Большинство тракторных и автомобильных двигателей имеет закрытую систему охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В нее

входят: рубашки 13 и 15 соответственно головки цилиндров и блок-картера, радиатор, насос 18, термостат 7, вентилятор 19, трубопроводы 6 и 12 сливные краны 14 и 16. В двигателях ЗМЗ-4025.10, Д-245 (на автомобилях

ЗИЛ-5301), ЯМЗ-240БМ и КамАЗ-740.10 дополнительно установлены расширительные бачки.

 

    Р а д и а т о р предназначен для охлаждения нагретой в двигателе жидкости. Он состоит из верхнего 3 (см. рис 2) и нижнего 20 бачков, сердцевины 1 и деталей крепления. Обычно применяют трубчатые сердцевины, представляющие собой несколько рядов вертикальных круглых или овальных латунных трубок. Для увеличения поверхности охлаждения и жесткости трубок к ним припаяны тонкие латунные пластины. Верхние и нижние бачки радиаторов и боковины, которые их скрепляют, отлиты из чугуна или сделаны из латуни. Верхний бачок 3 радиатора имеет горловину, плотно закрывающуюся крышкой 4, а нижний 20- кран или пробку для слива жидкости из системы.

Радиаторы тракторных и комбайновых двигателей спереди закрыты облицовкой с предохранительной сеткой.

В некоторых двигателях для регулирования интенсивности обдува перед

радиатором установлены жалюзи или шторка. Жалюзи 2 представляют собой

набор вертикальных створок, которые тягой и системой рычагов могут быть

полностью открыты, закрыты или установлены в промежуточное положение.

Паровоздушный клапан предохраняет радиатор от разрушения при повышении или понижении давления в системе охлаждения. Обычно он расположен в крышке 4. При давлении в системе охлаждения 0,1...0,14 МПа паровой клапан 3 (рис 3, а) открывается и пар по трубке 6 выходит в атмосферу.

Воздушный клапан 2 открывается, когда разрежение в системе достигает

0,001...0,013 МПа, и по трубке 6 воздух поступает в радиатор.

 

Рис 2   Схема охлаждения двигателя ЗИЛ-508:

 

1 - сердцевина радиатора; 2- жалюзи; 3 -верхний бачок радиатора; 4- крышка заливной горловины; 5 -компрессор; 6- трубопровод от термостата к насосу; 7-термостат; 8 -патрубок термостата; 9 -впускной трубопровод;10- отводящая трубка; 11 -подводящая трубка; 12- радиатор отопителя; 13- рубашка головки цилиндров; 14 -кран для слива жидкости из рубашки блок-картера; 15 -рубашка блок-картера; 16-кран для слива жидкости из радиатора; 17- трубопровод; 18- водяной насос; 19- вентилятор; 20- нижний бачок радиатора

Рис  3   Крышка горловины радиатора:

 

а-открыт паровой клапан; б- открыт воздушный клапан; 1, 4- пружины соответственно воздушного и парового клапанов, 2 3- соответственно воздушный и паровой клапан; 5-торец горловины радиатора; 6- трубка

Рис 4   Установка термостата на двигателе ЗИЛ-508

 

Т е р м о с т а т ускоряет прогрев жидкости при пуске двигателя и автоматически поддерживает ее температуру в определенных пределах. Он может быть с жидким или твердым наполнителем.

Широко распространены термостаты с твердым наполнителем (в двигате-

лях ЗИЛ-508, КамАЗ-740, Д-245). В качестве термочувствительного элемента

таких термостатов применен баллон, заполненный смесью нефтяного воска

с алюминиевым порошком, обладающей высоким коэффициентом объемного расширения в определенном диапазоне температур.

На рисунке  4  показан термостат двигателя ЗИЛ-508. Он установлен в

патрубке 8 на выходе жидкости из рубашки охлаждения. Термостат с твердым наполнителем имеет толстостенный баллон 1, заполненный смесью 2.

Над баллоном размещена направляющая втулка 4 с отверстием для штока 5. Втулка отделена от баллона резиновой мембраной З. Шток связан коромыс-

лом 9 с заслонкой 7 (клапаном).

Когда двигатель не прогрет, заслонка закрыта и охлаждающая жидкость не поступает в радиатор. При нагревании смесь 2 плавится, объем ее увеличивается, вследствие чего мембрана 3, буфер 11 и шток 5 перемещаются вверх, пружина 6 растягивается и заслонка 7 открывается. Жидкость начинает циркулировать через радиатор (большой круг циркуляции). Заслонка термостата начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости (70 ± 2) °С и полностью открывается (рис.4, 6) при температуре (83 ± 2) °С. В интервале указанных температур площадь проходного сечения термостата увеличивается с повышением температуры, вследствие чего автоматически возрастает количество жидкости, поступающей в радиатор.

В термостатах с жидкостным наполнителем чувствительный элемент -

гофрированный цилиндр из тонкой латуни - заполнен легко испаряющей-

ся жидкостью (смесью дистиллированной воды и этилового спирта). Когда

система охлаждения не прогрета, давление в гофрированном цилиндре понижено и он находится в сжатом состоянии, закрывая клапан термостата. При нагреве жидкости в цилиндре термостата до определенной температуры ее давление повышается настолько, что цилиндр расширяется и клапан термостата открывается.

Термостаты с твердым наполнителем обладают большей механической

прочностью по сравнению с термостатами с жидкостным наполнителем, что

позволяет применять их в закрытых системах охлаждения с большим избы-

точным давлением.

В дизельных двигателях КамАЗ-740 установлены два термостата.

Расширительный бачок служит дополнительным резервуаром для охлаждающей жидкости, увеличивающейся в объеме при нагревании, а

также обеспечивает отделение от нее пара и воздуха. В верхней части бачка

размещена заливная горловина, закрываемая крышкой с паровоздушным

клапаном. Расширительный бачок дизеля ЯМЗ-240БМ имеет патрубки для со-

единения с водосборными трубопроводами головок цилиндров, радиатором,

компенсационной и дренажными трубками.

 

 

Рис 5   Центробежный насос дизеля типа ЯМЗ:

 

1 -вентилятор; 2- ступица шкива вентилятора; 3 -кольцо; 4 -приводной ремень; 5, 19- шариковые подшипники; 6- трубка подвода масла; 7- трубка отвода жидкости от термостатов; 8- крышка; 9- крыльчатка; 10, 23- болты; 11 -втулка; 12, 22- гайки; 13 -прокладки; 14 -сальник; 15 -контрольное отверстие; 16, 20- резиновые манжеты; І7- валик насоса; 18- корпус; 21 - шкив

 

 

Насос и вентилятор большинства двигателей объединены в одну сборочную единицу. Во всех моделях двигателей применены насосы

центробежного типа.

На двигателе СМД-66 центробежный насос установлен на верхней площадке передней крышки. Его чугунный корпус 18 (рис 5) представляет собой фасонную отливку, в которой на двух шариковых подшипниках 5 и 19 вращается валик 12 Полость подшипников уплотнена самоподжимными резиновыми манжетами 16 и 20. От осевого смещения валик зафиксирован стопорным кольцом 3. На шпонке переднего конца валика установлена ступица 2, которая зафиксирована корончатой гайкой 22, затянутой с моментом 140...190Н-м и зашплинтованной. К ступице болтами крепят шкив 21 и шестилопастной вентилятор 1. Шкив и вентилятор центрируют. Вентилятор балансируют статически с точностью до 0,006 Н - м. Балансировочные грузы приваривают с выпуклой стороны лопасти.

На заднем конце валика 17 закреплена крыльчатка 9. Она представляет

собой литой Чугунный диск с шестью лопатками и ступицей. Для уменьшения гидравлического сопротивления нижние концы лопаток изогнуты в сторону вращения. Три сверления в диске разгрузочные и служат для выравнивания давления перед крыльчаткой и за ней, уменьшая осевое усилие на подшипники. Насос подает жидкость в двигатель под давлением 0,005 МПа.

Смазывание подшипников 5 и 19 происходит под давлением по трубке 6

из смазочной системы дизеля. Из полости подшипников по сверлению в корпусе масло сливается в поддон картера.

Полость крыльчатки отделена сальником 14 от масляной полости насоса.

Для контроля за работой сальника в корпусе 18 насоса выполнено контрольное отверстие 15. Появление охлаждающей жидкости из отверстия

свидетельствует об износе уплотнителя.

Чугунный шкив 21 изготовлен с тремя профильными ручьями. Ремни в

приводе водяного насоса натягивают с помощью натяжного ролика, установленного в прорези стального кронштейна и закрепленного на резьбовом конце оси гайкой и контргайкой. Ролик представляет собой двухручьевой шкив, который вращается на двух шариковых подшипниках, установленных на оси. Подшипники имеют одноразовую смазку.

Устройство водяных насосов и вентиляторов ДРУГИХ двигателей мало отличается от устройства водяного насоса и вентилятора дизеля СМД-66.

Температуру жидкости в системе охлаждения контролируют с помощью

магнитоэлектрического указателя. В некоторых двигателях (ЗМЗ-4025.10,

ЗМЗ-53-11, ЗИЛ-508.10, Д-245, ЯМЗ-240БМ) для контроля за температурой

жидкости применен датчик (сигнализатор) с контрольной лампой. Температура охлаждающей жидкости работающего двигателя должна находиться в пределах 80...95 °С.

Вентилятор с гидромуфтой привода установлен на дизелях ЯМЗ-240БМ и

КамАЗ-740. Пятилопастная крыльчатка 1 (рисунок 6) вентилятора дизеля ЯМЗ-

240БМ прикреплена болтами к ступице 2 посредством шлицы, насаженной на

вал 3. Вентилятор приводится в действие с помощью гидросистемы, которая автоматически его включает, выключает и гасит инерционные нагрузки, возникающие при резком изменении частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Ступица 5 шкива напрессована на трубчатый ведущий вал 6 и закреплена

гайкой. К этой же ступице болтами прикреплен шкив 8, а к фланцу вала

6 - насосное (ведущее) колесо 10 с напрессованным кожухом 13. Ведущий

вал 6 установлен на шариковых подшипниках 2 расположенных в корпусе 11. Ведомый вал 3, опирающийся на шариковые подшипники 4, расположен

внутри вала 6. На заднем конце ведомого вала закреплена ступица, к которой

болтами прикреплено турбинное (ведомое) колесо 12.

Оба колеса гидромуфты представляют собой чаши с радиальными лопастями. В рабочем состоянии колеса и кожух заполнены моторным маслом, подаваемым из смазочной системы дизеля. Зазор между ведущим и ведомым

колесами по окружности закрыт кожухом 13.

Управляет гидромуфтой автоматический выключатель. В его корпусе 16

может двигаться золотник 18, который пружиной 17 через шток 19 прижат к

термосиловому датчику 20. К корпусу 16 подсоединены маслопроводы 14 и 21.

Термосиловой датчик 20, представляющий собой чувствительный элемент выключателя, содержит твердый наполнитель. Когда охлаждающая жидкость нагревает датчик, его наполнитель, расширяясь, выдвигает шток 19.

При температуре охлаждающей жидкости 90...95°С шток 19 приподнимает золотник 18, сжимая пружину 17.  Масло нагнетается секцией насоса через маслопроводы 14 и 21 в гидромуфту, и она приводит вентилятор во вращение.

 

Рис 6  Вентилятор дизеля ЯМЗ-240БМ и гидросистема его привода:

 

1 - крыльчатка; 2 - ступица вентилятора; 3 -ведомый вал; 4, 7 -шариковые подшипники; 5- ступица шкива; 6- ведущий вал; 8- шкив; 9- канал подвода масла к подшипникам; 10- насосное (ведущее) колесо; 11 -корпус;

12 -турбинное (ведомое) колесо; 13 -кожух; 14, 21 - маслопроводы; 15 -корпус регулятора; 16 -корпус выключателя; 17- пружина; 18- золотник; 19- шток; 20- термосиловой датчик; 22- торцовый уплотнитель; 23 -отверстие в ведомом валу для подвода масла в гидромуфту; 24- сливной маслопровод

Когда температура охлаждающей жидкости снизится до 75...80 °С, расширение наполнителя датчика 20 будет небольшим и золотник 18 под действием пружины 17займет первоначальное положение, разобщая маслопроводы 14 и 21. Поэтому масло в гидромуфту не поступает, вентилятор выключен. Через некоторое время он останавливается.

По маслопроводу 24 масло из гидромуфты сливается в поддон картера.