Назначение и общее устройство систем охлаждения

Система охлаждения предназначена для создания и поддержания оптимального температурного режима работы двигателя. Она обеспечивает подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать оптимальную степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

Система охлаждения двигателя КамАЗ-740 (технические характеристики системы в таблице 7.1). Система охлаждения (рисунок 7.1) состоит из жидкостного насоса 8, корпуса жидкостных каналов, вентилятора с кожухом и обечайкой, электромагнитной муфтой привода вентилятора, радиатора, расширительного бачка 1, термостатов, контрольно-измерительных приборов, полостей и каналов в блоке цилиндров и головках и трубопроводов.

Таблица 7.1 Технические характеристики системы охлаждения КамАЗ-740

Герметизация системы охлаждения в рабочем режиме позволяет повысить температуру кипения циркулирующей в системе жидкости, что повышает эффективность системы и способствует уменьшению потерь жидкости в процессе эксплуатации.

Рис. 7.1 Схема системы охлаждения: 1 - расширительный бачок; 2 - пароотводящая трубка; 3 - трубка отвода жидкости из компрессора; 4 - канал выхода жидкости из правого ряда головок цилиндров; 5 - соединительный канал; 6 - канал выхода жидкости из левого ряда головок цилиндров; 7 - входная полость жидкостного насоса; 8 - жидкостный насос; 9 - канал входа жидкости в левый ряд гильз цилиндров; 10 - канал подвода жидкости в жидкостный насос из радиатора; 11 - выходная полость жидкостного насоса; 12 - соединительный канал; 13 - перепускной канал из жидкостной коробки на вход жидкостного насоса; 14 - канал входа жидкости в правый ряд гильз цилиндров; 15 - канал отвода жидкости в теплообменник масляный; 16 - теплообменник масляный; 17 - жидкостная коробка; 18 - трубка подвода жидкости в компрессор; 19 - перепускная труба

Жидкостный насос 8 создает постоянную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя.

Корпус жидкостных каналов отлит из чугунного сплава и закреплен болтами на переднем торце блока цилиндров.

В корпусе жидкостных каналов отлиты входная 7 и выходная 11 полости жидкостного насоса, соединительные каналы 5 и 12, каналы 9 и 14, подводящие охлаждающую жидкость в блок цилиндров, каналы 4 и 6, отводящие охлаждающую жидкость из головок цилиндров, перепускной канал 13, канал 15 отвода жидкости в масляный теплообменник, полости жидкостной коробки 17 для установки термостатов, канал 10 подвода охлаждающей жидкости в жидкостный насос из радиатора.

Вентилятор предназначен для улучшения охлаждения охлаждающей жидкости, за счет увеличения скорости и количества воздуха, проходящего через радиатор.

Электромагнитная муфта привода вентилятора предназначена для подключения в работу вентилятора или его отключения.

Радиатор предназначен для того, чтобы жидкость, поступающая в него непосредственно из водяной рубашки двигателя, охлаждалась до необходимой температуры.

Расширительный бачок 1 компенсирует изменение объема жидкости при ее расширении вследствие повышения температуры на работающем двигателе, способствует удалению из охлаждающей жидкости воздуха и конденсации пара, поступающего в него из системы охлаждения, создает подпор жидкости в работающем жидкостном насосе, улучшая условия его работы, а также позволяет контролировать уровень заполнения системы охлаждения. Он установлен на двигателе с правой стороны по ходу автомобиля. Расширительный бачок соединен перепускной трубой 19 с входной полостью жидкостного насоса 13, пароотводящей трубкой 2 с верхним бачком радиатора и с трубкой отвода жидкости из компрессора 3.

Расширительный бачок изготовлен из полупрозрачного сополимера пропилена. На горловину бачка навинчивается пробка расширительного бачка (рисунок 7.2) с впускным клапаном 6 (воздушным) и выпускным (паровым).

Рис. 7.2 Пробка расширительного бачка: 1 - корпус пробки; 2 - тарелка пружины выпускного клапана; 3 - пружина выпускного клапана; 4 - седло выпускного клапана; 5 - пружина клапана впускного; 6 - клапан впускной в сборе; 7 - прокладка выпускного клапана; 8 - блок клапанов

Выпускной и впускной клапаны объединены в блок клапанов 8. Блок клапанов неразборный.

Выпускной клапан, нагруженный пружиной 3, поддерживает в системе охлаждения избыточное давление 0,065 МПа (0,65 кгс/см²), впускной клапан 6, нагруженный более слабой пружиной 5, препятствует созданию в системе разрежения при остывании двигателя.

Впускной клапан открывается и сообщает систему охлаждения с окружающей средой при разрежении в системе охлаждения 0,001-0,013 МПа (0,01-0,13 кгс/см²). Заправка двигателя охлаждающей жидкостью производится через заливную горловину расширительного бачка. Перед заполнением системы охлаждения надо предварительно открыть кран системы отопления. Уровень охлаждающей жидкости должен находиться между метками «MIN» и «MAX» на боковой поверхности, что соответствует объему жидкости, равному примерно 0,5 объема бачка.

Термостаты предназначены для ускорения прогрева холодного двигателя и поддержания температуры охлаждающей жидкости не ниже 75 °С путем изменения ее прохода через радиатор.

Контрольно-измерительные приборы обеспечивают контроль за тепловым состоянием двигателя. Для контроля температуры охлаждающей жидкости на жидкостной коробке корпуса жидкостных каналов установлено два датчика температуры 1 и 2. Датчик 1 выдает показания текущего значения температуры на щиток приборов, датчик 2 служит сигнализатором перегрева охлаждающей жидкости. При повышении температуры до 98-104 °С на щитке приборов загорается контрольная лампа аварийного перегрева охлаждающей жидкости.

Автоматическое регулирование температурного режима работы двигателя и наличие сигнальной лампы существенно упрощают эксплуатацию системы охлаждения.

Работа системы охлаждения двигателя. Циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается жидкостным насосом 8 (рисунок 7.1). Охлаждающая жидкость из насоса 8 нагнетается в полость охлаждения левого ряда цилиндров через канал 9 и канал 14 в полость охлаждения правого ряда цилиндров. Омывая наружные поверхности гильз цилиндров, охлаждающая жидкость через отверстия в верхних привалочных плоскостях блока цилиндров поступает в полости охлаждения головок цилиндров. Из головок цилиндров нагретая жидкость по каналам 4, 5 и 6 поступает в жидкостную коробку 17 корпуса жидкостных каналов, из которой, в зависимости от температуры, направляется в радиатор или на вход насоса - по большому или малому кругу циркуляции жидкости. Часть жидкости отводится по каналу 15 в масляный теплообменник 16, где происходит передача тепла от масла в охлаждающую жидкость. Из теплообменника охлаждающая жидкость направляется в водяную рубашку блока цилиндров в зоне расположения четвертого цилиндра.

Таким образом, оптимальный тепловой режим двигателя создается и поддерживается автоматически, с одной стороны, с помощью термостатов, с другой стороны, регулированием интенсивности воздушного потока, проходящего через радиатор к вентилятору, с помощью электромагнитной муфты привода вентилятора.

Система охлаждения двигателя В-46 (рисунок 7.3) включает водяной насос 4, наружные водяные трубопроводы 3, внутренние полости рубашек цилиндров и головок блоков, водяной радиатор с трубопроводами 7, сливной кран 5, термометр, паровоздушный клапан 1. расширительный бачок 2.

Технические характеристики системы в таблице 7.1.

Охлаждающая жидкость циркулирует в системе под напором, создаваемым в системе центробежным водяным насосом. Жидкость движется в полостях картера и блоков при работе двигателя снизу вверх. Расширительный бачок в системе предусмотрен для компенсации температурных изменений объема жидкости и конденсации пара.

Рис. 3. Система охлаждения двигателя В-46: 1 – паровоздушный клапан; 2 – расширительный бачок; 3 - наружные водяные трубопроводы; 4 - водяной насос; 5 - сливной кран; 6 – предпусковой подогреватель; 7 - водяной радиатор

Таблица 7.1. Технические характеристики системы охлаждения двигателя В-46

Работа системы охлаждения двигателя Танка Т-72.

При работе двигателя циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется жидкостным (водяным) насосом двигателя (рис. 7.4).

Из водяного насоса охлаждающая жидкость поступает в рубашки цилиндров и головки (рисунок 7.5), охлаждая их.

Рис. 7.4. Расположение жидкостного насоса: 1 – сливной клапан; 2 – жидкостный насос

Рис. 7.5 Расположение рубашек охлаждения цилиндров: 1 – рубашки цилиндров и головки

Нагретая охлаждающая жидкость, вышедшая из двигателя, разветвляется по трем потокам: первый (основной) поток по трубопроводу поступает в радиаторы, где охлаждается атмосферным воздухом; движение воздуха через радиаторы обеспечивается вентилятором, охлаждающая жидкость из радиаторов по трубопроводу вновь поступает в водяной насос двигателя;

второй поток по трубопроводам направлен через змеевики в основном масляном баке двигателя и баке системы гидроуправления и смазки силовой передачи, обогреваемые полости маслозакачивающих насосов, котел подогревателя и радиатор обогревателя боевого отделения;

третий поток циркулирует по дренажно-компенсационному контуру из головок двигателя и левого водяного радиатора по трубопроводам в расширительный бачок, из которого через пополнительный бачок поступает в водяной насос.

Работа системы охлаждения тягача МТ-Т:

При работе двигателя охлаждающая жидкость из радиаторов поступает в насос, который нагнетает ее через трубопроводы в распределительные каналы правого и левого блоков.

Из распределительных каналов жидкость по сверлениям поступает одновременно ко всем цилиндрам боков и, омывая гильзы, через перепускные трубки поступает в головки блоков.

Рис. 7.6 Система охлаждения двигателя В-46-4 тягача МТ-Т.

Из головок жидкость выходит через патрубки, установленные на торцах головок со стороны носка двигателя. Патрубки соединены между собой средней трубой.

Из правого патрубка жидкость по трубопроводу поступает в радиаторы. Часть жидкости поступает в подогреватель.

Для отвода пара из головок имеется 2 отверстия с пароотводными трубками, по которым пар поступает в компенсационные бачки.

Водяные насосы. Жидкостный (водяной) насос двигателя КамАЗ-740 (рисунок 7.7) создает постоянную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Он установлен на корпусе жидкостных каналов.

Насос состоит: корпус 2; двухрядный шарико-роликовый подшипник с валиком 9; шкив 10; крыльчатка 4; детали крепления и уплотнения.

В корпус 2 насоса запрессован радиальный двухрядный шарико-роликовый подшипник с валиком 9. На переднем конце вала закреплен шпонкой шкив 10. На противоположном конце вала напрессована и закреплена гайкой крыльчатка 4 насоса. С обеих сторон торцы подшипника защищены резиновыми уплотнениями. Смазка в подшипник заложена заводом-изготовителем. Пополнение смазки в эксплуатации не требуется. Упорное кольцо 1 препятствует перемещению наружной обоймы подшипника в осевом направлении. Сальник 7 запрессован в корпус насоса, а его кольцо скольжения постоянно прижато пружиной к кольцу скольжения 6, которое вставлено в крыльчатку через резиновую манжету 5.

Полость в корпусе насоса под крыльчатку герметизирована сальником.

Рис. 7.7 Насос жидкостный: 1 – кольцо упорное; 2 - корпус; 3 – корпус водяных каналов; 4 -крыльчатка; 5 – манжета уплотнительная; 6 – кольцо скольжения; 7 – сальник; 8 – кольцо уплотнительное; 9 - подшипник шарико-роликовый радиальный двухрядный с валиком вместо внутреннего кольца; 10 - шкив

Для контроля исправности торцевого уплотнения в корпусе насоса между подшипником и сальником выполнено два отверстия: нижнее и верхнее. Верхнее отверстие служит для вентиляции полости между подшипником и сальником, а нижнее - для контроля исправности торцевого уплотнения. Подтекание жидкости из нижнего отверстия свидетельствует о неисправности уплотнения. В эксплуатации оба отверстия должны быть чистыми, так как их закупорка приведет к выходу из строя подшипника.