Регулировка воздушной системы охлаждения

Регулировка воздушной системы охлаждения

Система охлаждения, уход и регулировка двигателя автопогрузчиков

В двигателях, установленных на отечественных автопогрузчиках, применяется замкнутая система охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости.

Центробежный насос засасывает воду из нижнего бачка радиатора и через патрубок подает ее в водораспределительную трубу. Выходя из отверстий трубы, вода попадает в рубашку охлаждения цилиндров и головки блока и охлаждает последние. Затем через патрубок вода поступает в верхний бачок радиатора. Трубки радиатора, обдуваемые при помощи вентилятора потоком воздуха, отбирают у воды часть тепла, охлаждая ее за один цикл в среднем на 6—10 °С. Если температура воды ниже 70 °С, клапан термостата перекрывает вход в верхний патрубок, и вода поступает в насос, минуя радиатор.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Система охлаждения двигателя

Термостат представляет собой тонкостенный гофрированный стакан, закрепленный одним концом в выходном патрубке головки блока цилиндров. Другой конец стакана оканчивается штоком с запорным клапаном. Стакан заполнен легкоиспаряющейся жидкостью. При нагревании жидкость испаряется, и вследствие повышения давления стакан удлиняется, перемещая клапан. Регулировать температуру можно также при помощи жалюзи, шторок, расположенных впереди радиатора. Температура воды в системе охлаждения контролируется электроуказателем.

Систему охлаждения рекомендуют заполнять чистой «мягкой» водой, лучше всего дождевой или снеговой. Недопустимо применять артезианскую, ключевую или морскую воду. Пресную (озерную или речную) воду перед заливкой кипятят и фильтруют через 5—6 слоев марли. Сливаемую из системы охлаждения воду следует вновь использовать. Частая смена воды усиливает коррозию деталей и образование накипи.

В зимнее время в систему охлаждения нужно заливать жидкость с низкой температурой замерзания — антифриз, который представляет собой смесь этиленгликоля и воды. Следует помнить, что антифриз ядовит. Если уровень его понизится вследствие испарения, следует доливать воду. Система охлаждения двигателей ГАЗ -51 и ГАЗ -63 вмещает 23 л, двигателя ЗИЛ -130—28 л.

Уход за системой охлаждения заключается в заправке, дозаправке, сливе (наливе) воды или антифриза, очистке радиаторов от пыли и грязи, контроле натяжения вентиляторного ремня, проверке действия термостата.

При осмотре системы охлаждения прежде всего проверяют плотность соединений отдельных элементов (патрубков, трубок радиатора, сальников насоса). Обнаружить утечку легче на холодном двигателе, так как на разогретом вода быстро испаряется. Утечку воды через соединения патрубков устраняют затягиванием хомутов. При появлении воды в контрольных отверстиях нижней части корпуса насоса необходимо сменить текстолитовую (свинцово-графитовую) шайбу или весь сальник. Поврежденный радиатор снимают с автопогрузчика и отдают в ремонт. Уровень воды в радиаторе всегда должен доходить до пароотводной трубки. Понижение уровня вызывает перегрев двигателя.

Причиной перегрева двигателя может быть также слабое натяжение или замасливание ремня вентилятора. Кроме этого, слабое натяжение ремня вызывает его пробуксовку и преждевременный износ. Чрезмерное натяжение ведет к износу подшипников водяного насоса. Для проверки натяжения ремня к нему прикладывают линейку и нажимают большим пальцем в средней части с усилием 30-40 Н.

Нормальная стрелка прогиба у двигателей ГАЗ -51 равна 12—20 мм, у ЗИЛ -121 —10—15 мм. Натяжение ремня регулируют смещением генератора. Замасленный ремень протирают тряпкой, смоченной в бензине, а затем чистой сухой тряпкой. Для очистки от накипи и осадков систему охлаждения промывают. Для этого отсоединяют трубопроводы и шланги, снимают термостат, открывают сливные крышки, надевают на патрубки подводящий и отводящий шланги. Промывают систему в направлении, обратном нормальной циркуляции.

При сильном засорении и закупорке трубок радиатор снимают и заливают в него 10-процентный раствор каустической соды, подогретой до 90 °С. Через 30 мин раствор сливают, а радиатор промывают водой. Накипь из системы охлаждения рекомендуется удалять промывочным раствором, содержащим на 100 л воды: 7 л технической соляной кислоты; 0,2—0,3 кг ингибитора ПБ; 2,5 кг технического уротропина; 0,2—0,3 кг смачивателя ОП-7; 0,1 пеногасителя (аминовый или изоамино-вый спирт, скипидар). Систему охлаждения промывают в течение 10—15 мин 2—4 раза при работающем двигателе. Затем пропускают через нее 2 раза горячую воду, промывают нейтрализующим составом, содержащим в 1 л воды 5 г I кальцинированной соды и 5 г двухромовокислого калия, в течение 15 мин и снова водой.

Работу термостата можно проверить при прогреве двигателя. Если термостат исправен, то верхняя коробка радиатора должна быть холодной и только при температуре воды около 70 °С начинает немного нагреваться. Для более точной проверки термостат вынимают, очищают от накипи и помещают в сосуд с водой, установленный на каком-либо нагревательном устройстве. В процессе нагрева воды следят за термометром, опущенным в сосуд, и термостатом. Клапан термостата начинает открываться при температуре около 70 °С и полностью открывается при температуре 83—90 °С. При осмотре термостата необходимо обращать внимание на чистоту отверстия в клапане, предназначенного для пропуска воздуха. Неисправный термостат должен быть заменен.

Обдув радиатора регулируется водителем из кабины рукояткой управления жалюзи. Нарушение нормальной работы привода жалюзи или заедание створок часто бывает следствием их загрязнения. В этом случае шарниры створок следует промыть керосином, продуть сжатым воздухом и смазать моторным маслом. Трос привода жалюзи вынимают из оболочки промывают, выпрямляют имеющиеся на нем погнутости, смазывают и, установив в оболочку, закрепляют в рычаге привода створок. Загрязненный радиатор промывают сильной струей воды, направляя ее со стороны двигателя, а затем обдувают сжатым воздухом.

Чтобы устранить течь в радиаторе, его снимают с автопогрузчика. Для определения места повреждения у радиатора заглушают нижний и верхний патрубки, заливную горловину, герметически закрывают пробкой, а к пароотводной трубке подсоединяют шланг ручного насоса или воздушной магистрали и радиатор погружают в ванну с водой. При подаче воздуха под давлением из поврежденных мест радиатора появляются пузырьки.

После просушки радиатора поврежденные места тщательно очищают, протравливают паяльной кислотой и запаивают мягким припоем-третником.

Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в результате его работы. На современных автомобилях система охлаждения, помимо основной функции, выполняет ряд других функций, в том числе:

• нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
• охлаждение масла в системе смазки;
• охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• охлаждение воздуха в системе турбонаддува;
• охлаждение рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

В зависимости от способа охлаждения различают следующие виды систем охлаждения: жидкостная (закрытого типа), воздушная (открытого типа) и комбинированная. В системе жидкостного охлаждения тепло от нагретых частей двигателя отводится потоком жидкости. Воздушная система для охлаждения использует поток воздуха. Комбинированная система объединяет жидкостную и воздушную системы.

На автомобилях наибольшее распространение получили система жидкостного охлаждения. Данная система обеспечивает равномерное и эффективное охлаждение, а также имеет меньший уровень шума. Поэтому, устройство и принцип действия системы охлаждения рассмотрены на примере системы жидкостного охлаждения.

Конструкция системы охлаждения бензинового и дизельного двигателей подобны. Система охлаждения двигателя включает множество элементов, среди которых радиатор охлаждающей жидкости, масляный радиатор, теплообменник отопителя, вентилятор радиатора, центробежный насос, а также расширительный бачок и термостат. В схему системы охлаждения включена «рубашка охлаждения» двигателя. Для регулирования работы системы используются элементы управления.

Радиатор предназначен для охлаждения нагретой охлаждающей жидкости потоком воздуха. Для увеличения теплоотдачи радиатор имеет специальное трубчатое устройство.

Наряду с основным радиатором в системе охлаждения могут устанавливаться масляный радиатор и радиатор системы рециркуляции отработавших газов. Масляный радиатор служит для охлаждения масла в системе смазки.

Радиатор системы рециркуляции отработавших газов охлаждает отработавшие газы, чем достигается снижение температуры сгорания топливно-воздушной смеси и образования оксидов азота. Работу радиатора отработавших газов обеспечивает дополнительный насос циркуляции охлаждающей жидкости, включенный в систему охлаждения.

Теплообменник отопителя выполняет функцию, противоположную радиатору системы охлаждения. Теплообменник нагревает, проходящий через него, воздух. Для эффективной работы теплообменник отопителя устанавливается непосредственно у выхода нагретой охлаждающей жидкости из двигателя.

Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие температуры в системе устанавливается расширительный бачок. Заполнение системы охлаждающей жидкостью обычно осуществляется через расширительный бачок.

Циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается центробежным насосом. В обиходе центробежный насос называют помпой. Центробежный насос может иметь различный привод: шестеренный, ременной и др. На некоторых двигателях, оборудованных турбонаддувом, для охлаждения наддувочного воздуха и турбокомпрессора устанавливается дополнительный насос циркуляции охлаждающей жидкости, подключаемый блоком управления двигателем.

Термостат предназначен для регулировки количества охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор, чем обеспечивается оптимальный температурный режим в системе. Термостат устанавливается в патрубке между радиатором и «рубашкой охлаждения» двигателя.

На мощных двигателях устанавливается термостат с электрическим подогревом, который обеспечивает двухступенчатое регулирование температуры охлаждающей жидкости. Для этого в конструкции термостата предусмотрено три рабочих положения: закрытое, частично открытое и полностью открытое. При полной нагрузке на двигатель с помощью электрического подогрева термостата производится его полное открытие. При этом температура охлаждающей жидкости снижается до 90°С, уменьшается склонность двигателя к детонации. В остальных случаях температура охлаждающей жидкости поддерживается в пределах 105°С.

Вентилятор радиатора служит для повышения интенсивности охлаждения жидкости в радиаторе. Вентилятор может иметь различный привод:

• механический (постоянное соединение с коленчатым валом двигателя);
• электрический (управляемый электродвигатель);
• гидравлический (гидромуфта).

Наибольшее распространение получил электрический привод вентилятора, обеспечивающий широкие возможности для регулирования.

Типовыми элементами управления системы охлаждения являются датчик температуры охлаждающей жидкости, электронный блок управления и различные исполнительные устройства.

Датчик температуры охлаждающей жидкости фиксирует значение контролируемого параметра и преобразует его в электрический сигнал. Для расширения функций системы охлаждения (охлаждения отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов, регулирования работы вентилятора и др.) на выходе радиатора устанавливается дополнительный датчик температуры охлаждающей жидкости.

Сигналы от датчика принимает электронный блок управления и преобразует их в управляющие воздействия на исполнительные устройства. Используется, как правило, блок управления двигателем с устанавленным соответствующим программным обеспечением.

В работе системы управления могут использоваться следующие исполнительные устройства: нагреватель термостата, реле дополнительного насоса охлаждающей жидкости, блок управления вентилятором радиатора, реле охлаждения двигателя после остановки.

Принцип работы системы охлаждения

Работу системы охлаждения обеспечивает система управления двигателем. В современных двигателях алгоритм работы реализован на основе математической модели, которая учитывает различные параметры (температуру охлаждающей жидкости, температуру масла, наружную температуру и др.) и задает оптимальные условия включения и время работы конструктивных элементов.

Охлаждающая жидкость в системе имеет принудительную циркуляцию, которую обеспечивает центробежный насос. Движение жидкости осуществляется через «рубашку охлаждения» двигателя. При этом происходит охлаждение двигателя и нагрев охлаждающей жидкости. Направление движения жидкости в "рубашке охлаждения" может быть продольным (от первого цилиндра к последнему) или поперечным (от выпускного коллектора к впускному).

В зависимости от температуры жидкость циркулирует по малому или большому кругу. При запуске двигателя сам двигатель и охлаждающая жидкость в нем холодные. 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.

После охлаждения жидкость снова поступает в «рубашку охлаждения» двигателя. В ходе работы двигателя цикл движения охлаждающей жидкости многократно повторяется.

На автомобилях c турбонаддувом может применяться двухконтурная система охлаждения, в которой один контур отвечает за охлаждение двигателя, другой — за охлаждение наддувочного воздуха.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наибольшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

Содержание

Функции системы охлаждения [ править | править код ]

В период сгорания рабочей смеси температура в цилиндре достигает 2000 °C и более. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния двигателя в пределах 80-90°C. Сильный нагрев может вызвать нарушения нормальных рабочих зазоров и, как следствие, усиленный износ, заклинивание и поломку деталей, а также снижение мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, соприкасающиеся с горячими газами, отводя от них тепло в атмосферу непосредственно, либо при помощи промежуточного тела (воды, низкозамерзающей жидкости). При чрезмерно сильном охлаждении рабочая смесь, попадая на холодные стенки цилиндра конденсируется и стекает в картер двигателя, где разжижает моторное масло. Как следствие этого мощность двигателя уменьшается, а износ увеличивается. При понижении температуры масло густеет. Это является причиной того, что масло хуже подается в цилиндры и увеличивается расход топлива, уменьшается мощность. Поэтому система охлаждения должна ограничивать температурные пределы, обеспечивая наилучшие условия работы двигателя.

Система охлаждения, кроме основной функции охлаждения двигателя, выполняет ряд других функций, к которым относятся:

• нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
• охлаждения масла в системе смазки;
• охлаждения отработанных газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• охлаждения воздуха в системе турбонаддува ;
• охлаждения рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

Типы систем охлаждения [ править | править код ]

Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.

Воздушное охлаждение [ править | править код ]

Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным. Естественное воздушное охлаждение является самым простым видом охлаждения. Тепло от двигателя с такой системой охлаждения передаётся в окружающую среду через развитое оребрение на внешней поверхности цилиндров. Недостаток системы заключается в том, что она из-за низкой теплоёмкости воздуха не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки. Неравномерность обдува требует дополнительных мер для исключения локальных перегревов — более развитого оребрения в аэродинамической тени, обращения более нагретых выпускных каналов вперёд по потоку, а холодных впускных — назад и т.п. Естественное воздушное охлаждение распространено на двигателях лёгкой высокоподвижной техники: мотоциклы, мопеды, авиа- и автомодели. С систематическим ростом форсировки моторов мотоциклов на наиболее совершенных моделях воздушное охлаждение уступает место жидкостному. По причине малой массы естественное воздушное охлаждение широко применялось и на поршневых авиационных двигателях, где близкие к цилиндрическим и имевшие малую окружную скорость комли лопастей винта практически не работали как вентилятор, но скорость набегающего на самолёт потока была сама по себе очень высока.

Стационарные или плотно закапотированные двигатели оснащают системой принудительного воздушного охлаждения. В них с помощью вентилятора создаётся поток воздуха, который обдувает рёбра охлаждения. Вентилятор и оребрённые поверхности, как правило, закрыты направляющим кожухом. Достоинства такого двигателя аналогичны двигателям с естественным охлаждением: простота конструкции, малый вес, отсутствие охлаждающей жидкости. Однако такие двигатели отличаются повышенным шумом при работе, большими габаритами. Кроме того, при проектировании таких двигателей возникают проблемы с охлаждением отдельных элементов конструкции двигателя из-за неравномерного обдува. На легковых автомобилях, производимых в Европе, воздушное охлаждение широко применялось в 1950-х — 1970-х годах. В основном это небольшие машины типа Volkswagen Kafer, Fiat 500, Citroën 2CV; особняком стоит представительская Tatra 613. В СССР самым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Выпускались грузовые автомобили с дизелями воздушного охлаждения (например грузовики под маркой «Татра» с момента начала выпуска и до начала 2010 годов оснащались исключительно такими двигателями). Двигатели с воздушным охлаждением имеют многие трактора (иногда — тяжёлые, например Т-330; чаще — малые, от обычных пропашных до мини-тракторов мелких частных хозяйств), для которых характерны установившиеся режимы работы двигателя и специфические требования к простоте обслуживания. В настоящее время (2015-е) принудительное воздушное охлаждение применяется на большинстве скутеров, моторизованном инструменте (бензопилы, газонокосилки и пр.), двигателях малогабаритных генераторных установок, на мотоблоках и прочих самоходных и стационарных малых сельскохозяйственных и коммунальных машинах. Для последних очень распространены унифицированные ряды простых одно-двухцилиндровых двигателей воздушного охлаждения, одинаковые у различных производителей ( Briggs & Stratton ru _en , Honda, Subaru, китайские), в виде компактного законченного блока с креплением на горизонтальную плоскость.

Жидкостное охлаждение [ править | править код ]

Системы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых (проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.

К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода. В некоторых стационарных двигателях начала XX века мог отсутствовать радиатор, вместо этого имелся расширительный бак большого объёма — отчасти тепло рассеивалось за счёт испарения воды, отчасти — через стенки бака, а отчасти за счёт большого объёма воды, который не успевал достаточно прогреться за время работы двигателя.

Замкнутая система (Гибридный тип) [ править | править код ]

Тип сочетает вышеуказанные системы: тепло от цилиндров отводится жидкостью, после чего она, на удалении от теплонагруженной части двигателя, охлаждается в радиаторах воздухом. Внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев и обычно выполняются из отдельных частей:

• внутренняя — рабочая втулка или гильза цилиндра;
• наружная — рубашка (у двигателей воздушного охлаждения рубашка имеет рёбра для эффективного отвода тепла).

Пространство между ними называется зарубашечным, в двигателе с водяным охлаждением тут циркулирует охлаждающая жидкость.

Система охлаждения состоит из рубашки охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, одного или нескольких радиаторов, вентилятора принудительного охлаждения радиатора, жидкостного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Этот тип используется на всех современных автомобилях. Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая от неё тепло, а затем охлаждается сама в радиаторе. В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона входит именно в малый круг). Регулировка количества жидкости между кругами циркуляции жидкости осуществляется термостатом. Малый круг охлаждения предназначен для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. При этом охлаждающая жидкость фактически не охлаждается, так как не проходит через радиатор. Как только она нагреется до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать также и через радиатор, где непосредственно и охлаждается набегающим потоком воздуха (а в случае длительной стоянки — принудительно вентилятором). При этом, чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем сильнее открывается термостат, и тем сильнее жидкость охлаждается в радиаторе. Это и есть принцип поддержания оптимальной температуры двигателя 85-90 °C.

Очень опасным явлением является перегрев двигателя (кипение двигателя) [ источник не указан 1396 дней ] . При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Для предупреждения перегрева двигателя логично применять жидкости с высокой температурой кипения, однако проще всего оказалось держать всю систему под некоторым избыточным давлением (около 1,1 атм), при котором повышается температура кипения охлаждающей жидкости (около 110 °C и 120 °C для воды и антифриза соответственно). Кроме того, при превышении температуры охлаждающей жидкости более 105 °C, включается принудительный обдув радиатора вентилятором.

Основные части жидкостной системы охлаждения [ править | править код ]

В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей наземного и воздушного транспорта, а также стационарных установок охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.

Основные части жидкостной системы охлаждения:

• Рубашка охлаждения (1) представляет собой полость, огибающую части двигателя, требующие охлаждения. Циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость отбирает у них тепло и переносит его к радиатору.
• Насос охлаждающей жидкости, или помпа (5) — обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру охлаждения. В некоторых двигателях, например мини-тракторов, может применяться термосифонная система охлаждения — то есть система с естественной циркуляцией охлаждающей жидкости, в которой этот насос отсутствует. Может приводиться в движение либо через ременную передачу от вала двигателя, либо от отдельного электродвигателя.
• Термостат (2) — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей.
• Радиатор (3) имеет развитую поверхность, обдуваемую снаружи набегающим потоком воздуха. Радиатор изготавливается из материалов, хорошо проводящих тепло, чаще всего из алюминия (радиатор для охлаждения масла чаще всего делают из меди).
• Вентилятор (4) создаёт дополнительный поток воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. Может приводиться ременной передачей от вала двигателя, но в современных автомобилях, за исключением крупных грузовиков, он работает от электродвигателя.
• Расширительный бак содержит запас охлаждающей жидкости. С атмосферой расширительный бак сообщается через клапан, поддерживающий избыточное давление охлаждающей жидкости при работе, что позволяет двигателю работать при большей температуре, не допуская кипения охлаждающей жидкости, которое может привести к повреждению двигателя. Автомобили начала-середины XX века часто не имели расширительных бачков. В них запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. Это было вполне допустимо, так как в основном в системе охлаждения использовалась вода, и её расширение при нагреве было небольшим. С распространением антифризов на основе этиленгликоля использование расширительного бака стало обязательным. Полупрозрачный бак, расположенный в доступном месте в верхней точке системы, облегчает также контроль уровня жидкости.

В поршневой авиации также применяются двигатели, в которых цилиндры охлаждаются непосредственно набегающим воздухом, а головки цилиндров — с использованием жидкостной системы охлаждения. Такое решение позволяет снизить массу двигателя и одновременно более эффективно охлаждать головки цилиндров, которые являются наиболее теплонагруженными частями двигателя.

Охлаждение масла [ править | править код ]

В дополнение к основной системе охлаждения в двигателях большой мощности (на грузовиках и тепловозах), а также на двигателях с воздушным охлаждением применяется охлаждение масла. Охлаждение масла необходимо также потому, что оно поступает к па́рам трения — самым чувствительным к перегреву местам двигателя. Масло может охлаждаться охлаждающей жидкостью, либо окружающим воздухом от отдельного радиатора.

Испарительная система охлаждения [ править | править код ]

Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века. [1] Кроме того в Китае по состоянию на 2014 год продолжают выпускаться дизели мощностью от 8 до 24 л.с. с испарительным охлаждением, предназначенные для мотоблоков и минитракторов.

Паровоздушный клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области бронетанковой техники и предназначено для использования в жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания танка. Паровоздушный клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с крышкой. Внутри корпуса размещены подпружиненные воздушный и паровой клапаны. В крышке клапана по оси выполнено сквозное резьбовое отверстие. Клапан снабжен тарелкой, установленной под крышкой на торец пружины парового клапана, и регулировочным винтом, установленным в сквозном резьбовом отверстии, выполненном по оси в крышке клапана. В верхней части тарелки выполнено конусное углубление, взаимодействующее с торцом регулировочного винта. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы парового клапана и улучшение условий эксплуатации путем обеспечения регулировки давления срабатывания парового клапана без разборки паровоздушного клапана. 1 ил.

Изобретение относится к области бронетанковой техники и может быть использовано в жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) танка.

Паровоздушный клапан (ПВК) устанавливается в расширительный бачок системы охлаждения ДВС, служит для поддержания определенного давления паров охлаждающей жидкости и воздуха в системе, т.е. предохраняет узлы системы охлаждения и ДВС от перегрузки при избыточном давлении перегрева двигателя или разрежения при его остывании.

Известен ПВК, в корпусе которого установлены подпружиненные паровой и воздушный клапаны, регулируемые резьбовыми соединениями. Доступ к регулируемым гайкам закрыт стопором.

Недостатком этой конструкции является сложность регулировки давления срабатывания парового клапана. Для доступа к регулировочной гайке необходимо снимать стопорное устройство. Кроме этого срабатывание клапана происходит не при постоянном давлении из-за того, что паровой клапан перемещается в двух направляющих отверстиях, одно из которых находится в корпусе ПВК, а другое — в воздушном клапане. Направляющие отверстия могут быть расположены несоосно. Во время эксплуатации верхнее направляющее отверстие корпуса ПВК может засоряться тонкодисперсной пылью, а в отверстии воздушного клапана образуется накипь. В результате указанного паровой клапан заклинивается и его срабатывание происходит при большем давлении в системе охлаждения, чем предусмотрено требованиями. При этом узлы и детали системы охлаждения и ДВС подвергаются перегрузке и могут выйти из строя.

Танковая система охлаждения и ДВС работают с большой теплонапряженностью. Допускаемая температура охлаждающей жидкости оговаривается в определенных пределах, поэтому давление в системе охлаждения допускается также в определенных пределах.

ПВК регулируется на срабатывание при определенном давлении, обеспечивая тем самым заданную допустимую температуру охлаждающей жидкости.

Недостатком прототипа является то, что получается большой разброс давления срабатывания ПВК из-за того, что верхний конец паровой пружины поджимается крышкой. При сборке ПВК нажатием на крышку пружина сжимается, а крышка стопорится кольцом. Параллельность торцов пружины и соосность отверстия в крышке под торец пружины и буртика на паровом клапане влияют на давление срабатывания клапана. При очередной разборке — сборке для обслуживания, пружина занимает нефиксированное положение и давление срабатывания отличается от первоначально отрегулированного больше допуска на срабатывание клапана. Для регулирования давления срабатывания вновь приходится разбирать ПВК и добиваться заданной величины давления срабатывания.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы ПВК и улучшение условий эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в ПВК системы охлаждения ДВС, содержащем корпус с крышкой, размещенные внутри корпуса подпружиненные паровой и воздушный клапаны, в крышке клапана по оси выполнен прилив с резьбовым отверстием, в котором установлен регулировочный винт с конусным торцом. Под крышкой на верхний торец пружины парового клапана свободно установлена тарелка. Сверху в тарелке по центру выполнено конусное углубление, в которое упирается торец регулировочного винта.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый ПВК отличается наличием в крышке клапана центрального резьбового отверстия, в которое установлен регулировочный винт, взаимодействующий с конусным углублением тарелки, свободно установленной на верхнем конце пружины парового клапана.

Таким образом, заявляемый паровоздушный клапан соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого изобретения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет делать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид ПВК.

ПВК содержит корпус 1, внутри корпуса внизу выполнено полированное седло под паровой клапан и кольцевые проточки под стопорные кольца.

В нижней части корпуса установлена сетка 2 для защиты внутренней полости ПВК от осадков и примесей, содержащихся в охлаждающей жидкости. Сетка зафиксирована стопорным кольцом 3. В верхней части корпуса установлена крышка 4 с отверстиями, защищенными сеткой 5 для свободного прохождения воздуха и паровоздушной смеси и сквозным резьбовым отверстием в центре для установки регулировочного винта 6. Крышка фиксируется от вертикального перемещения стопорным кольцом 7 и является легкосъемным элементом при техобслуживании ПВК. Под крышкой свободно расположена тарелка 8, поджатая пружиной 9 парового клапана 10, резиновая прокладка 11 и воздушный клапан 12 с пружиной 13. На тарелке 8 выполнено конусное углубление, в которое входит конец винта 6.

Устройство и регулировка воздушного клапана осуществляется как и в прототипе, а именно за счет подобранной пружины 13, поджимающей воздушный клапан 12 к прокладке 11. Большой интервал допустимого давления на разрежение в системе охлаждения не требует дополнительной регулировки воздушного клапана. Регулировка парового клапана осуществляется поджатием пружины 9 через тарелку 8 регулировочным винтом 6 до обеспечения требуемого давления срабатывания клапана по техническим требованиям с последующей надежной контровкой винта. ПВК устанавливается в расширительный бачок системы охлаждения ДВС через прокладку.

В случае превышения максимально допустимой температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя и достижения максимального давления в расширительном бачке, на которое отрегулирован паровой клапан, происходит его срабатывание. А именно, пpeoдoлeвaя силу сжатия пружины 9, происходит открытие парового клапана 10 и выброс паровоздушной смеси через зазоры между паровым клапаном и корпусом 1 в отверстия крышки 4 и в моторно-трансмиссионное отделение танка. Тем самым защищаются узлы системы охлаждения и двигателя от перегрузок при избыточном давлении от перегрева.

В связи с тем, что в предложенном ПВК на верхний торец пружины парового клапана свободно установлена тарелка, в центральной части которой выполнена конусная засверловка, а в крышке установлен регулировочный винт, обеспечена возможность регулировки срабатывания парового клапана без разборки ПВК. Этим самым улучшились условия обслуживания ПВК при эксплуатации.

В связи с тем, что усилие сжатия пружины парового клапана регулировочным винтом направлено по центру, исключено влияние взаимного положения деталей на точность срабатывания парового клапана. Точность срабатывания парового клапана при этом повышается почти в 20 раз. Кроме того после частичной сборки-разборки в условиях эксплуатации регулировки ПВК не потребуется.

Паровоздушный клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с крышкой, размещенные внутри корпуса подпружиненные воздушный и паровой клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы парового клапана и улучшения условий эксплуатации путем обеспечения регулировки давления срабатывания парового клапана без разборки паровоздушного клапана, в крышке клапана по оси выполнено сквозное резьбовое отверстие, он снабжен тарелкой, установленной под крышкой на торец пружины парового клапана, и регулировочным винтом, установленным в сквозном резьбовом отверстии, выполненном по оси в крышке клапана, при этом в верхней части тарелки выполнено конусное углубление, взаимодействующее с торцом регулировочного винта.

Система охлаждения тракторных двигателей

Системы охлаждения могут быть воздушные или жидкостные. Воздушная система охлаждения применяется на двигателях тракторов Т-25А, Т-40-М и самоходном шасси Т-16 М. В ней отвод тепла от деталей двигателя осуществляется путем обдува их воздухом, подаваемым вентилятором. Для увеличения поверхности охлаждения наружные стенки цилиндров и головки цилиндров имеют ребра.

Система состоит из следующих основных частей: направляющего аппарата, вентилятора, кожуха, дефлектора, направляющих щитков и створчатых жалюзи. Воздушный поток концентрируется направляющим аппаратом и направляется лопастями колеса вентилятора под кожух и далее к охлаждающим поверхностям.

Часть воздушного потока проходит через масляный радиатор и охлаждает масло, циркулирующее в нем. С помощью дефлекторов и щитков обеспечивается более равномерный и эффективный обдув всех цилиндров. Тепловой режим двигателя оценивается по температуре масла в поддоне картера, которая должна быть в пределах.

Для обеспечения необходимого температурного режима двигатель Т-25А, Т-40 оборудован системой охлаждения. Отвод тепла от двигателя может осуществляться или в жидкость, а затем от нее в воздух, или непосредственно в воздух.

Система воздушного охлаждения двигателя Д-37М: дефлектор; колесо вентилятора; направляющий аппарат вентилятора; пробки; вал вентилятора; шкивы; ограждение; ремень; болты; генератор; защелки; обтекатель; кожух; масляный радиатор; ребра цилиндров; тяга; створки жалюзи; направляющие щитки. При перегреве двигателя на щитке приборов загорается контрольная красная лампа.

Тепловой режим двигателя регулируется при помощи жалюзи, управляемых из кабины трактора. При повышении температуры жалюзи открывают. В холодное время года масляный радиатор выключают. Система воздушного охлаждения проще жидкостной системы по конструкции и в эксплуатации и нет опасности размерзания системы зимой.

К недостаткам воздушной системы охлаждения относятся повышенный шум при работе и потери мощности на привод мощного вентилятора. Жидкостная система охлаждения используется на большинстве тракторных дизелей (Д-50, Д-65Н, Д-240, СМД-14, СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, АМ-41, А-01М).

В качестве охлаждающей жидкости употребляется вода или антифризы. В зависимости от способа циркуляции воды в системе различают термосифонную и принудительную системы охлаждения.

Термосифонная система охлаждения. В ней циркуляция воды происходит вследствие разной плотности горячей и холодной воды. Применяется на пусковых двигателях ПД-10У, П-350, П-23.

Основные ее достоинства — простота устройства и быстрый нагрев двигателя при пуске, так как циркуляция воды начинается после ее прогрева. К недостаткам следует отнести медленную циркуляцию воды в системе, что вызывает необходимость увеличить емкость системы, а следовательно, и габариты двигателя.

Принудительная система охлаждения. В ней циркуляция воды происходит под действием центробежного водяного насоса, который нагнетает воду через водораспределительный канал в рубашку двигателя. Нагретая вода вытесняется в радиатор, охлаждается и по патрубку возвращается к насосу.

Циркуляция воды в системе начинается с пуском двигателя, и чтобы его быстро прогреть, перед радиатором устанавливают шторку или жалюзи, с помощью которых регулируют доступ воздуха к радиатору. На некоторых двигателях устанавливают термостат. В этом случае вода в системе может циркулировать по малому и большому кругу.

При пуске двигателя, когда он еще не прогрет, клапан термостата закрыт и не пускает воду в радиатор для охлаждения и она поступает из водяной рубашки к термостату, а затем через водоотводную трубку — в насос и далее в систему. Как только вода прогреется до температуры 70С, термостат открывается и пропускает воду по большому кругу через верхний патрубок в радиатор для охлаждения.

Циркуляция воды под действием насоса ускоряется, что позволяет уменьшить емкость системы, расход воды и повысить равномерность охлаждения деталей. Принудительная система охлаждения может быть открытая и закрытая. В открытой системе внутренняя полость радиатора сообщается с окружающей атмосферой через пароотводную трубку.

В закрытой системе полость герметически закрыта и сообщается с атмосферой через паровоздушный клапан, установленный в крышке заливной горловины радиатора. Это уменьшает испарение воды и образование накипи, что повышает эксплуатационные свойства трактора.

Рассмотрим закрытую систему с принудительным охлаждением двигателя Д-240. Основными частями ее являются: радиатор с заливной горловиной, водяной насос, вентилятор, термостат, водоотводящий патрубок (нижний) и водоподводящий (верхний) патрубок, сливные краники, шторка, термометр, а также водяная рубашка головки цилиндров и шланги.

Работа системы не отличается от описанной выше схемы принудительного охлаждения. Радиатор предназначен для охлаждения воды и состоит из верхнего и нижнего баков и двух боковых стоек, соединяющих бачки. Верхний и нижний баки соединены сердцевиной радиатора, находящейся между
стойками.

Сердцевина радиатора состоит из четырех рядов плоских латунных трубок, пропущенных через ряды спаянных с ними горизонтальных пластин. Пластины значительно увеличивают поверхность охлаждения и интенсивность теплоотдачи. Концы трубок тщательно припаяны к крайним более толстым пластинам, к которым болтами прикреплены верхний и нижний баки.

Между пластинами и бачками установлены резиновые прокладки. На верхнем бачке расположена заливная горловина, закрытая пробкой с паровоздушным клапаном. К задней стенке верхнего бачка присоединены водоподводящий патрубок и датчик дистанционного электрического термометра, к задней стенке нижнего бачка — водоотводящий патрубок и сливной краник.

Вентилятор создает интенсивный воздушный поток, обдувающий сердцевину водяного радиатора и масляного, установленного впереди водяного. Вентилятор смонтирован в одном узле с водяным насосом и располагается на его валу. Шестью болтами вентилятор крепится к шкиву насоса.

Водяной насос центробежного типа. Он предназначен для создания активной циркуляции воды в системе охлаждения. Крыльчатка водяного насоса закреплена на валике. При вращении крыльчатки вода под действием разрежения попадает на лопатки и выбрасывается в спиральный канал корпуса водяного насоса, откуда нагнетается в блок.

Термостат автоматически поддерживает температуру воды в заданных пределах и ускоряет прогрев двигателя после пуска. Термостат установлен на выходе воды из рубашки охлаждения блока цилиндров в патрубке. Когда температура воды меньше 70С, клапан термостата закрыт и вода не поступает в радиатор, а по трубке идет в насос и опять в рубашку блока.

Когда же температура превысит 70С, то жидкость, налитая в гофрированный цилиндр термостата, превращается в пар, под давлением которого клапан открывается и вода проходит через радиатор. Шторка, установленная перед водяным радиатором, позволяет изменить количество проходящего через радиатор воздуха и тем самым регулировать температуру охлаждающей жидкости.

На тракторе К-701 система охлаждения двигателя соединена с системой предпускового обогрева двигателя и отопителя кабины. На тракторах ДТ-75М, Т-150К, Т-150, Т-4М для облегчения пуска двигателя при низких температурах устанавливаются подогреватели ПЖБ-200 и ПЖБ-300.

Обслуживание жидкостной системы охлаждения заключается в проверке и поддержании необходимого уровня воды, проверке и регулировке натяжения ремня вентилятора, периодической промывке системы охлаждения и удалении накипи, проверке работы термостата, термометра и паровоздушного клапана.

Заполняют систему охлаждения чистой мягкой водой (лучше дождевой или снеговой) до уровня 50-60 мм ниже плоскости заливной горловины. Для смягчения воды можно использовать каустическую соду 6-10 г или 10-20 г тринатрийфосфата на 10 л воды. Нельзя работать при кипении воды в радиаторе. Нормальная температура воды должна составлять 80-95С.

При ТО-1 проверяют и регулируют натяжение ремня вентилятора. Натяжение ремня считается нормальным, если при приложении усилия 3-5 кгс на участке вентилятор — натяжное устройство прогиб его составит: 8-14 мм — для двигателей СМД-14, А-41, СМД-60, А-01М; 10-15 мм — для двигателей Д-50, ЯМЗ-240Б, Д-240. Для двигателей Д-130 прогиб должен быть 15-20 мм при усилии нажатия 5-7 кгс.

У двигателей Д-50, Д-65Н, Д-240, СМД-14 натяжение ремня вентилятора осуществляется перемещением генератора, а у ЯМЗ-240Б, АМ-41, СМД-60 — натяжного ролика. При ТО-3 промывают систему охлаждения и удаляют накипь, Для удаления накипи используется 6%-ный раствор молочной кислоты, нагретой до температуры 30—40С.

После прекращения выделения углекислоты (через 2-3 ч) раствор сливают из системы. Для удаления накипи из системы охлаждения применяют также содовый раствор, содержащий 1000 г бельевой соды и 500 г керосина или 750 г каустической соды и 250 г керосина на 10 л воды. На этом растворе двигатель работает смену, после чего систему промывают и заливают чистую мягкую воду.

Проверка исправности термостата. Термостат вынимают из корпуса и опускают в сосуд с водой и контрольным термометром. Нагревая воду и перемешивая ее, фиксируют температуру начала открытия клапана. Она должна быть 68-70С.

Неисправности системы охлаждения. Признаком неисправности является перегрев двигателя. Причинами перегрева могут быть: недостаточное количество воды в системе, слабое натяжение ремня вентилятора, наружное загрязнение сердцевины радиатора, закрытие шторок или жалюзи, образование накипи на внутренней поверхности трубок радиатора и водяной рубашки, неисправность термостата, поломка водяного насоса.