1. Будова і робота приладів системи охолодження

Радіатор призначений для охолодження рідини. Він складається з верхнього 8 (рис. 5.5) і нижнього 21 бачків, сполучених між собою серцевиною 6.

Тепла вода двома трубопроводами подається із сорочок охолодження головок циліндрів у верхній бачок 8, в якому є заливна горловина з паровідводною трубкою 4. Заливна горловина закривається кришкою 7 з паровим і повітряним клапанами.

Пароповітряний клапан ізолює систему охолодження від атмосфери при нормальному тепловому режимі; підтримує в системі надлишковий тиск 0,14 МПа, чим підвищує температуру кипіння, зменшує пароутворення і витрату охолоджувальної рідини; відводить пари рідини з системи в атмосферу при її закипанні, коли тиск в системі збільшується до 0,15...0,17 МПа, чим запобігає витіканню рідини через з’єднання трубопроводів і руйнуванню трубок серцевини радіатора; сполучає атмосферу із системою при остиганні рідини, коли її об’єм і тиск зменшуються до 0,099...0,088 МПа, запобігаючи сплющенню і деформації трубок серцевини.

При встановленні кришки в горловину 10 (рис. 5.6) виступи корпусу 9 взаємодіють з виступами горловини. Гумова прокладка 11 пружиною 6 і корпусом 5 парового клапана притиснута до горлови ни, а гумова прокладка 12 пружиною 2 і штоком 1 повітряного клапана — до гнізда 3 повітряного клапана. Система охолодження ізольована від атмосфери. При підвищенні тиску в системі пара діє на гніздо 3 повітряного клапана, прикріплене до корпуса 5 парового клапана. Корпус 5, стискуючи пружину 6, переміщається по штоку 7 вверх.

Корпус верхнього бачка радіатора за допомогою прокладки 10 (рис. 5.5), верхньої опорної пластини 11 і болтів кріпиться до серцевини 6 радіатора.

Серцевина радіатора може бути трубчасто-пластинчастою (рис. 5.7), трубчасто-стрічковою або щільниковою.

На більшості двигунів застосовуються трубчасті серцевини, тобто кілька рядів вертикально встановлених плоскоовальних або круглих латунних трубок із товщиною стінок 0,1.„0,2 мм. Для збільшення поверхні охолодження і підвищення жорсткості осердя на трубки надіто і припаяно тонкі горизонтальні пластини з латунної стрічки. Крайня верхня 11 (рис. 5.5) і нижня 16 пластини— опорні, їх виготовлено із товстішої стрічки, ніж пластини 14. Кінці трубок 13 трохи виступають над опорними пластинами 11 і 16.

До серцевини 6 радіатора за допомогою прокладки 17, нижньої опорної пластини 16 і болтів 20 прикріплюється нижній бачок 21 радіатора. Нижній бачок патрубком 19 і трубопроводом 15 з’єднується з корпусом рідинного насоса. Бокові частини серцевини закриті стальними листами—боковинами, до яких болтами кріпиться кожух 12 (дифузор). В кожусі є круглий отвір, трохи більший за діаметром від діаметра лопатей вентилятора. Кожух підвищує ефективність роботи вентилятора. Передня частина осердя радіатора закривається полотняною шторкою 1 або металевими жалюзі для регулювання інтенсивності повітряного потоку через осердя.

Рідинний насос забезпечує примусову циркуляцію рідини в системі.

Насос і вентилятор двигунів з рідинним охолодженням встановлюють на одному валу.

В чавунному корпусі 23 (рис. 5.8.) на двох підшипниках 5 і 24 встановлений вал 21. Герметичність порожнини між корпусом 23 і валом 21 забезпечується самопідтискними гумовими манжетами 20 і 25. В цю порожнину через трубку 6 подається масло для мащення підшипників 5 і 24. Через отвір 22 масло по каналу 23 зливається в піддон картера дизеля. Від осьового переміщення вал 21 фіксується стопорним кільцем 3. Корпус 23 кріпиться на верхній площині передньої кришки блок-картера. На валу 21 за допомогою шпонки і гайки 27 нерухомо встановлена маточина 2. Самовідкручування гайки 27 не допускається і обмежується шплінтом. До маточини 2 болтами 28 прикріплюється шків 26 вала 21 і вентилятора 1.

Чавунний шків 26 з’єднаний зі шківом колінчастого вала через два клинових паси 4 довжиною 1450 мм і поперечним перерізом 16x11 мм. Передаточне число приводу — 1,21. Третій (менший) пас призначений для привода генератора.

Вентилятор створює потужній повітряний потік, який у двигунів з рідинним охолодженням проходить через осердя радіатора і обдуває весь двигун, а у двигунів з повітряним охолодженням — тільки ребра масляного радіатора, циліндрів і головок циліндрів.

На більшості сучасних двигунів вентилятори 1 — це хрестовини з лопатями, їх може бути 4, 6, 8. Для зменшення вібрації і шуму лопаті розміщують попарно під різними кутами. Подача повітря вентилятором залежить від частоти обертання, кількості лопатей, їх розмірів і профілю.

На дизелі СМД-60 встановлений шестилопатевий осьовий вентилятор. Має здвоєну хрестовину у вигляді шестипроменевої зірочки, в кутах якої між хрестовинами приклепані шість лопатей із листової сталі товщиною 1,5 мм.

Лопать має гнутий профіль зі змінним кутом по довжині. Кут встановлення лопатей (кут атаки) до площини обертання вентилятора при радіусі 150 мм становить 30°; від нижнього поперечного перерізу до верхнього кут зменшується. Зовнішній діаметр вентилятора — 630 мм.

Вентилятор балансують статично, а зрівноважують, приварюючи сталеві пластини з випуклої частини лопатей.

У задній частині вала 21 встановлена крильчатка 9 рідинного насоса, закріплена болтом 10. Крильчатка — це литий чавунний диск з шістьма лопатками і маточиною з плавним переходом від маточини до диска. Для зменшення гідравлічного опору нижні кінці лопаток вигнуті у напрямі обертання.

Крильчатка 9 встановлена в розточці равликоподібної частини корпуса 23. На цій частині є вхідний патрубок 1 (рис. 5.9), вилитий разом з корпусом, для подачі рідини на крильчатку і вихідний патрубок 2. До верхнього обробленого фланця прикріплено трубку 7 (рис. 5.8) для відведення рідини від термостатів в приймальну камеру насоса. За крильчаткою 9 корпус насоса 23 закритий штампованою кришкою 8, закріпленою за допомогою шести шпильок і гайок 12 та ущільненою паронітовою прокладкою 13. У нижній частині корпуса є дві лапи для його кріплення на передній кришці блок-картера.

Рідинну і масляну порожнини корпуса розділяє торцеве ущільнення, запресоване між валом 21 і корпусом 23. Воно складається із обойми 14, гумової манжети 15 і кільця 17. Всередині манжети встановлено пружину 16, яка ущільнює торці манжети за допомогою розсувного каркасу 18. Кільце ковзання 17 утримується від обертання в обоймі 14 трьома півкруглими поглибленнями і може переміщатися в осьовому напрямку під дією пружини 16 до упору у виступи, відігнуті на обоймі.

В робочому положенні ущільнення підтискується крильчаткою і кільце ковзання 17 щільно притискується до полірованої поверхні втулки 11. Цим забезпечується герметизація між нерухомим ущільненням і крильчаткою, яка обертається. Кільце 17 виготовлене із металографітового матеріалу, що зменшує його спрацювання. Для запобігання корозії втулка 11 виготовлена із нержавіючої сталі, обойма 14 і каркас 18 пружини — з латуні, а пружина 16 - - з бронзового дроту. Для контролю за роботою ущільнення в корпусі виконаний отвір 19. Поява рідини із отвору 19 свідчить про недостатнє ущільнення.

При обертанні вала 5 вентилятора і крильчатки 4 (рис. 5.9) рідина між лопатками крильчатки з великою силою викидається до корпуса 3 і у вихідний патрубок 2, які розширяються у напрямку обертання. Кінетична енергія при рухові рідини перетворюється в енергію тиску. При виході рідини з лопаток у центрі крильчатки утворюється розрідження, під дією якого рідина із нижнього бачка радіатора по патрубку 1 потрапляє до насоса. Звідси рідина подається в систему охолодження під тиском 0,04...0,08 МПа. Подача насоса становить 5000...7000 літрів за годину. На привод насоса і вентилятора витрачається 0,5...1,0 % потужності двигуна.

Насос дизеля СМД-60 подає рідину в систему охолодження під тиском 0,05 МПа; подача насоса — 425 л/хв при частоті обертання крильчатки 2300 хв1.

Термостат автоматично підтримує необхідну температуру охолодженої рідини при різних навантаженнях двигуна і температурах навколишнього повітря, а також забезпечує швидке прогрівання двигуна після його пуску. Залежно від температури охолоджувальної рідини термостат спрямовує її потік із сорочки охолодження у верхній бачок радіатора або до насоса через відвідну трубку.

Термостати бувають рідинні (сильфонні) і з твердим наповнювачем. Застосовують обидва типи термостатів.

Термостат складається із слідкуючого і виконуючого пристроїв, встановлених в корпусі. Виконуючий пристрій має основний і допоміжний клапани.

Слідкуючим пристроєм рідинного термостата є гофрований латунний циліндр 5 (рис. 5.10), встановлений у нижній частині корпуса 13. З корпусом 7 нижня частина циліндра 5 з’єднується за допомогою скоби 4, а верхня — скобою 14 зі штоком 11, на якому встановлені клапани 8 і 6. В корпусі 7 є вікна 10. Допоміжний клапан 6 також має вікна 12 і виступи. В основному клапані 8 виконаний отвір 9 для виходу повітря у верхній бачок радіатора.

Внутрішня герметична порожнина циліндра 5 заповнена рідиною, яка легко випаровується (суміш із 2/3 дистильованої води і 1/3 етилового спирту).

При роботі двигуна з температурою охолоджувальної рідини нижче 70°С тиск в циліндрі 5 знижений і він стиснутий до мінімальних розмірів (рис. 5.10, а). При цьому основний клапан 8 притиснутий до корпуса 7. Рідина із сорочки охолодження 3 прохо дить крізь вікна 12 і 10 у відвідну трубку 2 і надходить до рідинно го насоса. Повітря із сорочки охолодження 3 через отвір 9 потрап ляє у верхній бачок радіатора.

При температурі охолоджувальної рідини 70...80°С рідина в циліндрі 5 починає випаровуватись, а тиск підвищується і циліндр розширюється. При цьому основний клапан 8 переміщується вверх відносно корпуса 7, а виступи допоміжного клапана 6 перекривають вікна 10 корпуса 7. Рідина із сорочки охолодження 3 одночасно надходить в патрубок 1 і відвідну трубку 2.

Максимальних розмірів циліндр 5 досягає при температурі охолоджувальної рідини 85...95°С (рис. 5.10, б). При цьому основний клапан 8 повністю відкритий, а виступи допоміжного клапана 6 повністю перекривають вікна 10 корпуса 7. Вся рідина із сорочки охолодження 3 переходить в радіатор.

Термостати рідинного типу мають обмежений термін роботи через утворення мікроскопічних тріщин в стінках циліндра, що призводить до порушення його герметичності.

Слідкуючим пристроєм термостата із твердим наповнювачем є балон 16 (рис. 5.11), всередині якого вмонтовані гумова вставка 14, шток 12, прокладка 8 і головка вставки 11. Простір між гумовою вставкою 14 і внутрішньою стінкою балона 16 заповнений спеціаль- ним наповнювачем 15. Наповнювач являє собою суміш церезину (нафтовий кристалічний віск) з алюмінієвим або мідним порошком. Така суміш при підвищенні температури понад 69°С плавиться і значно збільшується за обсягом.

Балон 16 встановлений між верхнім 10 і нижнім 5 стояками корпуса 13. До верхнього стояка 10 балон кріпиться за допомогою штока 12 і гайки 9. В центральному отворі нижнього стояка 5 балон може вільно переміщатися. До верхньої частини його прикріплений основний клапан 7, між ним і нижнім стояком 5 корпусу 13 встановлено пружину 6. В нижній частині балона є шток, на якому за допомогою гайки 18 закріплений допоміжний клапан 4, що може вільно переміщатися відносно штока балона. Між балоном 16 і клапаном 4 встановлена пружина 17.

При роботі двигуна з температурою охолоджувальної рідини нижче 70°С об’єм наповнювача 15 мінімальний. Пружина 6 притискує основний клапан 7 до корпуса 13. При цьому шток балона 16 займає таке положення, що утворюється зазор між допоміжним клапаном 4 і корпусом відвідної трубки 3. Охолоджувальна рідина із системи охолодження 2 поступає у відвідну трубку 3 (рис. 5.11, а).

При прогріванні охолоджувальної рідини до температури 70...80°С наповнювач починає плавитись і його об’єм збільшується. Він тисне на вставку 14, це зусилля передається на шток 12. Оскільки шток закріплений на верхньому стояку 10 корпуса, то він не може переміщатися. Під дією зусилля наповнювача балон 16 переміщається вниз відносно штока 12, стискуючи пружину 6. Основний клапан 7 відходить від корпуса 13, допоміжний клапан 4 переміщується до відвідної трубки 3. Рідина із системи охолодження 2 одночасно надходить в патрубок 1 і відвідну трубку 3.

Коли температура охолоджувальної рідини становитиме 90...95°С, зазор між основним клапаном 7 і корпусом 13 буде максимальним, а між допоміжним клапаном 4 і відвідною трубкою 3 — відсутній. Вся рідина із системи охолодження направляється в радіатор.

Пружина 17 забезпечує переміщення балона 16 вниз при упорі допоміжного клапана 4 у відвідну трубку 3 і подальшому розширенні наповнювача.

Пружина 6 повертає термостат в початкове положення при зниженні температури охолоджувальної рідини нижче 70°С.

Дистанційними термометрами вимірюють температуру охолодної рідини. Вони бувають з рідинним наповнювачем і електричні.

Термометр з рідинним наповнювачем складається із датчика 1, (рис. 5.12), трубки 2 і вимірювача з циферблатом, на якому нанесено градуйовану шкалу.

Датчик являє собою циліндр з напівсферичним дном. Корпус датчика встановлюється в спеціальний отвір верхнього бачка радіатора або верхнього патрубка бачка і кріпиться до них гайкою 3. Ззовні датчик омивається охолодною рідиною.

Вимірювач встановлюється на щитку приладів в кабіні трактора. Він має трубчасту пружину, вигнуту у формі півкільця або підкови. Один кінець пружини закріплений нерухомо відносно корпуса, а інший за допомогою передаточного механізму з’єднаний зі стрілкою.

Датчик 1 із трубчастою пружиною 4 з’єднаний капілярною трубкою 2. Від механічних пошкоджень трубка захищається обо- лонкою і металевим обплетенням. Циліндр датчика, трубка і трубчаста пружина заповнені хлорметилом.

При нагріванні охолоджувальної рідини хлорметил випаровується, тиск в трубчастій пружині підвищується і рухомий кінець пружини вигинається і переміщається відносно корпуса. Стрілка відхиляється від нульового положення на необхідну величину.

На двигунах встановлені циферблати вимірювачів, шкала яких починається не з нульової відмітки, а з 40°С.

Дистанційний електричний термометр складається з датчика і покажчика, підключених до електричної схеми, яка, крім них, має опір 10 (рис. 5.13), вимикач запалювання 2 і акумуляторну батарею 1.

Корпус 8 датчика (ікручується в отвір трубопроводу подачі рідини до термостатів або у верхній бачок радіатора. До корпуса 8 припаяно латунну гільзу 7, всередині якої встановлено біметалеву рухому 6 і нерухому 3 пластини, остання з’єднана з гільзою 7 (масою двигуна або мінусовою клемою акумуляторної батареї 1). Рухома пластина 6 ізольована від гільзи, на ній — обмотка 5, один кінець якої з’єднаний з контактом 4 рухомої пластини 6, а другий за допомогою клеми 9 — з плюсовою клемою акумуляторної батареї.

В корпусі 14 покажчика встановлено біметалеву пластину 12, один кінець її закріплений нерухомо відносно корпуса 14, а другий через тягу з’єднується зі стрілкою 13. На пластині є обмотка 11, яка з’єднана ізольованими затискачами з відповідними клемами акумуляторної батареї.

При включенні електричної схеми вимикачем 2 струм проходить від плюсової клеми акумуляторної батареї через обмотку 11 покажчика, обмотку 5 датчика, контакт 4 і пластину 3 до мінусової клеми акумуляторної батареї. При проходженні струму через біметалеву пластину 6 вона нагрівається, вигинається і контакт між пластинами 6 і 3 зникає, відповідно зникає і струм в електричній схемі. При остиганні пластини 6, контакт 4 знову притискується до пластини З, вібруючи з певного частотою, і електрична схема починає діяти.

Коли рідина в системі холодна, то пластина 6 нагрівається лише під дією струму. Нагрівання її при цьому незначне. Контакт 4 притискується до пластини 3 на більший відрізок часу. Це забезпечує проходження струму більшої напруги по обмотці 11. Біметалева пластина 12 нагрівається сильніше, вигинається і стрілка 13 відхиляється у бік менших значень температури (на рис. наведено пунктирною лінією).

При прогріванні рідини біметалева пластина б нагрівається під дією струму і охолоджувальної рідини. Частота вібрації контакту збільшується, а час замикання пластин 6 і 3 зменшується. Через обмотку 11 проходить струм меншої напруги. Біметалева пластина 12 остигає, її вигин зменшується і стрілка 13 відхиляється до вищих значень температури.

2. Технічне обслуговування системи охолодження

Технічне обслуговування системи охолодження складається з таких основних робіт:

- заповнення системи охолоджувальною рідиною; перевірка герметичності вузлів рідинної системи;

- перевірка щільності прилягання кожуха і дефлекторів повітряної системи;

- перевірка роботоздатності шторок, жалюзі, пароповітряного клапана, термостата, сальникового ущільнення рідинного насоса;

- очищення захисної сітки радіатора або вентилятора;

- очищення осердя радіатора або ребристих поверхонь циліндра і головки циліндра;

- перевірка і регулювання натягу пасів вентилятора (рис.5.14);

- мащення підшипників вентилятора і рідинного насоса;

- промивання системи рідинного охолодження.

Щоденно потрібно очищати радіатор від пилу, бруду, рослинних залишків, оглядати герметичність вузлів, з’єднань системи, стан і роботу шторок або жалюзі (зимою) і, при необхідності, усувати підтікання і несправності. Перевіряти рівень охолоджувальної рідини в радіаторі.

Періодично, при ТО-1 через 250 мотогодин роботи необхідно змащувати підшипники рідинного насоса на тих дизелях, де не передбачене примусове їх мащення; перевіряти натяг паса вентилятора.

При ТО-3 (1000 мотогодин роботи) необхідно промивати систему охолодження спеціальним розчином для видалення накипу.

При сезонному технічному обслуговуванні необхідно:

1) при підготовці до зимової експлуатації:

- в систему залити антифриз або тосол;

- увімкнути індивідуальний підігрівач;

- встановити утеплювальні чохли;

- перевірити стан і роботу термостата та дистанційного термометра;

2) при підготовці до літньої експлуатації:

- зняти утеплювальні чохли;

- вимкнути індивідуальний підігрівам;

- промити систему і перевірити охолодну можливість радіатора.

Перед початком роботи двигуна необхідно перевірити рівень

рідини в системі охолодження. Рівень її в радіаторі повинен бути нижче верхньої кромки заливної горловини на 60...80 мм. У разі необхідності, наприклад, при перегріванні двигуна, рідину доливають. При перевірці рівня рідини в радіаторі після перегрівання двигуна необхідно бути обережним, захищати обличчя і руки від опіків парою і гарячою рідиною. Тому кришку радіатора перед зніманням необхідно накрити шматком полотна і вдягти захисні рукавиці.

У систему охолодження доливають лише м’яку воду або вже використану в системі. Для зменшення накипу воду міняють як можна рідше, використовуючи чисте відро, щоб в систему не потрапили масло або дизельне паливо, які, осідаючи на стінках сорочки охолодження, зменшують її теплопровідність.

Натяг паса вентилятора і насоса контролюють за допомогою пристроїв КИ-13918, КИ-8920 за величиною прогину паса між шківами (див. рис. 5.14).

Контрольні питання і завдання

1. Будова і робота системи охолодження. Назвіть основні частини системи рідинного охолодження двигуна.

2. Назвіть прилади та вузли системи охолодження?

3. В чому полягає технічний догляд за системою охолодження?

4. Які значення температури води вважаються нормальними для систем охолодження двигунів? Наведіть приклади.

5. Яке призначення термостата?

6. З якою метою в кришці заливної горловини радіатора вмонтований пароповітряний клапан?

7. Як перевірити і відрегулювати натяг ременя вентилятора?

8. Як видалити накип із системи охолодження?

9. Як перевірити роботу термостата і дистанційного термометра?

10. Назвіть причину перегрівання води у системі рідинного охолодження?

11. Яка несправність пароповітряного клапана призводить до швидкого зниження рівня води у системі охолодження?

12. Для чого потрібні отвори у диску крильчатки водяного насоса?

13. Яку охолоджувальну рідину заливають у систему охолодження і у які двигуни? Наведіть приклади.

14. Які способи регулювання теплового стану двигуна ви знаєте?

15. Які переобладнання необхідні, щоб запобігти переохолодженню двигуна?