Паровоздушный клапан системы охлаждения

Назначение, устройство, принцип работы составных частей СОД. Работа СОД.

А) Водяные радиаторы.В машине установлены два соединенных последовательно, аналогичных по конструкции водяных радиатора, которые служат для рассеивания в окружающую среду тепла, отводи­мого охлаждающей жидкостью от деталей двигателя.

Радиаторы соединены последовательно с помощью патруб­ков 10 и шлангов и установлены в изолированном от силового отделения стеллаже крыши силового отделения совместно с масляными радиаторами.

Радиаторы в стеллаже крепятся с помощью стяжных лент, затянутых ключом усилием 5,5 кгс на плече 125мм.

Радиатор трубчато-пластинчатого типа, трехзаходный, со­стоит из сердцевины 1, коллекторов 2 (переднего) и 8 (зад­него), стойки 9. В левом радиаторе имеется заправочная гор­ловина 5, закрываемая пробкой 7 с прокладкой 6.

Трубки радиатора плоскоовальной формы, изготовлены из латуни и расположены в шесть рядов в шахматном порядке. К трубкам припаяны тонкие латунные охлаждающие пла­стины, увеличивающие поверхность охлаждения. Пакет тру­бок с припаянными охлаждающими и концевыми пластинами образует сердцевину радиаторов, к которой винтами с после­дующей припайкой крепятся коллекторы.

К передним коллекторам приварены патрубки 3 с флан­цами. К патрубку левого радиатора подсоединяется трубо­провод, подводящий охлаждающую жидкость из двигателя, а к патрубку правого радиатора — трубопровод, отводящий охлаждающую жидкость в водяной насос.

На коллекторах имеются ручки для установки и снятия радиаторов. На заднем коллекторе левого радиатора прива­рена трубка 11 для отвода пара и воздуха из радиаторов в расширительный бачок при работе системы охлаждения и для выпуска воздуха при заправке.

Левый водяной радиатор:

Сердцевина; 2 —передний коллектор; 3 — входной патрубок; 4 — патрубок заправочной горловины; 5 — горловина; 6 — прокладка; 7 — пробка; 8 — задний коллектор; 9 — стойка; 10 — патрубок; 11 — трубка.

Б) Расширительный и пополнительный бачки. Расширительный бачокслужит резервуаром для расши­ряющейся при нагревании охлаждающей жидкости, для сбо­ра и конденсации пара, отводимого от блока цилиндров и радиаторов. Вместимость бачка 5л. Он установлен в сило­вом отделении и крепится болтами к бонке, приваренной к перегородке и к угольнику на левом борту. Расположен ба­чок по высоте на одном уровне с высшей точкой головки дви­гателя, омываемой охлаждающей жидкостью.

Расширительный бачок состоит из боковин 16, перегородок 2, пароотводных патрубков 1 и 14, фланца 13, бонки 17, фланца 6, в который устанавливается паровоздуш­ный клапан 7 с прокладкой 8, фильтром 12 и пружиной 11.

К патрубку 1 подсоединяется пароотводная трубка от дви­гателя со стороны передачи, к фланцу 13 и бонке 17 подсо­единяются трубопроводы к пополнительному бачку. Через горловину 3 производятся заправка и замер уровня охлаж­дающей жидкости.

Пополнительный бачокслужит для пополнения потерь охлаждающей жидкости в системе при длительной работе. Вместимость бачка 8л. Он установлен в силовом отделении и крепится на перегородке силового отделения через резино­вые амортизаторы на уровне фундамента под двигатель.

Пополнительный бачок состоит из боковин 6, перегородок 3, заборных труб 1 и 5, патрубков 2 и 4. К па­трубкам 2 и 4 подсоединяются трубы от расширительного бачка, к заборной трубе 1 — труба к водяному насосу подо­гревателя, к заборной трубе 5 — труба к водяному насосу двигателя.

В) Паровоздушный клапан.Паровоздушный клапан (ПВК) служит для поддержания всистеме охлаждения определенного давления паров охлаж­дающей жидкости или воздуха. Он установлен в резьбовом отверстии расширительного бачка и состоит из корпуса 9, парового клапана 10, прокладки 7, сетки 6, та­релки 3, воздушного клапана 8, чашки 2, пружин 11 и 12 и стопорных колец 1 и 5.

Пружина 11парового клапана обеспечивает открытие кла­пана при избыточном давлении в системе охлаждения 2,1 ±0,1 кгс/см 2 . При повышении температуры охлаждающей жидкости клапан 10 открывается, и давление в системе уменьшается до допустимого.

При охлаждении жидкости в системе создается разреже­ние. Если разрежение в системе превысит 0,05—0,15 кгс/см 2 , то воздушный клапан 8 откроется, воздух поступит в систе­му, и разрежение в ней уменьшится до допустимого.

Расширительный бачок:

1 и 14 – патрубки пароотводные; 2 – перегородка; 3 – заправочная горловина; 4 – прокладка; 5 – пробка; 6 – фланец; 7 – паровоздушный клапан; 8 – прокладка; 9 – крышка; 10 — прокладка; 11 – пружина; 12 – фильтр; 13 – фланец патрубка; 15 и 18 – ляпы; 16 – боковины; 17 – бонка; а – отверстие для сообщения с атмосферой.

Устройство системы охлаждения двигателя

На рисунке показана жидкостная система охлаждения карбюраторного V-образного двигателя. Каждый ряд блока имеет обособленную водяную рубашку. Нагнетаемая вода водяным насосом 5 разделяется на два потока — в распределительные каналы и далее в водяную рубашку своего ряда блока, а из них — в рубашки головок цилиндров.

Рис. Система охлаждения двигателя ЗМЗ-53: а — устройство; б — сердцевина; в — жалюзи; 1 — радиатор; 2 — датчик сигнализатора перегрева жидкости; 3 — пробка радиатора; 4 — кожух; 5 — водяной насос; 6 — перепускной шланг; 7 и 12 — соответственно отводящий и подводящий шланги; 8 — термостат; 9 — датчик температуры жидкости; 10 — штуцер сливного краника; 11 — рубашка охлаждения; 13 — ремень вентилятора; 14 — сливной краник; 15 — вентилятор; 16 — жалюзи; 17 — вентилятор отопителя; 18 — отопитель кабины; 19 — пластина жалюзи; 20 — тросик

При работе системы охлаждения значительное количество жидкости подается к наиболее нагретым местам — патрубкам выпускных клапанов и гнездам искровых свечей зажигания. У карбюраторных двигателей вода из рубашек головок цилиндров предварительно проходит через водяную рубашку впускной трубы, омывает стенки и нагревает смесь, поступающую из карбюратора по внутренним каналам трубы. При этом улучшается испарение бензина.

Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя. Радиатор состоит из верхнего и нижнего баков, сердцевины и деталей крепления. Баки и сердцевина для лучшей проводимости теплоты изготовлены из латуни.

В сердцевине размещен ряд тонких пластин, сквозь которые проходит множество вертикальных трубок, припаянных к ним. Вода, поступающая через сердцевину радиатора, разветвляется на большое число мелких струек. При таком строении сердцевины вода охлаждается интенсивнее благодаря увеличению площади соприкосновения воды со стенками трубок.

Верхний и нижний баки шлангами 7 и 12 соединены с рубашкой охлаждения двигателя. В нижем баке предусмотрен краник 14 для слива воды из радиатора. Для ее спуска из водяной рубашки в нижней части блока цилиндров также имеются краники (с обеих сторон).

В систему охлаждения воду заливают через горловину верхнего бака, закрываемую пробкой 3.

К отопителю кабины 18 горячая вода поступает от водяной рубашки головки блока и отводится трубой к водяному насосу. Количество воды, поступающей к отопителю (или температура в кабине водителя), регулируется краном.

В системе жидкостного охлаждения предусмотрено двойное регулирование теплового режима двигателя — с помощью жалюзи 16 и термостата 8. Жалюзи состоят из набора пластин 19, которые шарнирно закреплены в планке. В свою очередь, планка тягой и системой рычагов связана с рукояткой управления жалюзи. Рукоятка размещена в кабине. Створки могут располагаться вертикально или горизонтально.

Водяной насос и вентилятор объединены в одном корпусе, который через уплотнительную прокладку прикреплен к площадке на передней стенке блок-картера. В корпусе 7 насоса на шариковых подшипниках установлен валик 4. На его переднем конце с помощью ступицы закреплен шкив 2. К его торцу привернута крестовина, к которой приклепана крыльчатка 1 вентилятора. При работе двигателя шкив получает вращение от коленчатого вала через ремень. Лопасти крыльчатки 1, расположенные под углом к плоскости вращения, забирают воздух от радиатора, создавая разрежение внутри кожуха вентилятора. Благодаря этому холодный воздух проходит через сердцевину радиатора, отнимая у него теплоту.

На заднем конце валика 4 жестко посажена крыльчатка 5 центробежного водяного насоса, который представляет собой диск с равномерно расположенными на нем криволинейными лопатками. При вращении крыльчатки жидкость из подводящего патрубка 8 поступает к ее центру, захватывается лопастями и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса 7 и через прилив подается в водяную рубашку двигателя.

Рис. Водяной насос и вентилятор двигателя ЗИЛ-508: 1 — крыльчатка вентилятора; 2 — шкив; 3 — подшипник; 4 — валик; 5 — крыльчатка насоса; 6 — прокладка; 7 — корпус насоса; 8 — подводящий патрубок; 9 — корпус подшипников; 10 — манжета; 11 — уплотняющая шайба; 12 — обойма сальникового уплотнения

На заднем конце валика 4 также предусмотрено сальниковое уплотнение, которое не пропускает воду из водяной рубашки двигателя. Уплотнение смонтировано в цилиндрической ступице крыльчатки и застопорено в ней пружинным кольцом. Оно состоит из текстолитовой уплотняющей шайбы 11, резиновой манжеты 10 и пружины, которая прижимает шайбу к торцу корпуса подшипников. Своими выступами шайба входит в пазы крыльчатки 5 и закрепляется обоймой 12.

На двигателе автомобиля КамАЗ вентилятор расположен отдельно от водяного насоса и приводится в действие через гидравлическую муфту. Гидромуфта (рис. а) включает в себя герметический кожух В, заполненный жидкостью. В кожухе помещены два (с поперечными лопастями) сферических сосуда Д и Г, жестко соединенные с ведущим А и ведомым Б валами соответственно.

Принцип работы гидромуфты основан на действии центробежной силы жидкости. Если быстро вращать сферический сосуд Д (насосный), заполненный рабочей жидкостью, то под действием центробежной силы жидкость скользит по криволинейной поверхности этого сосуда и попадает во второй сосуд Г (турбинный), заставляя его вращаться. Потеряв энергию при ударе, жидкость снова попадает в первый сосуд, разгоняется в нем, и процесс повторяется. Таким образом, передается вращение с ведущего вала А, соединенного с одним сосудом Д, на ведомый вал Б, соединенный жестко с другим сосудом Г. Этот принцип гидродинамической передачи используется в технике при конструировании различных механизмов.

Рис. Гидромуфта: а — принцип действия; б — устройство; 1 — крышка блока цилиндров; 2 — корпус; 3 — кожух; 4 — валик привода: 5 — шкив; 6 — ступииа вентилятора; А — ведуши вал; Б — ведомый вал; В — кожух; Г, Д — сосуды; Т — турбинное колесо; Н — насосное колесо

Гидромуфта размещена в полости, образованной передней крышкой 1 блока цилиндров и корпусом 2, соединенных винтами. Гидромуфта состоит из кожуха 3, насосного Н и турбинного Г колес, ведущего А и ведомого Б валов. Кожух соединен через ведущий вал А с коленчатым валом с помощью валика привода 4. С другой стороны кожух 3 соединен с насосным колесом и шкивом 5 привода генератора и водяного насоса. Ведомый вал Б опирается на два шариковых подшипника и соединен одним концом с турбинным колесом, а другим — со ступицей 6 вентилятора.

Вентилятор двигателя расположен соосно с коленчатым валом, передний конец которого соединен шлицевым валом с ведущим валиком 4 привода гидромуфты. Поворотом рычага включателя гидромуфты можно задать один из требуемых режимов работы вентилятора: «П» — вентилятор включен постоянно, «А» — вентилятор включается автоматически, «О» — вентилятор отключен (рабочая жидкость выпущена из кожуха). На режиме «П» допустима только кратковременная работа.

Автоматическое включение вентилятора происходит при повышении температуры охлаждающей жидкости, омывающей термосиловой датчик. При температуре охлаждающей жидкости 85 °С клапан датчика открывает масляный канал в корпусе включателя и рабочая жидкость — моторное масло — поступает в рабочую полость гидромуфты из главной магистрали смазочной системы двигателя.

Термостат служит для ускорения прогрева холодного двигателя и автоматического регулирования его теплового режима в заданных пределах. Он представляет собой клапан, регулирующий количество циркулирующей жидкости через радиатор.

На изучаемых двигателях применяют одноклапанные термостаты с твердым наполнителем — церезином (нефтяным воском). Термостат состоит из корпуса 2, внутри которого помещен медный баллон 9, заполненный активной массой 8, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Масса в баллоне плотно закрыта резиновой мембраной 7, на которой установлена направляющая втулка 6 с отверстием для резинового буфера 12. На последнем установлен шток 5, связанный рычагом 4 с клапаном. В исходном положении (на холодном двигателе) клапан плотно прижат к седлу (рис. б) корпуса 2 спиральной пружиной 1. Термостат установлен между патрубками 10 и 11, отводящими нагретую жидкость в верхний бак радиатора и водяной насос.

Рис. Термостат с поворотным (а—в) и простым (г) клапанами: а — устройство термостата с поворотным клапаном (карбюраторный двигатель ЗИЛ-508); б — клапан закрыт; в — клапан открыт; г — устройство термостата с простым клапаном (карбюраторный двигатель 3M3-53); 1 — спиральная пружина; 2 — корпус; 3 — клапан (заслонка); 4 — рычаг; 5 — шток; 6 — направляющая втулка; 7 — мембрана; 8 — активная масса; 9 — баллон; 10 и 11 — патрубки отвода жидкости в радиатор и водяной насос; 12 — резиновый буфер; 13 — клапан; 14 — пружина; 15 — седло корпуса; А — ход клапана

При температуре охлаждающей жидкости выше 75 °С активная масса Оплавится и расширяется, воздействуя через мембрану, буфер и шток 5 на рычаг 4, который, преодолевая силу пружины 1, начинает открывать клапан 3 (рис. в). Полностью клапан откроется при температуре охлаждающей жидкости 90 °С. В интервале температур 75…90 °С клапан термостата, изменяя свое положение, регулирует количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор, и тем самым поддерживает нормальный температурный режим двигателя.

На рисунке г показан термостат с простым клапаном 13 в положении, когда он открыт полностью для прохода жидкости в радиатор, т.е. когда его ход равен расстоянию А. При температуре 90 °С, когда активная масса баллона расплавлена, клапан вместе с баллоном садится вниз, преодолевая сопротивление пружины 14. По мере остывания масса в баллоне сжимается и пружина поднимает клапан вверх. При температуре 75 °С клапан 13 прижимается к седлу 15 корпуса, закрывая выход жидкости в радиатор.

Рис. Паровоздушный клапан: а — открыт паровой клапан; б — открыт воздушный клапан; 1 и 6 — соответственно паровой и воздушный клапаны; 2 и 5 — пружины парового и воздушного клапанов; 3 — пароотводная трубка; 4 — пробка (крышка) наливной горловины радиатора

Паровоздушный клапан необходим для сообщения внутренней полости радиатора с атмосферой. Он смонтирован в пробке 4 наливной горловины радиатора. Клапан состоит из парового клапана 1 и размещенного внутри него воздушного клапана 6. Паровой клапан под действием пружины 2 плотно закрывает горловину радиатора. Если температура воды в радиаторе повышается до предельного значения (для данного двигателя), то под давлением пара паровой клапан открывается и его избыток выходит наружу.

Когда при охлаждении воды и конденсации пара в радиаторе создается разрежение, открывается воздушный клапан и в радиатор поступает атмосферный воздух. Воздушный клапан закрывается под действием пружины 5, когда давление воздуха внутри радиатора уравновешивается с атмосферным. Посредством воздушного клапана вода сливается из системы охлаждения при закрытой крышке горловины. При этом трубки радиатора предохраняются от разрушения под влиянием атмосферного давления в процессе остывания двигателя.

Для контроля за температурой охлаждающей жидкости служат сигнальная лампа и дистанционный термометр. Лампа и указатель термометра помещены на щитке приборов, а их датчики могут быть в головке цилиндров, в водоотводящей трубе, впускном трубопроводе или в верхнем баке радиатора.

Паровоздушный клапан системы охлаждения

III.3. Система охлаждения

Для отвода тепла, выделяющегося при работе дизель-генератора, служит система охлаждения тепловоза закрытого типа с принудительной циркуляцией. На тепловозе имеются два самостоятельных контура охлаждения, каждый из которых имеет свой трубопровод, водяной насос, секции радиатора и мотор-вентиляторы.

Контур охлаждения дизеля предназначен для охлаждения втулок и крышей цилиндров дизеля, корпуса турбокомпрессора и выпускных коллекторов. В холодное время года охлаждающая жидкость используется для подогрева топлива, обогрева кабины машиниста, подогрева воды в баке санитарного устройства. Этот контур предусматривает как высокотемпературное, так и низкотемпературное охлаждение, причем переход на высокотемпературное охлаждение допускается при давлении в расширительном баке не менее 0,03 МПа (0,3 кгс/см2). Переход осуществляется’вручную установкой тумблера на шкафу аппаратной камеры в положение «104 «С»; при этом отключается реле, обеспечивающее снятие нагрузки дизель-генератора при температуре охлаждающей жидкости 96 ‘С.

Водяной насос дизеля (правый по ходу тепловоза) нагнетает охлаждающую жидкость в охлаждающие полости дизеля. Нагретая охлаждающая жидкость отводится от дизеля в верхний коллектор холодильника тепловоза, проходит через секции радиатора 21 (рис. 47) и из нижнего правого коллектора поступает во всасывающую полость насоса, замыкая круг циркуляции «горячего» контура.

На трубопроводе отвода охлаждающей жидкости из дизеля предусмотрены две бонки 3 для электротермометров, измеряющих температуру жидкости на выходе из дизеля, а также пять бонок 20 для датчиков-реле температуры, три из которых служат для управления холодильником тепловоза, а оставшиеся два предназначены для снятия нагрузки дизель-генератора при достижении предельных температур охлаждающей жидкости при высокотемпературном и низкотемпературном охлаждении. На этом же трубопроводе имеется штуцер 6 для манометра. Такой же штуцер есть на трубопроводе подвода охлаждающей жидкости к всасывающей полости водяного насоса; рядом с ним установлен патрубок 7 для ртутного термометра. На выходе охлаждающей жидкости из дизеля от наивысшей точки трубопровода и от верхней части коллекторов охлаждающих секций идут трубопроводы в расширительный бак. Они отводят паровоздушную смесь во время работы дизель-генератора и воздух при заправке системы, благодаря чему исключается образование в системе «пробки», которая может привести к нарушению режима охлаждения.

Трубопровод на всасывании соединен через невозвратный клапан 18 с расширительным баком, что обеспечивает подпитку контура системы охлаждения. Кроме того, столб охлаждающей жидкости от расширительного бака до полости на всасывании насоса создает подпор, улучшающий условия работы водяного насоса. От контура охлаждения дизеля предусмотрен отбор горячей воды через вентиль 26 на подогрев топлива. При открытом вентиле 23 охлаждающая жидкость подогревает воду в баке 4 санитарного устройства. От задней части дизель-генератора охлаждающая жидкость при открытом вентиле 33 поступает в отопительно-вентиля-ционный агрегат. Для выпуска охлаждающей жидкости из трубопровода отопительно-вентиляционного агрегата необходимо открыть вентиль 31 и краны 41 и 42. Кран 42 служит, кроме того, для выпуска воздуха при заправке системы. Его необходимо также открывать перед каждым пуском дизель-генератора после длительной стоянки тепловоза во избежание образования воздушной «пробки» и замерзания в холодное время года воды в трубопроводе, идущем к отопительно-вентиляционному агрегату. Так как трубопровод отопительно-вентиляционного агрегата в зимнее время может подвергаться переохлаждению, то на нем предусмотрена теплоизоляция.

Для пополнения системы охлаждающей жидкостью служит ручной водяной насос 19. Перед работой ручным насосом нужно соединить заправочную головку с емкостью, заполненной приготовленной охлаждающей жидкостью, и открыть вентили 24 и 25. После окончания заправки необходимо эти вентили перекрыть и слить охлаждающую жидкость из насоса, вывернув пробку в нижней части его корпуса. Ручным насосом пользуются в тех случаях, когда тепловоз находится далеко от мест экипировки.

Заправляют систему охлаждения через вентили 30 и 35. При этом открывают вентиль 28, соединяющий верхнюю полость расширительного бака с атмосферой. Для полного удаления охлаждающей жидкости из системы отворачивают пробки слива 13 и 14. Невозвратный клапан 18 предотвращает выброс охлаждающей жидкости в расширительный бак после остановки дизель-генератора при высокой температуре охлаждающей жидкости.

Контур охлаждения масла и наддувочного воздуха имеет свой водяной насос (левый по ходу тепловоза), который нагнетает охлаждающую жидкость в левый нижний коллектор холодильника тепловоза, поступающую оттуда по передним секциям радиатора в левый верхний коллектор. Из левого верхнего коллектора охлаждающая жидкость отводится в правый верхний коллектор, далее по левым и правым задним секциям радиатора опускается вниз, охлаждается и от нижних коллекторов подводится к охладителю масла. Охладив масло, жидкость идет на охлаждение наддувочного воздуха и к всасывающей полости водяного насоса, замыкая «холодный» контур системы охлаждения. Всасывающая полость водяного насоса этого контура также соединяется с расширительным баком через трубу с невозвратным клапаном 18. Параллельно этому клапану установлен вентиль 29, который открывают при заправке и сливе охлаждающей жидкости из системы. На трубопроводе данного контура имеются штуцера 6 для манометров и патрубки 7 для ртутных термометров.

В холодное время года при работе дизель-генератора на малых позициях контроллера машиниста наддувочный воздух бывает холоднее, чем охлаждающая его жидкость, и наблюдается обратный процесс передачи тепла от охлаждающей жидкости к наддувочному воздуху. В результате этого процесса возникает опасность переохлаждения жидкости «холодного» контура. Поэтому в системе предусмотрен вентиль 27, при открытии которого часть охлаждающей жидкости, выходящей из дизеля, попадает во всасывающую полость водяного насоса «холодного» контура, а водяной насос «горячего» контура отбирает охлаждающую жидкость из «холодного» контура после охладителя масла дизеля.

Температура охлаждающей жидкости регулируется открытием и закрытием боковых жалюзи, а также включением и отключением вентиляторов холодильника тепловоза с одновременным открытием и закрытием верхних жалюзи. Автоматическое управление правыми жалюзи и вентиляторами осуществляют датчики-реле температуры, установленные на выходе охлаждающей жидкости из дизеля, а автоматическое управление левыми жалюзи и вентиляторами — датчики-реле, установленные на выходе масла из дизеля.

Расширительный бак (рис. 48) предназначен для компенсации тепловых расширений охлаждающей жидкости, пополнения системы, создания напора на всасывании циркуляционных насосов. Он представляет собой цилиндрическую емкость объемом 0,34 м3 (340 л), разделенную перегородкой 12, установленной по центру паровоздушного клапана 11. Перегородка не доходит до верхней и нижней частей обечайки 10, что обеспечивает сообщение левой и правой частей бака между собой. Одна часть бака сообщается с контуром охлаждения дизеля, а другая — с контуром охлаждения масла и наддувочного воздуха через патрубки 17, приваренные к обечайке бака. В месте приварки патрубков обечайка усилена накладками. Бак крепится к кронштейну в крыше тепловоза с помощью двух лент 9 и четырех болтов 8.

Внутри бака установлена труба 7, которая служит для выпуска воздуха из системы при заправке и в то же время не допускает переполнения бака охлаждающей жидкостью. Объем охлаждающей жидкости в баке при полностью заправленной системе составляет 0,295,м3 (295 л). С правой стороны по ходу тепловоза к днищу бака приварены два штуцера 16 для крепления водомерного устройства 75. Эти штуцера сообщают полости бака и водомерного устройства. По водомерному устройству визуально контролируют уровень охлаждающей жидкости в баке. Для улучшения видимости уровня предусмотрен светильник, укрепленный на бонках 14. Пароотводные трубки от контуров охлаждения дизеля, масла и надду-

Рис. 48. Расширительный бак: 1 — днище; 2 — ограждение реле уровня; 3 — реле уровня; 4, 14 — бонки; 5, 6, 13, 16 — штуцера; 7 — труба;

Система охлаждения

Дня нормальной работы двигателя температура охлаждающей жид­кости должна составлять 80. 95 °С. Система охлаждения служит для отвода теплоты от нагретых деталей и поддержания нормального температурного режима работающего двигателя, что достигается искусственным охлаждением с помощью жидкости (жидкостное охлаждение) или окружающего воздуха (воздушное охлаждение).

Двигатели с жидкостным охлаждением получили наибольшее рас­пространение. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду или жидкость с низкой температурой замерзания — антифриз. В жидкостную систему охлаждения входят водяная рубашка 6 (рис. 39, а) охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор 2, водяной насос 9 и вентилятор 3, а также вспомогательные устройства: водораспределительный канал 8, термостат 4, соединительные шланг и краники слива и указатель 5 тем­пературы жидкости (термометр).

Рис. 39. Схемы систем охлаждения основного двигателя:

а — жидкостного; б — воздушного;

1 — шторка радиатора; 2 — радиатор; пускового двигателя; 3 — вентилятор; 4 — термостат; 5 — термометр; 6 — водяная рубашка; 7 — водяная рубашка; 8 — водораспределительный канал; 9 — водяной насос; 10 — сливной краник; 11 — воздухораспределительный кожух; 12 — регулятор подачи масла; 13 — зо­лотник; 14 — головка цилиндра; 15 — маслопровод; 16 — шкив привода вентиля­тора; 17 — гидродинамическая муфта; 18 — направляющий аппарат вентилятора; 19 — ротор вентилятора

При работе пускового двигателя до начала проворачивания колен­чатого вала основного двигателя происходит термосифонная циркуля­ция воды, т.е. под воздействием разности температур вода циркулирует из водяной рубашки 7 цилиндра пускового двигателя в его головку, а затем направляется в водяную рубашку 6 головки блока основного дви­гателя. Отдав теплоту головке блока цилиндров, вода по соединительно­му патрубку поступит опять в рубашку цилиндров пускового двигателя.

Во время работы основного двигателя принудительная циркуляция воды в системе охлаждения создается центробежным водяным насосом 9, который забирает воду из нижнего бака радиатора и нагнетает под давлением в водяную рубашку 6, где она охлаждает стенки цилиндров.

Из водяной рубашки блока вода направляется через отверстия и каналы в водяную рубашку головки цилиндров. По каналам потоки воды на­правляются к перемычкам клапанных гнезд, подверженным наиболь­шему нагреву. В холодном двигателе вода направляется термостатом из водяной рубашки к водяному насосу (по малому кругу), минуя радиа­тор, а в прогретом — в верхний бак радиатора (по большому кругу). Проходя из верхнего бака радиатора 2 в нижний по многочисленным трубкам, вода охлаждается. Воду охлаждает поток воздуха, создавае­мый вентилятором 3 и поступающий между трубками. Из нижнего бака радиатора вода вновь нагнетается насосом в водяную рубашку двигате­ля. На современных двигателях применяется закрытая система охлаж­дения. Она характеризуется тем, что радиатор герметично закрыт, толь­ко при повышенном или пониженном давлении он сообщается с атмо­сферой, для чего на нем установлен паровоздушный клапан.

Двигатели с воздушным охлаждением. Отвод теплоты от деталей таких двигателей происходит в результате принудительного обдува воз­духом цилиндров и их головок, для чего имеется роторный вентилятор, состоящий из ротора 19 (рис. 39, 6) с большим числом лопастей и неподвижного направляющего аппарата 18. Вращаясь с большой частотой, ротор нагоняет воздух под воздухораспределительный кожух 11. Авто­матическое регулирование теплового режима изменением частоты вра­щения ротора вентилятора введено на некоторых дизелях с жидкостным и воздушным охлаждением. С этой целью между шкивом 16 привода, вентилятора и ротором установлена гидродинамическая муфта 17 пере­менного наполнения маслом, а в головке цилиндра — регулятор 12 пода­чи масла. Гидромуфта 17 имеет два колеса с лопатками: ведущее — на­сосное (переднее по ходу двигателя) и ведомое — турбинное. Последнее жестко связано с ротором 19 и не связано с насосным колесом.

Когда двигатель не прогрет и температура головки цилиндра не­достаточна, золотник 13 не пропускает масло из смазочной системы в гидромуфту, в результате чего турбинное колесо с вентилятором не вращается. Двигатель быстро прогревается. При достижении нужной температуры прогрева чувствительный датчик регулятора 12 перемещает золотник 13 и открывает доступ масла в гидромуфту. Масло, попавшее внутрь муфты, захватывается лопатками ведущего колеса и отбра­сывается на лопатки ведомого. Это заставляет последнее вращаться вме­сте с ротором вентилятора, а у двигателей с жидкостным охлаждением -вместе с вентилятором. В кожухе гидромуфты расположены отверстия, через которые масло непрерывно сливается в картер двигателя. Чем вы­ше температура двигателя, тем большим количеством масла заполнена гидромуфта и тем с большей частотой вращается ротор вентилятора. При снижении температуры до определенного значения золотник ограничи­вает поступление масла в муфту, и вентилятор замедляет вращение.

Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей в него из водя­ной рубашки двигателя. Он состоит из верхнего и нижнего баков, сердце­вины и деталей крепления. Баки и сердцевина радиатора многих двигателей для лучшей проводимости теплоты изготовлены из латуни. В сердцевине радиатора имеется ряд тонких пластин, сквозь которые проходит множест­во плоских вертикальных трубок, припаянных к ним. Вода, проходящая через сердцевину радиатора, разветвляется на большое число трубок. При таком строении сердцевины вода охлаждается интенсивнее благодаря уве­личению площади соприкосновения воды со станками трубок. В системе жидкостного охлаждения предусмотрено двойное регулирование теплового режима двигателя: шторкой (или жалюзи) и термостатом.

Вентилятор и водяной насос. Вентилятор включает в себя шесть или четыре лопасти 10 (рис. 40) приклепанные к крестовине 9.

Рис. 40. Водяной насос и вентилятор:

а — устройство; б — привод;

1 — корпус; 2 — крыльчатка; 3 — валик; 4 — пружина; 5 — уплотнительное устройство; о — верхний патрубок; 7 — масленка; 8 — шкив; 9 — крестовина; 10 — лопасть вентилятора; 11 -генератор; 12-ремень

Последняя привернута к шкиву 8, который приводится в движение от коленча­того вала через ременную передачу.

Шкив шпонкой и гайкой жестко закреплен на валике, который сво­бодно вращается в корпусе 1 водяного насоса на шариковых подшипни­ках. С другой стороны на валике 3 жестко посажена крыльчатка 2 водя­ного насоса, которая представляет собой диск с равномерно располо­женными на нем криволинейными лопатками, направляющими воду в водяную рубашку двигателя. Водяной насос закреплен на передней стенке блока цилиндров. Между корпусом насоса и блоком установлена паронитовая прокладка. Корпус насоса имеет два патрубка: боковой соединяет полость крыльчатки водяного насоса с нижним патрубком радиатора, а верхний 6 — с корпусом термостата.

Термостат (рис. 41, а и б) необходим для автоматического регулиро­вания температуры воды. Он изготовлен из латуни. К днищу корпуса 1 термостата припаян сильфон 5, несущий на себе вспомогательный клапан 4 и полый шток 6 с основным клапаном 3. Сильфон термостата, изготов­ленный в виде цилиндрической гармошки из тонкой латуни, заполнен легко кипящей жидкостью — смесью воды и этилового спирта.

Рис 41. Термостат с жидким наполнителем (а и б): а — основной клапан закрыт; б — основной клапан открыт; 1 — корпус; 2 — отверстие; 3 — основной клапан; 4 — боковой (вспомогательный) клапан; 5 — гофрированный стакан; б — шток; 7 — коробка; А — направление потока воды в водяной напор; Б — направление потока воды в радиатор

При температуре воды ниже 70 °С давление насыщенных паров жидкости в сильфоне низкое и он сжат, основной клапан 3 полностью закрыт, а вспомогательный 4 открыт. Вода циркулирует по малому кругу (минуя радиатор). При температуре воды выше 70 °С под давлением паров стакан растягивается, а шток и клапаны выдвигаются, Через от­крывшийся основной клапан вода проходит в радиатор. При температу­ре воды выше 85 °С вспомогательный клапан полностью закрывает бо­ковые окна корпуса. Доступ воды из термостата в водяной насос по ма­лому кругу прекращается. В основном клапане сделано небольшое отверстие 2, через которое выходит воздух при заполнении системы охлаждения водой.

Главный недостаток жидкостных термостатов — чувствительность их к изменению давления в системе, что делает их работу нечеткой. Термостаты с твердым наполнителем лишены этого недостатка.

Паровоздушный клапан, с помощью которого внутренняя полость радиатора сообщается с атмосферой, смонтирован в крышке заливной горловины радиатора. Если температура воды в радиаторе повышается до предельной (для данного двигателя), то под давлением паровой кла­пан открывается и избыток пара выходит наружу. Когда при охлажде­нии воды и конденсации пара в радиаторе создается разрежение, откры­вается воздушный клапан и в радиатор входит атмосферный воздух.

Ребра на цилиндрах и головках двигателей с воздушным охлаждением предназначены для увеличения поверхности охлаждения. Они расположены так, что поток охлаждающего воздуха проходит вдоль них и отводит теплоту от всех частей двигателя.

Вентилятор подает в систему охлаждения около 30 м 3 воздуха за 1 мин. Этого количества воздуха достаточно для нормальной работы двигателя, когда температура окружающего воздуха 40 °С. Направляю­щий аппарат своими лопастями меняет направление проходящего через него воздуха против вращения ротора, что позволяет получить более высокое давление. Чтобы в вентилятор не попадали посторонние пред­меты, на направляющий аппарат надевают быстросъемную сетку.

Тепловое состояние двигателя с воздушным охлаждением регули­руют дроссельным диском, установленным под защитную сетку венти­лятора (на входе охлаждающего воздуха в вентилятор), а также включе­нием и отключением масляного радиатора переключателем, располо­женным на корпусе центрифуги.

Пусковой подогреватель. Для работы при температуре окружающей среды ниже 5 °С многие двигатели жидкостного охлаждения оборудуют пусковыми подогревателями, поскольку пуск двигателя в таких условиях затруднен. Различают подогреватели электрофакельные и жидкостные. Пусковой жидкостной подогреватель состоит из котла 11 (рис. 42), кожуха 12, поддона, топливного бака 3, электровентилятора 8, электромагнит­ного клапана 4, соединительной арматуры и пульта управления.

В камеру сгорания котла топливо (бензин низких сортов) попадает самотеком из бака 3. Поступление топлива дозируется регулировочной иглой 5 электромагнитного клапана 4. Воздух подается электровентилятором 8. Смесь воспламеняется свечой 1Q, о работе которой судят по на­калу спирали 6. Воду заливают в котел подогревателя через горловину 2.

Факел, образовавшийся в котле, подогревает полость котла, связанную с водяной рубашкой двигателя. Одновременно горячие газы направляются в кожух и подогревают масло в поддоне двигателя. Вода в системе охлаждения двигателя прогревается до температуры 60. 70 °С, а масло в поддоне двигателя — до 40. 50 °С.

Рис 42. Пусковой жидкостной подогреватель: 1 — двигатель; 2 — заливная горловина подогревателя; 3 — топливный бак; 4 — электромагнитный клапан; 5 — Регулировочная игла; 6 — контрольная спи­раль; 7 — переключатель; 8 — электровентилятор; 9 — штуцер для присоединения топливоподводящей трубки; 10 — свеча накаливания; 11 — котел; 12 — кожух поддона

Пусковой подогреватель обеспечивает надежный пуск двигателя в течение 20 минут.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные части системы жидкостного охлаждениядвигателя.

2. Какого назначение термостата?

3. Для какой цели в крышке заливной горловины радиатора смонтирован паровоздушный клапан?

4. Расскажите об устройстве и схеме действия предпускового по­догревателя.

Воздух в системе охлаждения двигателя авто: как удалить воздушную пробку

Система охлаждения двигателя автомобиля хоть и не является полностью закрытой, однако попадание воздуха в ее контуры не предусмотрено. Образование воздушной пробки в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является проблемой, которая приводит к нарушениям, результатом которых становится перегрев двигателя, недостаточная производительность печки и т.д.

Также в случае завоздушивания системы охлаждения могут быть некорректными показания датчиков температуры на панели приборов. Так или иначе, проблему нужно решать, причем своевременно.Как удалить воздушную пробку и каким образом выполняется развоздушивание системы охлаждения, рассказали эксперты.

Как выгнать воздушную пробку в системе охлаждения двигателя

Прежде чем перейти к процессу удаления воздушных пробок из системы охлаждения, начнем с основных причин, по которым они появляются.

• Первым делом, стоит упомянуть разгерметизацию в результате нарушения соединений трубок, шлангов и патрубков. Все это приводит к тому, что система подсасывает воздух через неплотности в местах соединения. Также пробки воздуха образуются тогда, когда производится, долив антифриза/тосола.
• Еще стоит выделить нарушения в работе воздушного клапана. Как известно, при нагреве антифриз в системе расширяется, давление растет, однако при остывании клапан отвечает за выравнивание давления. Если давление оказывается низким, клапан пропускает воздух снаружи. В случае если с этим клапаном возникли проблемы, в системе накапливается лишний воздух.
• Иногда уплотнители помпы перестают герметизировать систему, что приводит к подсосу воздуха. Также антифриз может течь, его объем закономерно уменьшается и накапливается избыток воздуха.

Итак, разобравшись с причинами, перейдем к последствиям и признакам того, что система охлаждения завоздушилась. Сразу отметим, последствия могут оказаться достаточно серьезными. Воздушная пробка способна нарушить циркуляцию антифриза, особенно если воздух не позволяет ОЖ пройти в радиатор. В результате мотор перегревается.

Также в салоне начинает плохо работать печка, что снижает комфорт во время использования ТС в зимний период и может нести угрозу здоровью водителя и пассажиров. Чтобы решить задачу, необходимо знать, как убрать воздух из системы охлаждения двигателя. На начальном этапе следует убедиться в том, что уровень антифриза в норме, а также сама система охлаждения герметична, то есть течи отсутствуют.

Для этого нужно осмотреть все детали из резины, шланги, патрубки, штуцеры и т.д., причем на заведенном моторе. Обнаружение течи потребует немедленного устранения. Если же течей нет, но мотор перегревается или же, наоборот, остается холодным долгое время, нужно проверить термостат.

Часто бывает так, что устройство подклинивает в открытом или закрытом положении (охлаждающая жидкость циркулирует только по малому или большому кругу). Реже причиной является то, что в области термостата образовалась воздушная пробка.

Как удалить воздушную пробку: способы

Как уже говорилось выше, наиболее верным и частым признаком воздушной пробки является холодный воздух из печки, при этом двигатель прогрет полностью. Чтобы избавиться от воздуха в системе, существует несколько доступных способов (в зависимости от типа ДВС, особенностей реализации его системы охлаждения и т.п.).

• Развоздушить систему охлаждения можно, сняв патрубки, по которым подается ОЖ для подогрева дросселя. Для этого с мотора снимается пластиковая крышка, после чего открывается свободный доступ. Обнаружив патрубки, нужно снять один из них.

Затем выкручивается крышка расширительного бачка, затем на горловину накладывается чистая тряпка, затем можно подуть в бачок. При этом не допускайте попадания ОЖ в глаза, на открытую кожу или вовнутрь! Антифризы и ТОСОЛы являются сильнейшим ядом!

Продувать бачок следует до того момента, пока из снятого патрубка не потечет антифриз. Далее снятую трубку нужно закрепить на положенном месте, при необходимости долить ОЖ и закрутить крышку бачка.

• Следующий способ несколько проще предыдущего и похож на него. Для начала следует прогреть двигатель и затем заглушить мотор. При этом крышку расширительного бачка откручивать не нужно.

Достаточно просто снять один из патрубков на дросселе и выждать, пока оттуда не потечет охлаждающая жидкость. Далее нужно плотно закрепить патрубок, затянув его хомутом. При этом важно учитывать, что вытекающий из патрубка тосол/антифриз может быть очень горячим, так что нужно соблюдать осторожность, чтобы не получить ожогов и травм.

• Последний способ развоздушивания системы охлаждения двигателя отличается своей простотой и высокой результативностью. Необходимо загнать машину на подъем так, чтобы «нос» оказался в верхней точке. Затем нужно затянуть стояночный тормоз, под задние колеса можно положить противооткатные упоры, чтобы автомобиль не скатывался.

Далее потребуется открутить пробки радиатора/расширительного бачка. Затем двигатель запускают и дают ему прогреться. Во время прогрева нужно сильно погазовать в несколько подходов, при этом контролируется уровень ОЖ в бачке и производится долив. Данную процедуру нужно продолжать до того момента, пока пузыри воздуха не исчезнут. Затем все пробки можно закрутить.

Что в итоге

Как видно, проблема завоздушивания системы охлаждения двигателя далеко не редкость, при этом двигатель может перегреваться, что ведет к его серьезному ремонту.

Важно не допускать появления воздушной пробки во время обслуживания системы охлаждения, производить регулярную диагностику системы, не допускать падения уровня ОЖ ниже минимального. Также со временем крышка расширительного бачка с установленным в ней клапаном может приходить в негодность. Это значит, что такую крышку нужно менять при первых признаках перегрева ДВС без других явных причин.

Еще во время поиска проблемы следует учесть, что воздух может скапливаться в разных местах системы, так что желательно максимально точно определить место образования воздушной пробки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.