Циркуляция охлаждающей жидкости дизельных двигателей

Общее устройство. Система охлаждения предназначена для принудительного отвода теплоты от наиболее нагретых деталей (гильзы, блока, головок цилиндров) и поддержания необходимого температурного режима дизеля.

В дизелях СМД-31 и СМД-23/24 применена жидкостная принудительная система охлаждения. В качестве охлаждающей жидкости используют воду или антифриз.

В системе охлаждения дизеля СМД-24 (с пусковым двигателем) частично применяется естественная (термосифонная) циркуляция охлаждающей жидкости из-за различной плотности горячей и холодной жидкости. Такая циркуляция жидкости происходит в нижней части рубашки блок-картера и водяной рубашке пускового двигателя (при работе его в режиме холостого хода).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

На рисунке 56 приведена схема системы охлаждения дизеля СМД-31. Основные сборочные единицы системы – водяной насос с вентилятором, радиатор и термостаты. Вода из нижнего бачка радиатора засасывается водяным насосом и по водоподводящим каналам блок-картера подается в водяную рубашку блока цилиндров и головок цилиндров. По каналу вода из водяной рубашки блока цилиндров подводится к водомасляному теплообменнику, а по каналу отводится в водяную рубашку передней головки цилиндров. Из головок цилиндров по трубам, соединенным между собой шлангом, вода поступает в верхний бачок радиатора. Пройдя по трубкам сердцевины радиатора, вода охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Температура воды в системе охлаждения при полной нагрузке дизеля и температуре окружающего воздуха не более 40 °С должна быть 85…100 °С. Допускается кратковременное (не более 3 мин) повышение температуры воды до 105 °С. На водяной трубе передней головки цилиндров предусмотрены две бонки с резьбовыми отверстиями под установку датчика температуры и сигнализатора аварийной температуры воды.

Для регулирования давления в системе в пробке заливной горловины 8 радиатора установлен паровоздушный клапан. Паровой клапан служит для отвода из радиатора образующихся паров воды, а воздушный – для сообщения системы с окружающей средой.

Из системы охлаждения вода сливается через краник, установленный на корпусе водомасляного теплообменника, а из водяного радиатора – через краник на нижнем бачке радиатора.

Конструкция системы охлаждения дизелей СМД-23/24 аналогична системе дизеля СМД-31, только в ней отсутствуют водомасляный теплообменник и водяной канал, а на дизеле СМД-24 еще подключена система охлаждения пускового двигателя (забор воды из нижней части рубашки блок-картера и отвод из головки пускового двигателя в водяную трубу).

Для принудительной циркуляции воды в системе охлаждения дизелей СМД-31 и СМД-23/24 служит водяной насос 72.13002.00-02, смонтированный на переднем торце блока цилиндров. Поток воздуха на радиатор нагнетается вентилятором, объединенным в один агрегат с водяным насосом. В чугунном корпусе (рис. 57) на двух шариковых подшипниках вращается валик насоса. На передний конец валика насажена ступица, которая зафиксирована от проворачивания на валу сегментной шпонкой. К ступице болтами прикреплены шкив и шестилопастный вентилятор. На дизеле СМД-31 установлен вентилятор 72.13010.01, а на СМД-23/24 – вентилятор 60-13010.11 (различие – размеры и углы наклона лопастей).

Для смазывания подшипников водяного насоса из масляного канала блок-картера по трубке 6 подается моторное масло. Резиновые манжеты предохраняют от просачивания смазки наружу.

На заднем конце валика установлена крыльчатка, уплотнение которой с корпусом обеспечивается сальником, унифицированным с сальником водяного насоса двигателей ВАЗ. Для контроля за работой сальника в корпусе насоса выполнено дренажное отверстие. Появление воды из отверстия свидетельствует об износе сальника.

Привод вентилятора и водяного насоса осуществляется двумя ремнями. Натяжение ремней регулируют натяжным роликом (рис. 58), который вращается на двух шариковых подшипниках, запрессованных на оси ролика. Между подшипниками расположено распорное кольцо. Ролик устанавливают на неподвижную ось и фиксируют стопорным кольцом. Подшипники закрыты крышками, которые прикреплены к ролику винтами. Подшипники ролика постоянно смазываются. Ролик может свободно перемещаться вдоль оси, что позволяет ему самоустанавливаться при натяжении ремней.

Для сокращения времени прогрева дизеля и поддержания оптимального температурного режима независимо от нагрузки и температуры окружающего воздуха на дизеле установлены два термостата марки ТС-107. Они размещены в общем корпусе, полость которого сообщается с водяной трубой, верхним бачком радиатора и водяным насосом.

Термостат представляет собой неразъемную конструкцию, состоящую из латунного корпуса, стойки и держателя, скрепленных между собой четырьмя усиками, которые выполнены на стойке, пропущены через пазы в корпусе и держателе, отогнуты и припаяны к держателю.

В корпусе термостата размещены два клапана (основной и перепускной) и баллон, внутри которого находятся поршень и резиновая вставка. Пространство между резиновой вставкой и баллоном заполнено специальным наполнителем, представляющим смесь церезина с алюминиевым порошком. Пружина установлена враспор и плотно прижимает основной клапан к корпусу.

После пуска дизеля, пока вода не прогреется до температуры 80 °С, основные клапаны термостатов закрыты. Вода, поступающая в корпус термостатов из водоотводящих труб головок цилиндров, минуя радиатор, по трубе направляется в насос и снова попадает в блок-картер. При температуре воды свыше 80 °С наполнитель, нагреваясь, расширяется в объеме и давит на резиновую вставку, которая, в свою очередь, сжимаясь, стремится вытолкнуть поршень. При усилии на поршень, превышающем сопротивление пружины, основной клапан перемещается вниз относительно поршня, образуя кольцевой зазор между клапаном и корпусом, и вода начинает частично циркулировать через радиатор. Когда температура воды достигает 90 °С, клапан открывается полностью и весь поток воды проходит через радиатор.

Одновременно при перемещении основного клапана перемещается вниз перепускной клапан, перекрывая канал для прохода воды к водяному насосу.

Техническое обслуживание системы охлаждения заключается в ежесменной проверке и доливке охлаждающей жидкости в радиатор, проверке и при необходимости регулировке натяжения ремней привода вентилятора через каждые 60 моточасов.

Натяжение ремней проверяют с помощью устройства КИ-8920 ГОСНИТИ в таком порядке:
– приведите устройство в исходное положение, установив кнопкой указатель нагрузки на нуль и раздвинув подвижные сегменты так, чтобы их нижние торцы находились на одной линии;
– установите устройство сегментами на проверяемый ремень в середине пролета между шкивами и нажмите на корпус-ручку, следя за показанием указателя нагрузки. При нагружении ремня сегменты проворачиваются относительно своей оси на угол, пропорциональный стреле прогиба. Как только нагрузка на ремень достигнет 40 Н (4 кгс), снимите устройство и определите прогиб ремня по шкале, нанесенной на сегментах. Если прогиб ремня не соответствует требуемому значению, отрегулируйте его натяжение.

В случае отсутствия устройства прогиб можно определить нажатием на ремень пружинным динамометром или грузом. При этом усилие должно быть приложено в середине прогиба между шкивами и также составлять 40 Н.

Помните, что при недостаточном натяжении ремни пробуксовывают и быстро изнашиваются, а дизель перегревается. Чрезмерное натяжение приводит к их вытягиванию, а также вызывает ускоренный износ подшипников водяного насоса.

Регулировать натяжение ремней привода вентилятора следует в таком порядке: – ослабьте затяжку гайки, фиксирующей положение кронштейна, и передвиньте кронштейн с натяжным роликом, отворачивая или заворачивая гайки на тяге до получения требуемого натяжения ремней; – затяните гайку. Проверьте натяжение ремней. Прогиб ремней на ветви шкив вентилятора – натяжной ролик должен быть 5…10 мм.

Проверку натяжения ремней привода вентилятора и насоса, их регулировку и замену в случае чрезмерной вытяжки или обрыва одного из них проводят одновременно. При установке новых ремней разница между их длинами должна быть не более 4 мм.

Для системы охлаждения необходимо использовать только чистую воду (кипяченую, дождевую или снеговую), из которой выделяется наименьшее количество накипи. Оседая в рубашке блока цилиндров дизеля, на стенках гильз головки цилиндров и трубках радиатора, она ухудшает работу и техническое состояние системы. Поэтому нельзя часто менять воду в системе охлаждения, а также необходимо своевременно определять и ликвидировать утечку воды. Сливать воду из системы следует в чистую емкость для повторного ее использования.

Система охлаждения должна быть заполнена полностью, для чего воду заливают до ее появления в горловине радиатора. Затем пускают дизель и дают ему поработать 3…5 мин. Это необходимо для удаления воздушных пузырей из труднодоступных полостей системы. После остановки дизеля при необходимости доливают воду в систему.

Работа дизеля с не полностью заполненной системой не допускается, так как это может привести к перегреву и, как следствие, к заклиниванию поршней.

Антифризы следует применять в холодное время года (при температуре 5 °С и ниже).

Объем заливаемого антифриза должен быть меньше заправочной емкости системы охлаждения, так как он имеет больший, чем вода, коэффициент объемного расширения.

8 случае испарения воды из антифриза (уменьшение уровня в радиаторе) в систему доливают чистую пресную воду, периодически проверяя плотность раствора, которая должна быть не ниже 1,055 г/см3.

Рекомендуемые марки антифризов – Тосол-А40 и Тосол-А65, температура замерзания которых соответственно -40 и -65 °С.

Если в систему зимой залита вода, то при кратковременных остановках нельзя допускать снижения ее температуры ниже 40 °С, а при длительных остановках нужно обязательно ее сливать. При этом необходимо следить за тем, чтобы вся вода была слита и не замерзла в сливных краниках радиатора и блок-картере, для чего следует прочистить их проволокой. После слива воды краники оставляют открытыми, а для полного удаления воды проворачивают на несколько оборотов коленчатый вал дизеля.

При нагреве охлаждающей жидкости свыше 100 °С нельзя сразу открывать пробку радиатора, так как это может привести к резкому снижению давления в системе, закипанию охлаждающей жидкости и выбросу ее из радиатора, что очень опасно для обслуживающего персонала. Сначала охлаждают дизель, переведя его на холостой ход, и только затем открывают пробку.

Если система охлаждения находится в исправном состоянии, то обеспечивается оптимальный тепловой режим, а следовательно, и нормальная работа дизеля.

При эксплуатации комбайна в системе охлаждения возникают неисправности, влекущие за собой ухудшение отвода теплоты в окружающую среду. К ним относятся: образование накипи в системе, нарушение герметичности системы по соединениям (утечка охлаждающей жидкости), износ уплотнений или поломка деталей водяного насоса и вентилятора, выход из строя указателя температуры охлаждающей жидкости и термостата. Большинство неисправностей предупреждают своевременным проведением операций ТО и применением рекомендуемых охлаждающих жидкостей.

Наиболее сложный агрегат системы охлаждения – водяной насос. Восстановление его работоспособности требует определенной квалификации и навыков.

Ниже приведена технология замены уплотнения водяного насоса 72-13002.00-02 в следующем порядке:
– отверните гайки и снимите крышку водяного насоса;
– отверните болт крепления крыльчатки;
– спрессуйте съемником крыльчатку с валиком проверьте состояние торца опорной втулки крыльчатки. В случае наличия рисок или неравномерного износа прошлифуйте торец втулки. Допускается уменьшение выступающей части втулки по высоте на 0,5 мм;
– отогните три усика на корпусе сальника и извлеките из латунного корпуса уплотнительную шайбу и манжету сальника с пружиной;
– установите в латунный корпус новую манжету сальника с пружинои и уплотнительную шайбу. Фиксирующие усики можно не загибать;
– установите крыльчатку на валик и затяните болт [момент затяжки 14…15 Н-м(1,4…1,5 кгс-м)].

В случае повреждения латунного корпуса сальника уплотнения его необходимо заменить. Для этого проведите все вышеуказанные операции по разборке водяного насоса и дополнительно извлеките из корпуса насоса латунный корпус сальника уплотнения. Новый сальник в сборе запрессуйте в корпус.

Схема циркуляции охлаждающей жидкости

Все водители используют в своих автомобилях охлаждающую жидкость, но не все задумываются: а что она там, внутри, собственно, делает? И что вообще собой представляет система охлаждения двигателя?

Что такое система охлаждения и для чего она нужна

В процессе работы ДВС вырабатывает много тепла. Температура в цилиндрах может достигать 900 градусов! Если с этим ничего не делать и агрегат никак не охлаждать, показатель зашкаливает, что может привести мотор к поломкам и выходу из строя.

Чтобы отводить тепло от работающего агрегата и охлаждать его, была придумана система охлаждения. Первоначально она была воздушной – то есть, грубо говоря, мотор охлаждался с помощью обдува. Теперь же в современных транспортных средствах используется жидкостная система охлаждения.

В нее заливается специальная жидкость – антифриз. Температура ее застывания ниже, а закипания – выше, чем у обычной воды, а также отличные теплоотводные, защитные, антикоррозионные и другие полезные свойства. Омывая работающий двигатель, ОЖ забирает у него тепло, не давая перегреваться и выходить из строя.

Основные элементы системы охлаждения

В систему циркуляции охлаждающей жидкости входят следующие элементы:

1. Радиатор. Этот элемент охлаждает антифриз, нагревшийся от мотора, возвращая ему нормальную температуру. Помимо него могут быть установлены еще масляный радиатор – для охлаждения смазывающего вещества, и радиатор для охлаждения отработанных газов.
2. Теплообменник. Используется для нагрева воздуха, устанавливается там, где выходит горячий антифриз.
3. Расширительный бачок. Через него антифриз поступает в систему. В процессе работы ОЖ может расширяться и сжиматься, бачок компенсирует изменения объема.
4. Центробежный насос, он же помпа. Именно он «гоняет» охлаждающую жидкость по системе.
5. Термостат. Поддерживает нормальную температуру в системе, регулируя поток ОЖ.
6. Датчик температуры ОЖ. Подает сигналы об изменении температуры на панель приборов и на реле включения вентилятора.
7. Вентилятор. Помогает охлаждать чрезмерно нагревшуюся жидкость.

Все эти элементы связаны с общим блоком управления. Также для их работы есть вспомогательные устройства – реле, нагреватели и т.д.

Роль охлаждающей жидкости в системе охлаждения

Как уже было сказано, основная задача системы охлаждения – отводить избыток тепла от нагретого двигателя, не давая ему перегреваться. Плохая циркуляция антифриза в двигателе может привести к его поломкам. Однако у современной системы охлаждения функций может быть больше. Среди них:

1. Нагревание воздуха. Это необходимо для нормальной работы системы отопления, а также кондиционирования и вентиляции.
2. Охлаждение моторного масла. Смазка также нагревается в процессе работы, что ухудшает ее свойства. Охлаждение помогает обеспечить равномерное и стабильное смазывание.
3. Охлаждение газов в механизме рециркуляции. Это нужно, чтобы снизить температуру горения топливной смеси.
4. Охлаждение жидкости в КПП. От температуры этой жидкости зависит функциональность коробки передач.

Плохая циркуляция охлаждающей жидкости наносит автомобилю вред в целом, поэтому все ее элементы должны функционировать нормально.

Как циркулирует ОЖ в системе охлаждения

Схема циркуляции охлаждающей жидкости состоит из большого и маленького круга. К малому относятся только рубашка охлаждения и радиатор, там требуется меньшее количество жидкости.

При холодном моторе циркуляция охлаждающей жидкости в двигателе происходит по малому кругу. Когда мотор нагревается, открывается термостат и пускает антифриз по большому кругу.

Вот как циркулирует охлаждающая жидкость в двигателе:

1. Двигатель заводится, и антифриз начинает ходить по малому кругу. Этим процессом руководит насос.
2. Проходя по цилиндрам, ОЖ нагревается от них, затем возвращается к насосу и повторяет круг.
3. Когда хладагент достигает определенной температуры, термостат перекрывает малый круг и открывает большой, по которому жидкость и направляется далее.
4. Насос закачивает жидкость в двигатель, она забирает тепло и попадает в радиатор, где охлаждается за счет окружающей среды и воздушной системы.
5. Оставленное антифризом тепло используется для обогрева салона, если включена печка.
6. Остывшая охлаждающая жидкость отправляется насосом на следующий круг.
7. Если радиатора недостаточно для охлаждения антифриза до нужной температуры, включаются вентиляторы. Отключаются они по достижении ОЖ нужной температуры.
8. Если же антифриз, наоборот, слишком остывает, то термостат закрывает большой круг и вновь пускает жидкость по малому.

Таким образом, антифриз нужен автомобилю для того, чтобы поддерживать внутри мотора нормальную рабочую температуру. Она должна быть одинаковой, постоянной и составляет в среднем 90 градусов Цельсия. Благодаря этому мотор способен выдавать хорошую скорость и экономно расходовать горючее.

Плохая циркуляция ОЖ: из-за чего бывает, чем опасна и как ее избежать

Если не циркулирует охлаждающая жидкость вообще или же плохо циркулирует, то у этого могут быть разные причины:

1. Проблемы с насосом циркуляции охлаждающей жидкости. Поломки этого агрегата приводят к тому, что он перестает закачивать антифриз в двигатель или начинает делать это хуже.
2. Забитая система. В процессе эксплуатации антифриза в системе охлаждения могут скапливаться различные отложения, осадки. Особенно, если антифриз – низкого качества. Это могут быть и примеси из самого антифриза, и частички коррозии, и частички разрушившегося в результате кавитации металла, изношенных уплотнителей и шлангов и т.д. Эти взвеси оседают везде, забивая протоки и узлы. В результате жидкость с трудом «протискивается».
3. Утечки антифриза. Течь может возникнуть по причине коррозии, трещин, разрывов в расширительном бачке, шлангах и патрубках, в других элементах системы. При постоянной течи оставшегося объема ОЖ недостаточно для того, чтобы нормально циркулировать.

Нарушения движения охлаждающей жидкости в двигателе приводят к тому, что он перегревается, антифриз – тоже. Без должного остывания агрегат уже не может нормально работать, ломается и выходит из строя.

Чтобы такого не случилось, нужно придерживаться простых правил. Во-первых, использовать только качественный антифриз. Не стоит гнаться за дешевизной, лучше купить подороже, но проверенного, надежного производителя. Здесь есть другая опасность – под видом брендовых часто встречаются подделки. Поэтому покупать нужно еще и внимательно, и только при наличии у продавца необходимых сертификатов.

Во-вторых, необходимо внимательно следить за системой. Регулярно осматривать ее на предмет утечек и других неполадок. При первых же подозрения на неисправность провести более тщательный осмотр и исправлять ситуацию – самостоятельно или обратившись в автосервис.

Заключение

От системы охлаждения двигателя зависит многое. Она, как кровеносная система человека, заботится о работоспособности мотора и «здоровья» машины в целом. Поэтому внимательное к ней отношение и тщательный подбор антифриза – это гарант исправности этой системы, а значит – корректной и бесперебойной работы двигателя.

Видео

Система охлаждения двигателя. Устройство и принцип работы