Система охлаждения

Система охлаждения

Назначение и устройство. Система  охлаждения предназначена для отвода тепла от нагруженных деталей  и поддержания оптимального температурного режима работающего двигателя. На дизеле ЯМЗ-240Б применена жидкостная циркуляционная система охлаждения закрытого типа. Основные ее части: водяной насос 26 (рис. 36); рубашки охлаждения блока и головок цилиндров; расширительный бак 13; радиатор; вентилятор 12 с автоматически управляемой гидромуфтой 19 привода и включателем 18 гидромуфты; дистанционный термометр.

Водяной насос (рис. 37) центробежного  типа с шестеренным приводом от коленчатого  вала через промежуточную шестерню. Валик 10 насоса установлен на двух шарикоподшипниках, полость которых уплотнена манжетой 18, По концам валика размещены крыльчатка 7 и шестерня 24 привода. На уступ валика напрессована втулка 17. Между крыльчаткой и кольцом 16 корпуса расположены упорное кольцо 15, манжета 11 и пружина 14. Полированные поверхности втулки 17 и кольца 16 образуют подвижное уплотнение, препятствующее попаданию воды в полость подшипников. Резиновая манжета 11 снабжена двумя латунными обоймами, предохраняющими ее от деформации при вращении. Вода, просачивающаяся через зазор между втулкой и валиком насоса, сливается через дренажное отверстие в корпусе. Подшипники насоса смазываются разбрызгиванием из смазочной системы дизеля.

Расширительный бак предназначен для обеспечения расширения охлаждающей жидкости при нагревании и сбора выделившихся из нее воздуха и пара. В него вмонтированы коллектор 16 (см. рис. 36), пробка 15 заливной горловины и паровоздушный клапан 14. Расширительный бак установлен на двух кронштейнах радиатора с амортизаторами. Каждый амортизатор состоит из резиновой втулки, двух резиновых колец и четырех стальных шайб.

Паровоздушный клапан состоит из корпуса 6 (рис. 38) парового и воздушного клапанов и упорного кольца 10. При работе дизеля температура охлаждающей жидкости и давление в системе повышаются вследствие расширения и испарения жидкости. При избыточном давлении в расширительном баке более 0,1 МПа дары жидкости поднимают грибок 7 парового клапана и поступают в окружающую среду через зазор между грибком и упорным кольцом 10. В результате этого предотвращается разрушение системы. При остановке дизеля и остывании охлаждающей жидкости в системе создается разрежение вследствие конденсации паров и уменьшения объема жидкости. При снижении давления в расширительном баке на 0,004...0,008 МПа наружный воздух проходит через отверстия в грибке, отжимает тарелку 9 с уплот-нительным кольцом 8 воздушного клапана и через зазор между упорным кольцом 10 и штоком 1 поступает в бак. Благодаря этому радиатор не разрушается под давлением окружающей среды. Радиатор — трубчато-пластинчатый, двухрядный. Его основные части: верхний 11 (см. рис. 36) и нижний 8 баки; сердцевина 10 и две боковины (правая и левая). Сердцевина радиатора представляет собой две секции, соединенные двумя трубчатыми досками. Каждая секция состоит из плоскоовальных цельнотянутых латунных трубок, расположенных вертикально в два ряда в шахматном порядке. На трубки надеты и припаяны к ним тонкие медные пластины. Каждая боковина радиатора имеет два кронштейна: нижний для крепления радиатора к раме трактора и верхний для крепления его к дизелю. К боковинам прикреплены болтами кожух 7 вентилятора и два кронштейна, на которых установлен расширительный бак 13.

Гидросистема автоматического  управления вентилятором предназначена  для поддержания оптимального теплового  состояния дизеля. Она состоит  из гидромуфты, закрепленной на переднем торце блок-картера, включателя гидромуфты, установленного в правом водосборном коллекторе дизеля, вентилятора и трубопроводов. Схема системы и гидромуфты показана на рисунке 39.

Гидромуфта предназначена для управления вентилятором и гашения инерционных нагрузок в приводе, возникающих при резком изменении частоты вращения коленчатого вала. Она состоит из неподвижных (корпус-кронштейн 19, фланец 26, уплотнительная втулка 27, пружина 25, корпус 17 с наружными обоймами шарикоподшипников 13 и 15 и манжетой 3), ведущих (шкив 12, ступица 4, вал 14, насосное колесо 16 с кожухом 20) и ведомых (турбинное колесо 21, ступица 22, вал 8, уплотнительная втулка / с тремя уплотнительными кольцами и ступица 11) частей.

Ведущие части муфты приводятся во вращение ременным приводом от шкива  коленчатого вала. Рабочие колеса имеют различное число лопаток (насосное — 36, турбинное — 34) для  предотвращения резонансных вибраций. В ведомом валу 8 выполнены центральное и радиальные сверления для прохода масла, которое к валу поступает через торцовую уплотнительную втулку 27, установленную во фланце 26 и прижатую пружиной 25 к валу 5. Масло из рабочих полостей колес сливается через одно радиальное отверстие в кожухе 20 в полость, образованную корпусом-кронштейном 19 и корпусом 17, и далее по трубопроводу в поддон 31 дизеля. К ступице 11 прикреплена крыльчатка вентилятора.

Шкив гидромуфты соединен четырьмя клиновыми ремнями с ведущим  шкивом, установленным на носке коленчатого вала. Пятый ручей шкива гидромуфты используют для привода генератора и пневмокомпрессора. Натяжное устройство ремней привода вентилятора установлено на корпусе-кронштейне гидромуфты и представляет собой перемещающийся по направляющим с помощью винта и гайки четырехручьевой шкив.

Включатель гидромуфты золотникового  типа состоит из корпуса 40 (см. рис. 39), крышки 38, золотника 41, возвратной пружины 37, регулировочных шайб 35, гайки 34 и  термосилового датчика 33. К корпусу 40 штуцерами присоединены подводящая и отводящая масляные трубки.

Принцип действия системы охлаждения. При работе дизеля крыльчатка насоса 26 (см. рис. 36) засасывает охлаждающую  жидкость из нижнего бака 8 радиатора  и нагнетает ее в рубашки и  полости охлаждения цилиндров и  их головок. Нагнетаемая жидкость собирается в выходных коллекторах (трубах) и направляется через коллектор 16 расширительного бака в верхний бак 11 радиатора. Далее охлаждающая жидкость по трубкам сердцевины 10 радиатора возвращается в нижний бак 5, охлаждаясь потоком воздуха, создаваемым крыльчаткой 12 вентилятора.

В работе системы охлаждения можно  выделить следующие три режима.

Прогрев дизеля до 348...353К (75...80°С). В  выключателе гидромуфты золотник 41 (см. рис. 39) и шток термосилового  датчика 33 под действием возвратной пружины 37 занимает нижнее положение. Правое сверление в корпусе 40, соединенное с подводящим маслопроводом, перекрыто золотником, и масло не поступает в гидромуфту. Вследствие этого крыльчатка вентилятора не вращается, жидкость в радиаторе не охлаждается, а температура ее в системе по мере работы дизеля повышается. Паровоздушный клапан закрыт, и система изолирована от окружающей среды, что способствует уменьшению потерь охлаждающей жидкости от испарения и выкипания и позволяет увеличить скорость циркуляции без опасности кавитации жидкости. На этом режиме уровень жидкости в расширительном баке постоянен.

Поддерживание оптимального теплового  состояния дизеля (353...373К, или 80... 100°С). На этом режиме охлаждающая жидкость, увеличиваясь в объеме вследствие интенсивного нагревания, перетекает в расширительный бак, где накапливаются воздух и пар. Периодически открывается паровоздушный клапан, и пар поступает в окружающую среду. Во включателе гидромуфты шток термосилового датчика 33 (см. рис. 39) выдвигается и перемещает золотник 41 в положение, при котором сообщаются подводящая и отводящая полости в корпусе 40.

Масло подается нагнетающей секцией  масляного насоса 32 к корпусу  включателя и через каналы в золотнике  поступает к фланцу 26 гидромуфты, а затем по каналам ведомого 8 и ведущего 14 валов — на лопатки ведущего колеса 16. Под действием центробежных сил масло отбрасывается на ведомое колесо, вращая его в том же направлении, что и ведущее. Пройдя между лопатками ведомого колеса, масло снова попадает на лопатки ведущего. Таким образом, крутящий момент от одного колеса к другому передается через масляную среду.

Крутящий момент от ведомого колеса 21 передается через вал 8 и ступицу 11 крыльчатке вентилятора, создающей  при вращении воздушный поток  через радиатор. Благодаря этому температура охлаждающей жидкости поддерживается в оптимальном интервале. Проскальзывание ведомого колеса относительно ведущего вследствие разности их частот вращения увеличивается при уменьшении частоты вращения ведущего колеса и уменьшается до 2 % при ее увеличении до максимального значения холостого хода. Вследствие проскальзывания колес обеспечивается плавность разгона, а также постепенность возрастания нагрузки на вентилятор и гашения резких колебаний. Выделяемая при проскальзывании теплота отводится протекающим через муфту маслом.

3. Остановка и охлаждение дизеля. На этом режиме гидромуфта  не работает. Вентилятор при отключении  некоторое время продолжает вращаться  (ведет) за счет инерционного  момента ведущих деталей и  затем полностью останавливается, С этого момента времени через радиатор перестает протягиваться воздух, и уменьшается интенсивность охлаждения дизеля.

При остановленном двигателе температура  охлаждающей жидкости постепенно понижается до температуры окружающего воздуха. Объем охлаждающей жидкости уменьшается, а пары ее конденсируются. В системе создается разрежение, вследствие которого охлаждающая жидкость из расширительного бака засасывается в радиатор. При снижении давления в баке наружный воздух открывает паровоздушный клапан и проникает в бак, что предотвращает разрушение сборочных единиц системы.

Отличительные особенности системы  охлаждения трактора К-700. Системе охлаждения трактора К-700 характерны следующие  особенности: тепловое состояние дизеля регулируется автоматически с помощью термостатов и вручную с помощью матерчатой шторки; при работе дизеля вентилятор системы постоянно включен; в период разогрева дизеля в радиаторе нет принудительной циркуляции охлаждающей жидкости; водяной насос имеет ременный привод и ниппель для соединения с перепускной трубкой термостатов; расширительный бак —о днополостной, не имеет конденсационного контура и включен в систему последовательно; вентилятор имеет шестеренный привод и упругую муфту.

Водяной насос (рис. 40) конструктивно аналогичен насосу на тракторе К-701, отличаясь от него наличием дополнительного отверстия под ниппель 14 для перепускной трубки термостатов и ременного привода, выполненного в виде разъемного шкива. Последний состоит из ступицы 23, установленной на шпонке, боковины 24 и регулировочных прокладок 25. Прокладки и боковину крепят к ступице тремя шпильками.

Радиатор аналогичен радиатору, устанавливаемому на тракторе К-701, отличаясь от него размерами и формой баков (верхнего и нижнего), расположением выходного патрубка нижнего бака, формой кронштейнов под расширительный бак и уменьшенным диаметром кожуха вентилятора.

Вентилятор. Крутящий момент от шестерни 16 (рис..41) привода вентилятора передается на крыльчатку через вал 13 и упругую муфту 3. Шестерня 16 приводится во вращение от шестерни коленчатого вала через шестерню распределительного вала.

На носке вала 13 на шпонке 9 установлен шкив 8 и на шлицах— ст упица упругой муфты. В конструкции шкива предусмотрены два ручья под ремни привода компрессора и генератора. Упругая муфта состоит из ступицы, гладкого диска и привулкани-зированного к ним резинового элемента. Муфта предохраняет детали привода от поломок при резком изменении частоты вращения. К упорным втулкам, приваренным к диску упругой муфты, прикреплена болтами шестилопастная крыльчатка 1 вентилятора.

Система регулирования теплового  состояния дизеля. На выходе охлаждающей  жидкости из рубашек охлаждения в  коллекторах установлены термостаты, предназначенные для автоматического регулирования теплового состояния дизеля. При температуре охлаждающей жидкости в системе ниже 343К (70° С) термостаты направляют весь поток жидкости по перепускной трубе к насосу, минуя радиатор. При температуре выше 358К (85° С) вся охлаждающая жидкость проходит через радиатор. В интервале температур 343...358К (70...85° С) поток охлаждающей жидкости делится на два потока, один из которых проходит через водяной радиатор, а другой — через перепускную трубу. В системах охлаждения тракторов К-700А и К-700 имеется матерчатая шторка, используемая при пуске и прогреве холодного дизеля, а также при работе в условиях низких температур • или с малой нагрузкой для поддержания нормального теплового состояния дизеля.

Техническое обслуживание. От работы системы охлаждения в значительной степени зависят экономичность, надежность, срок службы и другие показатели дизеля. Для обеспечения нормальной ее работы проводят планово-предупредительное техническое обслуживание в следующем объеме.

При ЕТО проверяют уровень жидкости в системе, контролируют исправность  сальниковых уплотнений крыльчатки водяного насоса и гидромуфты, проверяют на слух работу гидромуфты.

При ТО-1 проверяют натяжение ремней привода водяного насоса на ЯМЗ-238НБ и гидромуфты привода вентилятора  на ЯМЗ-240Б, а также показания указателя  температуры охлаждающей жидкости на прогретом дизеле.

При ТО-2 смазывают подшипники водяного насоса дизеля ЯМЗ-238НБ. При втором ТО-2 (через 480 мото-ч) смазывают подшипники натяжного устройства привода вентилятора.

При СТО проверяют исправность  термостатов и при необходимости  очищают систему от накипи и других осадков.

Уровень охлаждающей жидкости проверяют и доводят до уровня 60 мм от верхней плоскости заливной горловины расширительного бака. При работе не допускают понижения уровня ниже 100 мм. Если уровень жидкости понизился вследствие подтеканий ее, то после устранения неисправности систему дозаправляют антифризом Тосол А-40. При отсутствии подтекания уровень жидкости повышают добавлением дистиллированной воды.

При СТО проверяют плотность  охлаждающей жидкости, которая должна быть в пределах 1,078...1,085 г/см3 при 20 °С. При необходимости повышения плотности добавляют антифриз Тосол А. Охлаждающую жидкость заменяют один раз в два года. Если в качестве охлаждающей жидкости используют воду, то во избежание загрязнения системы накипью и другими осадками ее следует заполнять мягкой водой, регулярно промывать чистой водой с помощью промывочного пистолета и возможно реже заменять воду. При первой возможности воду в системе необходимо заменить на Тосол А-40.

Состояние сальниковых уплотнений проверяют с целью повышения  срока службы ремней привода. При неисправности сальника водяного насоса охлаждающая жидкость подтекает через дренажное отверстие на корпусе насоса. При износе резиновых манжет гидромуфты вытекающее масло попадает на ручьи шкива, что ведет к преждевременному выходу из строя ремней привода.

Состояние гидромуфты привода вентилятора  проверяют на слух. При нормальной работе гидромуфты не должны прослушиваться посторонние шумы и стуки. На остановленном  дизеле вентилятор должен свободно и  бесшумно вращаться. При этом не должно быть больших радиальных и осевых свободных перемещений вала вентилятора.