admin | Спецтехника

Система охлаждения дизеля СМД-66

На дизеле СМД-66 применена закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. В качестве охлаждающей жидкости используют воду или антифриз. Циркуляция воды в системе охлаждения принудительная.

Рис. Схема системы охлаждения:

1 — шторка радиаторов; 2 — масляный радиатор; 3 — водяной радиатор; 4 — крышка заливной горловины; 5 — пароотводящая трубка; 6 — трубопровод подвода воды в радиатор; 7 — вентилятор; 8 — водяной насос; 9 — термостат; 10 — трубопровод отвода воды от двигателя; 11 — трос управления шторкой радиатора; 12 — водяной канал в головке цилиндров; 13 — трубопровод отвода воды от пускового двигателя; 14 — водяная рубашка пускового двигателя; 15 — водяная полость головки цилиндров; 16 — патрубок отвода воды; 17 — отверстия для прохода воды в головки цилиндров; 18 — трубопровод отвода воды от компрессора; 19 — водяная рубашка компрессора; 20 — трубопровод подвода воды к компрессору; 21 и 23 — отверстия для подвода воды в блок-картер; 22 — кран слива воды; 24 — водораспределительный канал в блок-картере; 25 — водяная рубашка блок-картера; 26 — отверстия для прохода воды из блок-картера в головку цилиндров; 27 — водораспределительный канал в передней крышке; 28 — трубопровод подвода воды к водяному насосу; 29 — кран слива воды из радиатора; 30 — рукоятка крана.

Насос 8 (рис.) забирает воду из нижнего бачка радиатора через трубопровод 28 и по водораспределительному каналу 27 в передней крышке подает через отверстия 21 и 23 в боковые литые каналы правого и левого блоков цилиндров блок-картера. К каждой гильзе цилиндров она поступает из каналов по литым отверстиям, которые смещены от осей цилиндров, благодаря чему создается вращательное движение потока вокруг гильз, устраняющее образование застойных зон и обеспечивающее равномерное охлаждение поверхности. Кольцевой пояс в блок-картере поджимает поток к гильзе цилиндров, улучшая охлаждение наиболее нагретой верхней ее части. По сверлениям 17 вода поступает в головку цилиндров и по горизонтальному сверлению направляется к наиболее нагретым частям, находящимся в зоне перемычек между клапанами. Через сверления 26 она идет на охлаждение форсунок. Циркулирующая вода в головке цилиндров отводит теплоту от впускных и выпускных патрубков, седел клапанов и направляющих втулок. Из водяной рубашки 15 вода проходит в канал 12 и через патрубки 16 отводится в коробку термостатов 9 и дальше в верхний бачок радиатора.

Проходя по трубкам радиатора 3, вода охлаждается потоком воздуха, создаваемого вентилятором 7. Включенные в систему охлаждения термостаты ускоряют прогрев дизеля при пуске и не допускают его переохлаждения в холодное время года. При температуре воды ниже 85 °С термостаты перекрывают доступ воды в радиатор и она поступает в водяной насос, минуя радиатор. При большей температуре термостаты перекрывают канал в водяной насос и открывают доступ воды в радиатор.

В крышке 4 заливной горловины водяного радиатора смонтирован паровоздушный клапан. Он состоит из двух клапанов: парового и воздушного. Паровой клапан позволяет поддерживать в системе охлаждения избыточное давление, повышающее температуру кипения воды. Система сообщается с атмосферой для стравливания избыточного пара при повышении давления выше 0,05 МПа (0,5 кгс/см²).

Воздушный клапан предохраняет радиатор от разрушения при охлаждении дизеля, когда в результате снижения температуры и конденсации пара давление в радиаторе может оказаться ниже атмосферного. При разрежении в радиаторе, равном 0,001…0,012 МПа (0,01…0,12 кгс/см²), воздушный клапан открывается и пропускает атмосферный воздух в радиатор.

Основное преимущество закрытой системы охлаждения — уменьшение потерь воды от испарения и выкипания. При этом уменьшаются отложения накипи.

В систему охлаждения дизеля включены также системы охлаждения пускового двигателя и компрессора. В пусковой двигатель вода подводится из водяной рубашки левого блока через отверстие в задней торцевой стенке, сообщенное трубкой с водоподводящим отверстием в цилиндре пускового двигателя. Отводится вода из головки пускового двигателя по трубопроводу 13 в главный трубопровод 10. В воздушный компрессор вода подводится по трубопроводу 20 из литого канала правого блока и отводится по трубопроводу 18 во всасывающую полость водяного насоса. Вместимость системы охлаждения 48 л. [Трактор ДТ-175С. Шевчук В.П. и др. 1988 г.]

Назначение системы охлаждения и схема ее работы

Цилиндры, их головки, поршни, клапаны и другие детали дизеля, непосредственно соприкасающиеся с горячими газами, сильно нагреваются.

При чрезмерном нагревании снижается вязкость масла, смазывающего трущиеся поверхности деталей, и ухудшаются его смазочные свойства, а также происходит выгорание масла. При этом возрастают потери мощности на трение, и увеличивается износ деталей.

Перегрев может вызвать значительное расширение поршня и заклинивание его в цилиндре. Вследствие перегрева происходит коробление тарелок клапанов и обгорание фасок, а также заедание клапанов во втулках.
Чтобы избежать перегрева деталей дизеля, охлаждают гильзы и головку цилиндров. Поэтому поршни, поршневые кольца, клапаны и другие детали также охлаждаются. Однако чрезмерное охлаждение может вызвать ряд вредных явлений, ухудшающих работу дизеля.

Переохлаждение дизеля увеличивает отдачу тепла нагретыми газами холодным поверхностям головки и гильз цилиндров. Тогда в механическую работу превращается меньшая часть тепла, выделившегося при сгорании топлива в цилиндрах дизеля. Кроме того, низкая температура стенок камеры сжатия ухудшает процесс сгорания топлива. Все это снижает мощность и ухудшает экономичность дизеля.

Систему охлаждения составляют водяные рубашки блок-картера и головки цилиндров, водяной насос, радиатор, вентилятор и патрубки.

Рис. Схема системы охлаждения:

1 — вентилятор; 2 — патрубок головки цилиндров (передний); 3 — патрубок верхнего бака радиатора; 4 — горловина верхнего бака; 5 — верхний бак радиатора; 6 — шторка; 7 — нижний бак радиатора; 8 — патрубок нижнего бака; 9 — сливной краник; 10 — соединительный шланг; 11 — патрубок для подвода охлаждающей воды к водяному насосу; 12 — соединительный шланг; 13 — патрубок для подвода воды к пусковому двигателю; 14 — патрубок цилиндра пускового двигателя; 15 — патрубок головки цилиндров (задний); 16 — патрубок головки цилиндра пускового двигателя; 17 — водяной насос.

Непрерывное круговое движение воды из рубашки дизеля в радиатор, а из радиатора в рубашку называется циркуляцией. Она происходит при помощи специального водяного насоса. Такая система охлаждения называется системой с принудительной циркуляцией воды в отличие от термосифонной, где вода циркулирует за счет разности удельных весов горячей и холодной воды.

Система охлаждения с принудительной циркуляцией требует меньшего количества воды из-за большой скорости ее движения а, следовательно, и меньшей емкости системы.

Циркуляция воды происходит следующим образом. Водой заполняют всю систему охлаждения. Нагреваясь в рубашке дизеля, вода по патрубкам 2 и 3 (рис.), соединенным шлангом, поступает в верхний бак 5 радиатора, откуда по трубкам стекает в нижний бак 7.

Горячая вода, опускаясь по трубкам радиатора, охлаждается. Она отдает тепло, полученное от стенок блок-картера и головки цилиндров, трубкам радиатора и охлаждающим пластинам, которые передают тепло воздуху, просасываемому через сердцевину радиатора вентилятором 1. Благодаря этому температура протекающей через трубки радиатора горячей воды успевает за короткое время снизиться на 10—12°. Охлажденная вода поступает из нижнего бака радиатора через патрубки 8 и 11, соединенные шлангом 10, и полость в передней стенке блок-картера в центробежный насос 17, который нагнетает ее в рубашку блок-картера. Через отверстия в верхней плоскости блок-картера, совпадающие с соответствующими отверстиями в нижней плоскости головки цилиндров, вода попадает в рубашку головки. Проходя через водяную рубашку дизеля, вода вновь нагревается и поступает для охлаждения в радиатор. Направление движения воды в системе показано на рисунке стрелками.

Температура воды в системе охлаждения контролируется дистанционным термометром, датчик которого помещается в патрубке головки цилиндров, а указатель с циферблатом — на щитке контрольных приборов в кабине трактора. Температура воды должна быть в пределах 75—85°, но не выше 95°. [Трактор ДТ-54А. Гуревич А.М., Горожанкин В.И. 1968 г.]

Система охлаждения дизелей МТЗ и ЮМЗ

В рассматриваемых двигателях реализована система жидкостного охлаждения, закрытая (сообщается с окружающей средой лишь кратковременно, через клапан). Система охлаждения дизелей с пусковыми бензиновыми двигателями, общая (объединенная).

Рис. 1. Система охлаждения дизеля Д-240Л (а), схемы действия систем охлаждения Д-245 (б) и Д-65Н (в):

а) 1 — амортизатор: 2 — патрубок; 3 — нижний бак; 4 — спускной кран; 5 — шторка; 6 — ремень; 7 — радиатор системы смазки; 8 — насос системы охлаждения; 9 — шланг термостата; 10 — вентилятор; 11 — кожух; 12 — сердцевина радиатора; 13 — стойка радиатора; 14 – верхний бак; 15 — датчик термостата; 16 — пробка радиатора; 17 — указатель термометра; 18 — пароотводяшая трубка; 19 — шланг подводящий; 20 — термостат; 21 — труба; 22 и 24 патрубки; 23 — рубашка охлаждения пускового двигателя; А — канал для подвода жидкости в рубашку охлаждения блока цилиндров; Б — каналы для подвода охлаждающей жидкости к головке блока цилиндров;
б) 1 — спускной краник; 2 — шторка; 3 — радиатор; 4 — пробка радиатора; 5 — вентилятор; 6 — ремень вентилятора; 7 — термостат; 8 — насос; 9 – рубашка охлаждения головки; 10 — рубашка охлаждения блока; 11 — термостат; 12 — спускной краник в блоке;
в) 1 — нижний бак радиатора; 2 — радиатор; 3 — насос; 4 — верхний бак радиатора; 5 — заливная горловина радиатора; 6 — крыльчатка вентилятора; 7 — термостат (основной клапан открыт); 8 — указатель температуры; 9 — рубашка головки блока цилиндров; 10 — трубка; 11 — патрубок головки пускового двигателя; 12 и 13 — рубашка охлаждения пускового двигателя; 14 — патрубок цилиндра пускового двигателя; 15 — краник сливной; 16 – рубашка охлаждения блока цилиндров; 17 — сливной краник радиатора

Действует она следующим образом. Насос 8 (рис. 1) забирает охлажденную жидкость из нижнего 3 бака радиатора и нагнетает ее в рубашку охлаждения дизеля (при наличии — и пускового двигателя), вытесняя из нее в верхний бак радиатора нагретую. Перетекая по трубкам сердцевина 12 радиатора с верхнего 14 бака в нижний 3 жидкость охлаждается воздухом, который засасывается вентилятором 10. Температуру жидкости в системе контролирует с помощью термометра 17. Оптимальная рабочая температура 80…97°С. Для ручного регулирования теплового состояния дизеля предусмотрена шторка 5. В холодном двигателе термостат 20 перепускает охлажденную жидкость к насосу, исключает этим ненужное ее охлаждение в радиаторе.

Заливная горловина радиатора герметически закрыта крышкой 16 с паровым и воздушным клапанами. [Тракторы «Беларус» семейств МТЗ и ЮМЗ. Устройство, работа, техническое обслуживание. Под ред. Я. Е. Белоконя. 2003 г.]