Агрегаты жидкостной системы охлаждения двигателей

Основные агрегаты системы охлаждения двигателей: радиатор, паровоздушный клапан, жидкостный насос, вентилятор, термостат, шторки или жалюзи, термометр.

Радиатор служит для охлаждения жидкости, нагретой в рубашке охлаждения двигателя.

Устройство и работа радиаторов двигателей тракторов и автомобилей одинаковы, они отличаются лишь размерами, ёмкостью и некоторыми конструктивными особенностями. Устройство радиатора показано на рис. 42, а.

Радиатор состоит из верхнего 2 и нижнего 11 баков, сердцевины 1 и деталей крепления. Жидкость охлаждается в основном в сердцевине. В ней сплошной поток разбивается на отдельные струйки, которые текут по трубкам из верхнего бака в нижний и по пути отдают тепло воздушному потоку, создаваемому вентилятором, расположенным за радиатором. Сердцевина образована рядом овальных латунных трубок 13 (рис. 42, б).

Для увеличения поверхности охлаждения и повышения жёсткости поперёк трубок припаяны тонкие латунные пластины 14.

Верхний и нижний баки скреплены боковинами. Верхний бак 2 имеет горловину, плотно закрывающуюся крышкой 4, патрубок для подвода жидкости и пароотводную трубку.

Нижний бак 11 снабжён патрубком для отвода охлаждающей жидкости из радиатора и краником 10 или пробкой для слива жидкости из системы. Баки изготавливают из чугуна литыми или штампованными.

Спереди радиаторы закрыты облицовкой с предохранительной сеткой.

Для регулирования интенсивности обдува радиатора перед ним установлены жалюзи (рис. 42, а) или шторка.

Жалюзи состоят из набора створок 9, шарнирно закреплённых в подвижной планке 7, которая тягой 3 и системой рычагов 6 связана с размещённой в кабине рукояткой управления.

а) в)

Рис. 42. Радиатор и его детали:

а — радиатор: 1 — сердцевина радиатора; 2 — верхний бак; 3 — тяга управления жалюзи;

4 — крышка заливной горловины; 5, 8 — неподвижные планки; 6 — система рычагов; 7 — подвижная планка; 9 — створка; 10 — краник; 11 — нижний бак; 12 — масляный радиатор;

б — трубчатая сердцевина: 13 — трубки; 14 — пластины;

в — крышка горловины: 1 — пароотводная трубка; 2 — паровой клапан; 3 — пружина парового клапана; 4 — запорная пружина; 5 — корпус крышки; 6 — горловина радиатора; 7, 8 — резиновые прокладки; 9 — воздушный клапан; 10 — пружина воздушного клапана; 11 — седло воздушного клапана.

С помощью рукоятки створки могут быть полностью открыты, закрыты или поставлены в промежуточное положение.

В зависимости от степени открывания створок через радиатор проходит большее или меньшее количество воздуха.

Створки могут располагаться вертикально или горизонтально.

Шторка 18 (см. рис. 41) представляет собой полотно, один конец которого закреплён на сматывающем механизме, который передвигается по стержню, а второй неподвижно присоединён к нижней части радиатора 19. Поднимают или опускают шторку из кабины тракториста с помощью троса 20.

Паровоздушный клапан предохраняет радиатор от разрушения при повышении или понижении давления в системе охлаждения.

Он обычно помещается в крышке заливной горловины (рис. 42, в).

Принцип работы и устройство этих клапанов одинаковы на всех двигателях.

Паровоздушный клапан состоит из парового 2 и воздушного 9 клапанов, установленных в корпусе крышки 5 заливной горловины 6. Во время работы двигателя жидкость испаряется, в результате чего давление в системе охлаждения повышается. При повышении давления по сравнению с атмосферным на 0,03…0,04 МПа (0,3…0,4 кгс/см²) пружина 3 сжимается, паровой клапан приподнимается, и пар из системы охлаждения по пароотводной трубке 1 выходит в атмосферу. При этом давление в системе понижается, и клапан под действием пружины снова закрывается. Герметичность между паровым клапаном 2 и заливной горловиной 6 обеспечивается резиновой прокладкой 7.

При возникновении разрежения в радиаторе в результате конденсации паров охлаждающей жидкости в верхнем баке (во время остывания двигателя после его остановки или выпуска жидкости из радиатора) воздушный клапан 9 открывается, сжимая пружину 10, и в зазор между клапаном и седлом 11 через пароотводную трубку в радиатор поступает воздух. Это предохраняет радиатор от деформации под действием атмосферного давления. Когда давление в радиаторе становится равным атмосферному, клапан под действием пружины закрывается. Открывается воздушный клапан при разрежении 0,001…0,01 МПа (0,01… 0,1 кгс/см²). Герметичность воздушного клапана обеспечивается резиновой прокладкой 8.

На автотракторных двигателях с принудительным жидкостным охлаждением устанавливаются насосы центробежного типа, имеющие относительно большую подачу при небольших габаритных размерах.

На большинстве двигателей жидкостный насос 13 (см. рис. 41) с вентилятором 12 образуют один агрегат.

Центробежный насос представляет собой приводной валик, на котором жёстко закреплена крыльчатка с лопастями, и улиткообразный корпус с подводящим 9 и отводящим 6 патрубками. При вращении крыльчатки лопасти увлекают охлаждающую жидкость во вращательное движение и возникающая при этом центробежная сила отбрасывает жидкость от центра к периферии колеса. Поэтому у центра колеса, где подсоединён патрубок, создаётся пониженное давление, а на периферии, в улиткообразном канале корпуса, — повышенное.

Под действием этой разности давлений и возникает движение жидкости в насосе в направлении от подводящего патрубка к отводящему.

На переднем конце валика на шпонке насажена ступица, к которой болтами привернут шкив. Шкив, а следовательно, и валик с крыльчаткой, приводятся во вращение клиновидным ремнем 16 от шкива коленчатого вала двигателя.

Насос установлен на передней стенке блок-картера, вентилятор 14 осевого типа с четырьмя лопастями из листовой стали болтами прикреплен к шкиву.

Объединение водяного насоса и вентилятора в один агрегат, имеющий общий привод, упрощает конструкцию привода и снижает массу двигателя.

Термостат служит для ускорения прогрева двигателя после запуска и автоматического поддержания температуры охлаждающей жидкости в установленных пределах.

На тракторных двигателях Д-240, Д-243, 3M3−53 используются жидкостные двухклапанные термостаты, а на двигателях СМД-14БН, ЗИЛ-130 -термостаты с твёрдым наполнителем.

На рис. 43 показано устройство жидкостного термостата. Его корпус 8 состоит из двух штампованных частей, изготовленных из листовой латуни. На боковой поверхности прорезаны два боковых окна 5, а в нижней части имеется буртик для крепления термостата в патрубке, отводящем жидкость из головки цилиндров в радиатор. К днищу 7 корпуса припаян сильфон 1, несущий на себе вспомогательный клапан 6 и полый шток 9 с основным клапаном 4.

Рис. 43. Устройство и работа жидкостного термостата: а — положение клапана при малом круге циркуляции; б — положение клапана при большом круге циркуляции; 1 — сильфон; 2 — патрубок, отводящий жидкость в насос; 3 — патрубок, отводящий жидкость в радиатор; 4 — основной клапан; 5 — боковые окна; 6 — вспомогательный клапан; 7 — днище корпуса; 8 — корпус термостата; 9 — шток клапана Сильфон имеет вид круглой гармошки из тонкой латуни, он заполнен легкокипящей жидкостью — смесью воды и этилового спирта.

При температуре жидкости ниже 343 К (70° С) давление насыщенных паров жидкости в сильфоне становится низким, и он под действием упругости гофрированных стенок сжимается. При этом основной клапан полностью закрывается, а окна открываются.

Охлаждающая жидкость из головки цилиндров через боковые окна поступает в патрубок 2, отводящий жидкость в насос и далее вновь в рубашку охлаждения, минуя радиатор, вследствие чего жидкость быстро прогревается. Этот путь движения жидкости называется малым кругом циркуляции (рис. 43, а).

С повышением температуры охлаждающей жидкости более 343 К (70°С) давление термостатной жидкости в сильфоне возрастает, которая, преодолевая упругую силу стенок сильфона начинает растягивать его, открывая основной клапан и вспомогательным прикрывая боковые окна.

При этом часть жидкости идёт по малому кругу, а другая — по патрубку 3 через радиатор — по большому кругу циркуляции (рис. 43, б).

Боковые окна в термостате полностью перекрываются, когда температура охлаждающей жидкости достигнет 356 К (83 °С). При этом основной клапан полностью откроется, а вспомогательный полностью закроет боковые окна, и вся жидкость будет циркулировать по большому кругу, проходя через радиатор.

Термостат с твёрдым наполнителем размещён в алюминиевом корпусе, закрепленном на жидкостной трубе, и подсоединён к верхнему баку радиатора и жидкостному насосу при помощи шлангов. Это неразъёмная конструкция, состоящая из латунного корпуса, стойки и держателя, скреплённые между собой.

В корпусе размещены основной и перепускной клапаны, а также баллон, внутри которого установлен поршень с резиновой вставкой. Пространство между вставкой и баллоном заполнено смесью церезина с алюминиевым порошком. Основной клапан плотно прижимается к корпусу при помощи пружины.

Принцип работы термостата таков же, что и с жидкостным наполнителем.

Термометры служат для измерения температуры в системе охлаждения двигателя. Температуру жидкости контролируют парожидкостными или электрическими указателями. Датчики температуры ввинчивают в отводящие патрубки головки цилиндров и соединяют с указателем, выведенным на щиток приборов. Иногда электрический датчик температуры соединяют с сигнальной лампочкой аварийного перегрева, также выведенной на щиток приборов.

Контрольные вопросы

• 1. Для чего необходимо охлаждать двигатель?
• 2. Какие существуют системы охлаждения двигателей?
• 3. Из каких сборочных единиц и агрегатов состоит жидкостная система охлаждения?
• 4. Как работает и устроена воздушная система охлаждения?
• 5. Как работает жидкостная система охлаждения?
• 6. Как устроен радиатор, насос, термостаты с жидкостным и твёрдым наполнителями?