![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216665.jpg)
27.1/ Диаграмма распределения энергии сгоревшего топлива в дизеле
Состав системы
В состав системы охлаждения входят радиатор, вентилятор, насос охлаждающей жидкости, маслоохладитель, холодильник турбокомпрессора, соединительные трубы и шланги (Рисунок. 27.2). Конкретный состав системы и параметры ее компонентов выбираются изготовителями дизеля и определяется его мощностью и назначением. Как правило, узлы системы охлаждения должны удовлетворять следующим требованиям.
1. Температура охлаждающей жидкости в верхней части радиатора не должна превышать 93°С.
2. Мощность, потребляемая вентилятором, не должна превышать 6% мощности дизеля.
3. С целью уменьшения шумов линейная скорость лопасти вентилятора (по наружному радиусу) не должна превышать 6000 м/мин.
4. Расход воздуха (производительность) не должна превышать 750 л/с.
5. Площадь радиатора должна быть как можно меньшей.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216666.jpg)
27.2. Система охлаждения дизеля: 1. Турбокомпрессор; 2. Холодильник турбокомпрессора; 3. Регуляторы температуры; 4. Выпускной патрубок терморегулятора, соединенный с верхним патрубком радиатора; 5. Радиатор; 6. Перепускная труба; 7. Впускной патрубок насоса охлаждающей жидкости, соединенный с нижним патрубком радиатора; 8. Насос охлаждающей жидкости; 9. Впускной патрубок маслоохладителя; 10. Магистраль, соединяющая с холодильником турбокомпрессора; 11. Маслоохладитель; 12. Выпускной патрубок маслоохладителя
Радиаторы системы охлаждения
На дизелях устанавливаются радиаторы с вертикальным или горизонтальным потоком жидкости. Радиаторы последнего типа широко применяются на современных дизелях.
Типовые конструкции радиаторов показаны на рисунке 27.3.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216667.jpg)
27.3. Типовые конструкции радиаторов: 1. Круглые трубки; 2. Плоские трубки, расположенные в линию; 3. Плоские трубки, расположенные в шахматном порядке
Плотность расположения трубок радиатора обычно составляет 1,2-1,5 на 1 кв. см. Если требуется повысить теплоотдачу, то трубки располагают чаще, однако это приводит к ускоренному засорению межреберных пространств грязью, насекомыми и т.д. Кроме того, частое расположение ребер не эффективно, так как приводит к повышению мощности обдува.
Теплоотдача радиатора (мощность, отводимая с единицы площади) определяется мощностью двигателя и скоростью движения автомобиля. В среднем на 1 л.с. мощности двигателя требуется 19-25 кв. см. площади, а расход воздуха на обдув составляет 470-755 л/с.
Для улучшения условий обдува радиатора и двигателя устанавливаются кожухи вентиляторов различной конструкции. Зазор между лопастями вентилятора и обечайкой кожуха не должен превышать 1,5% от диаметра лопасти. Радиатор снабжается сливным отверстием и заливной горловиной. На некоторых радиаторах в верхний резервуар вставляется разделительная перегородка для снижения аэрации жидкости.
Проверка и испытания радиатора
Радиатор проверяется визуально, устанавливаются места течи по образованию налета белого цвета, или цвета ржавчины. Если течь не обнаруживается, но уровень жидкости падает, то целесообразно осмотреть и проверить всю систему охлаждения. Наиболее просто это можно сделать методом опрессовки, использовав насос и манометр (Рисунок. 27.4). В системе создается давление, которое на 10% выше нормального рабочего давления (более высокое давление приводит к деформации трубок радиатора) и по падению давления и появлению жидкости устанавливается место течи.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216668.jpg)
27.4. Насос и манометр для проверки герметичности системы охлаждения
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216669.jpg)
27.5. Поток воздуха через радиатор
Промывка системы охлаждения мощных дизелей
Для очистки системы используются щелочные очистители и очистители на основе кислоты с замедляющими добавками (ингибиторами). Щелочные очистители эффективно удаляют кремнистую накипь и густые отложения, тогда как кислотные - ржавчину и углеродистую накипь.
Процесс очистки должен включать в себя три этапа: очистка щелочным очистителем, повторная очистка кислотным очистителем и промывка системы нейтральной жидкостью. При применении очистителей следует руководствоваться только инструкцией по применению этих жидкостей.
Для очистки системы охлаждения выполните следующее.
- 1. Удалите отработанную жидкость и промойте систему охлаждения.
- 2. Снимите термостат.
- 3. Пережмите перепускной шланг (Рисунок. 27.6).
- 4. Залейте в систему охлаждения щелочной очиститель, прогрейте двигатель за время, указанное в инструкции.
- 5. После остывания двигателя слейте щелочной очиститель и промойте систему чистой водой. Залейте кислотный очиститель.
- 6. Слейте кислотный очиститель и промойте систему чистой водой, после чего промойте систему нейтрализующим раствором.
- 7. Заправьте систему антифризом.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216670.jpg)
27.6. Схема патрубков системы охлаждения: 1. Вентиляционный шланг; 2. Патрубок подвода жидкости к радиатору; 3. Пробка заливной горловины; 4. Верхний резервуар радиатора; 5. Нижний резервуар радиатора; 6. Сливной патрубок радиатора; 7. Обратный трубопровод; 8. Перепускной канал
Пробка заливной горловины радиатора
Пробка радиатора обеспечивает поддержание заданного давления в системе охлаждения и уровня жидкости при остывании дизеля. Когда давление в системе становится нарастает давления пружины, жидкость перетекает через дренажную трубку.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216671.jpg)
27.7. Пробка заливной горловины радиатора: 1. Горловина радиатора; 2. Дренажная трубка; 3. Вакуумный клапан; 4. Предохранительный клапан
Если пружина предохранительного клапана теряет упругость, или выходит из строя уплотнение, то точка кипения жидкости понижается, так как понижается давление в системе. Точка кипения повышается на 1,66°С на каждые 7 кПа. повышения давления выше атмосферного. Давление в системе охлаждения в среднем составляет 172 кПа. Это обстоятельство расширяет рабочий температурный диапазон дизеля до 140°С. Точка кипения повышается с ростом концентрации антифриза в системе охлаждения. Например, при 40%-концентрации антифриза точка кипения жидкости 109°С. Если давление срабатывания клапан пробки 172 кПа, то точка кипения достигнет 147,7°С.
Пробка проверяется специальным тестером. Давление срабатывания клапана пробки не должно отклоняться от нормативного больше чем на 7 кПа.
Вентиляторы системы охлаждения и устройства автоматического регулирования скорости вращения вентилятора
Вентилятор предназначен для обдува радиатора и направления потока воздуха на двигатель. На быстроходных автомобилях устанавливаются отсасывающие вентиляторы, так как поток воздуха при движении автомобиля способствует охлаждению радиатора. Основным нагруженным элементом вентилятора является крыльчатка. На современных автомобилях используются пластмассовые крыльчатки, с целью снижения веса вентилятора.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216672.jpg)
27.8. Вентилятор обдува радиатора
Устройства автоматического регулирования скорости вращения вентилятора обеспечивают регулировку его оборотов при различных тепловых режимах двигателя (например, для быстрого прогрева двигателя вентилятор целесообразно отключить). Эти устройства повышают срок службы ремня привода и других быстро изнашивающихся деталей. Наиболее широкое применение на современных мощных дизелях получили вязкостные муфты. Это цельный автономный агрегат, который не требует подвода электричества, газа или жидкости (Рисунок. 27.9).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216673.jpg)
27.9. Вязкостная муфта привод вала вентилятора: 1. Рабочая область; 2. Ребристый кожух; 3. Привалочная плоскость для крепления к двигателю; 4. Подшипник; 5. Привалочная плоскость для крепления крыльчатки; 6. Диск привода; 7. Ребристая передняя крышка; 8. Пружина клапана; 9. Поршень; 10. Биметаллическая пластинка; 11. Пластина сепаратора; 12. Жидкостная камера; 13. Обратный канал; 14. Канал; 15. Пружина; 16. Перегородка
Помимо вязкостной муфты используются также и другие системы привода вала вентилятора (Рисунок. 27.10). Эти системы могут быть объединены с жалюзи радиатора (Рисунок. 27.11).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216674.jpg)
27.10. Муфта сцепления вентилятора фирмы Horton: 1. Замок зажигания; 2. Термопереключатель; 3. Подача воздуха; 4. Соленоид; 5. Муфта
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216675.jpg)
27.11. Ступица вала вентилятора: 1. Цапфа вентилятора и кронштейн; 2. Старая конструкция; 3. Новая конструкция; 4. Сальник; 5. Ступица (шкив); 6. Маслоотражатель; 7. В новой конструкции добавлена фаска; 8. Пакет регулировочных шайб; 9. Шайба; 10. Колпак ступицы; 11. Болт; 12. Пакет регулировочных шайб; 13. Шайбы
Система жалюзи радиатора
Жалюзи предназначены для регулирования потока воздуха через радиатор и стабилизации температуры дизеля (Рисунок. 27.12). В открытом состоянии жалюзи удерживаются пружиной, а закрываются с помощью гидроцилиндра. Привод срабатывает от термостата, который представляет собой термочувствительный клапан.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216676.jpg)
27.12. Система жалюзи радиатора: 1. Жалюзи; 2. Гидроцилиндр привода; 3. От питательного бачка; 4. Воздушный фильтр; 5. Разветвитель охлаждающей жидкости; 5. Термостат привода жалюзи; 7. Ось; 8. Радиатор
Термостат системы охлаждения
Термостат введен в контур системы охлаждения между головкой цилиндров и верхним патрубком радиатора. Обычно термостат крепится к разветвителю охлаждающей жидкости или к головке цилиндров.
На мощных дизелях устанавливаются два или даже четыре термостата. Шток перекрывающего клапан термостата соединен с расширяющимся рабочим телом (восковым или углеводородным). Применяются термостаты полностью перекрывающие поток жидкости, или частично перекрывающие. В термостате первого типа поток жидкости на радиатор полностью блокируется и жидкость циркулирует в контуре блок цилиндров - головка цилиндров - термостат - насос охлаждающей жидкости. По мере прогрева двигателя клапан термостата приоткрывается и жидкость начинает поступать в радиатор.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216677.jpg)
27.13. Термостат с углеводородным рабочим телом: 1. От головки цилиндров; 2. Перепускной канал; 3. К насосу охлаждающей жидкости; 4. Состояние термостата на холодном двигателе; 5. Уплотнение; 6. Состояние термостата на прогретом двигателе; 7. Пружина; 8. К радиатору; 9. Вход жидкости
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216678.jpg)
27.14. Термостат с восковым рабочим телом: 1. Поршень (нержавеющая сталь); 2. Крышка (латунь); 3. Сильфон; 4. Рабочее тело; 5. Корпус; 6. Состояние термостата на холодном двигателе (воск твердый); 7. Состояние термостата на прогретом двигателе (воск плавится и расширяется)
Проверка термостата
Проверьте наличие деформации поршня и штока термостата. Проверьте температуру полного открывания клапана (рабочая температура термостата в градусах по Фаренгейту указана на корпусе трехзначными числами). Шток поршня должен выдвинуться полностью при температуре на 8°С превышающей рабочую температуру.
Внимание! Если имеются подозрения, что ненормальная работа системы охлаждения связана с неисправностью термостата, то термостат не очищайте до его проверки.
Для проверки температуры открывания погрузите термостат в сосуд с водой (проследите, чтобы термостат не касался стенок) и нагрейте воду до открывания клапана. Достаньте термостат и проложите между клапаном и седлом достаточно длинную бумажную полоску. Охладите воду до температуры ниже температуры полного открывания. Снова погрузите термостат в воду, держа его за бумажную полоску. Постепенно нагрейте воду и по отпусканию полоски определите температуру открывания. Если клапан термостата не откроется при повышении температуры выше рабочей, то очистите термостат и повторите проверку. Если клапан откроется выше или ниже ожидаемой температуры, то его следует заменить. Если клапан начнет открываться при ожидаемой температуре, то проверьте при какой температуре он будет открыт полностью. Если термостат не открывается полностью, или не закрывается, то его следует заменить.
Проверка попадания топлива в систему охлаждения
Прогрейте двигатель до 82°С, затем слейте жидкость до уровня, чтобы можно было отсоединить от радиатора верхний шланг и термостат, снимите термостат, шланг и ремни привода.
Залейте жидкость до горловины корпуса термостата, запустите двигатель и, наблюдая за уровнем жидкости, 5-6 раз нажмите на педаль акселератора. Повышение уровня жидкости, или появление пузырьков укажут на то, что в систему охлаждения попадает топливо, или отработавшие газы (проверку следует выполнить как можно быстрее, чтобы исключить появление пузырьков из-за кипения).
Насос охлаждающей жидкости
Устройство насоса системы охлаждения с приводом от шестерен показано на рисунке 27.15.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216679.jpg)
27.15. Насос охлаждающей жидкости: 1, 3. Втулка; 2. Ведущая шестерня привода; 4. 11. Вход жидкости; 5. Стопорные кольца; 6. Крыльчатка; 7, 15. Сальник; 8. Кольцо; 9. Выход жидкости; 10, 12. Сальник; 13. Упорный подшипник; 14. Передняя крышка; 16. Вал; 17. Область низкого давления; 18. Корпус; 19. Выход; 20. Вход
В системе охлаждения применяются центробежные насосы, в которых жидкость разгоняется лопастями крыльчатки от центра к периферии. Производительность насосов охлаждающей жидкости составляет 37-1130 л/мин.
Причины выхода из строя насосов системы охлаждения
Основной причиной неисправности насоса системы охлаждения (потеря производительности, утечка жидкости из под уплотнений и сальников) является износ подшипников вала и увеличение зазора между крыльчаткой и корпусом. Кроме того, насос выходит из строя из-за нарастания накипи на стенках корпуса (крыльчатка начинает задевать за слой накипи), ослабления посадки подшипников в корпусах и на валу, коррозия корпуса.
Разборка и сборка насоса системы охлаждения
Очистите насос и отверните гайку крепления крыльчатки. Съемником спрессуйте крыльчатку с вала. Ударным съемником удалите сальник и достаньте кольцо подшипника. Выпрессуйте вал с подшипником из корпуса со стороны крыльчатки. Удалите задний сальник. Если вал насоса в удовлетворительном состоянии, то спрессуйте с него оба подшипника.
Проверьте состояние деталей, особенно керамического сальника. При обнаружении трещин и износа (особенно на лопастях крыльчатки) замените поврежденные детали.
Сборка насоса выполняется в обратном порядке. Подшипники и сальники запрессовываются с помощью оправки. При запрессовке крыльчатки не допускается смазывать сопрягаемые поверхности вала и крыльчатки. Крыльчатка напрессовывается на вал до достижения заданного зазора между крыльчаткой и корпусом (Рисунок. 27.16).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216680.jpg)
27.16. Напрессовка крыльчатки на вал насоса и необходимые зазоры: 1. Зазор 0,381 мм; 2. Дистанционная прокладка; 3. Крыльчатка; 4. Упор; 5. Пресс
Охлаждающая жидкость
Допустимое содержание минеральных веществ в воде, пригодной для охлаждающей жидкости, указано в таблице 27.1. В качестве охлаждающей жидкости в дизелях применяется водный раствор этилен гликоля в соотношении 1:1 по объему с антикоррозионными присадками. Концентрация этилен гликоля не должна быть ниже 30%, в противном случае снижается эффективность антикоррозионных присадок.
Таблица 27.1
Качество | Миллионные доли |
Жесткость (не более) | 170 |
Хлориды (не более) | 40 |
Сульфаты (не более) | 100 |
Твердые растворенные вещества (не более) | 340 |
Особенности системы охлаждения дизелей морских судов
На дизелях морских судов применяются системы охлаждения двух типов, - с теплообменником и килевая. В обеих системах используется охлаждаемый водой выпускной коллектор (Рисунок. 27.17), а также водоохлаждаемый турбокомпрессор (Рисунок. 27.18).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216681.jpg)
27.17. Система охлаждения дизеля морского судна: 1. Выпускной коллектор; 2. Поток антифриза; 3. Подача морской воды
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216682.jpg)
27.18. Водоохлаждаемый турбокомпрессор дизеля морского судна: 1. Рубашка охлаждения турбокомпрессора
В систему охлаждения с теплообменником входят две подсистемы - собственная система охлаждения дизеля и система охлаждения морской водой. В первую подсистему входят водоохлаждаемый выпускной коллектор, насос, часть теплообменника и расширительный бачок. В состав второй подсистемы входят водяной насос и остальная часть теплообменника. Водяной насос имеет привод от двигателя (Рисунок. 27.19).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216683.jpg)
27.19. Водяной насос системы охлаждения морской водой: 1. Кулачок; 2. Болт; 3. Подшипник; 4. Болт; 5, 10. Стопорная шайба; 6, 9. Держатель; 7. Фланец; 8, 17. Сальник; 11. Шпонка; 12. Гайка; 13. Ведущая шестерня; 14. Маслоотражатель; 15. Вал; 16. Корпус; 18. Упорная пластина; 19. Прокладка; 20. Крышка; 21. Болт; 22. Крыльчатка
Система охлаждения с теплообменником показана на рисунке 27.20.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216684.jpg)
27.20. Система охлаждения с теплообменником: 1. Маслоохладитель двигателя; 2. Водоохлаждаемый выпускной коллектор; 3. Водоохлаждаемый турбокомпрессор; 4. Холодильник оконечной ступени турбокомпрессора; 5. Соединение впускного патрубка; 6. Вентиляционные патрубки; 7. Терморегулятор; 8. Вспомогательный водяной насос; 9. Соединение выпускного патрубка; 10. Водяной насос двигателя; 11. Сдвоенный фильтр; 12. Теплообменник; 13. Перепускной канал маслоохладителя или охладитель механизмов судна
Килевая система автономная, состоит из водоохлаждаемого выпускного коллектора, высокопроизводительного насоса, расширительного бачка и килевого теплообменника, укрепленного на корпусе судна (Рисунок. 27.21).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/216685.jpg)
27.21. Килевая система охлаждения судового дизеля: 1. Водоохлаждаемый турбокомпрессор; 2. Холодильник оконечной ступени турбокомпрессора; 3. Соединение впускного патрубка; 4. Вентиляционные патрубки; 5. Терморегулятор; 6. Соединение вспомогательного бачка; 7. Соединение выпускного патрубка; 8. Водяной насос двигателя; 9. Сдвоенный фильтр; 10. Килевой теплообменник; 11. Неполнопоточный фильтр; 12. Перепускной патрубок маслоохладителя; 13. Маслоохладитель; 14. Водоохлаждаемый выпускной коллектор