Система охлаждения трактора МТЗ-82

   Система охлаждения трактора МТЗ-82

   Введение

   На  тракторах МТЗ-82 установлен четырехцилиндровый четырехтактный дизель номинальной мощностью 59 кВт (80 л. с.) Д-240.

   В дизеле применена неразделенная  камера сгорания с объемно-пленочным смесеобразование. Одна часть впрыснутого топлива распыливается в объеме камеры сгорания, а другая — растекается по ее поверхности, образуя тонкую пленку. Первая часть топлива интенсивно перемешивается с потоком сжатого нагревшегося воздуха, активно испаряется и сгорает — происходит процесс так называемого предварительного воспламенения топлива. Камере сгорания придана шатровая форма, которая способствует созданию завихрений воздушного потока и лучшему перемешиванию топлива и воздуха. Вторая часть топлива (в виде пленки) испаряется, нагреваясь от стенки камеры сгорания и потока сжатого нагревшегося воздуха (последующее воспламенение топлива). Постепенно развивающийся процесс сгорания топлива создает условия для экономичной и, как говорят, мягкой работы дизеля, которая характеризуется плавно нарастающими нагрузками на кривошипно-шатунный механизм.

   Как и всякий дизель, двигатель Д-240 (Д-240Л) состоит из кривошипношатунного и газораспределительного механизмов и систем: смазочной, охлаждения, питания и пуска.

   Смазочная система служит для подвода смазочных материалов к трущимся деталям с целью уменьшения трения между ними, а также частичного отбора тепла.

Назначение 

     Двигатель представляет собой источник механической энергии, преобразующий химическую энергию топлива, сгорающего в его цилиндрах, вначале в тепловую энергию, а затем в механическую. Система охлаждения представляет собой совокупность устройств, обеспечивающих принудительный отвод теплоты от нагретых деталей двигателя и передающих ее окружающей среде с целью поддержания оптимального теплового состояния двигателя.

     К системе охлаждения предъявляют  следующие требования:

• предупреждение перегрева или переохлаждения двигателя на всех режимах его работы в различных рельефных и климатических условиях работы мобильных машин;
• сравнительно небольшие затраты мощности на охлаждение;
• компактность и малая масса;
• эксплуатационная надежность;
• малая материалоемкость и себестоимость.

СИСТЕМА   ОХЛАЖДЕНИЯ

   Система охлаждения дизеля (рис. 1) жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией. В систему охлаждения входят следующие основные узлы и агрегаты: водяной радиатор 2, водяной насос 6, вентилятор 8, термостат 4, термометр 5, шторка 9 и, кроме того, водоподводящий 3 и водоотводящий 7 патрубки, шланги, соединительная арматура, сливные краники и др.

   Радиатор 2 предназначен для охлаждения воды, нагревающейся в водяной рубашке дизеля. Вода, проходя через радиатор, отдает тепло обдувающему его потоку воздуха. Сердцевина радиатора состоит из четырех рядов вертикальных плоских трубок, пропущенных через ряд спаянных с ними горизонтальных пластин. Трубки и пластины сердцевины изготовлены из латуни. Концы трубок припаяны к крайним (основным) более толстым пластинам и несколько выступают над их поверхностью. Улучшению условий теплоотдачи способствует ступенчатое (коридорное) расположение трубок по глубине радиатора.

   К крайним пластинам на болтах прикреплены  верхний и нижний латунные бачки.

   Между пластинами и бачками установлены резиновые прокладки. По обеим сторонам сердцевины проходят стойки, соединяющие бачки радиатора. К задней стенке верхнего бачка присоединен водоподводящий патрубок 3. На верхней части бачка расположена заливная горловина, закрытая пробкой 1 с паровоздушным клапаном. К задней стенке нижнего бачка присоединены водоотводящий патрубок 7 и сливной краник 10.

   Крепление радиатора на тракторе эластичное: к переднему брусу при помощи опоры с резиновыми амортизаторами, а в верхней части — растяжками к головке блока цилиндров.

   Вентилятор 8 создает интенсивный воздушный поток, обдувающий сердцевины масляного и водяного радиаторов и охлаждающий наружные поверхности дизеля. Вентилятор смонтирован в одном узле с водяным насосом и расположен на его валу. Вентилятор присоединен шестью болтами к шкиву 5 (рис. 2) насоса, а весь узел (вентилятор —водяной насос) прикреплен болтами к верхней части передней стенки блока цилиндров. С задней стороны к стойкам водяного радиатора крепится кожух вентилятора. Кожух улучшает работу вентилятора, предохраняет лопасти вентилятора от попадания посторонних предметов и направляет поток воздуха на дизель.

Водяной насос (рис. 2) центробежного типа. Он предназначен для создания активной циркуляции воды в системе охлаждения и за счет этого более полного отвода тепла от нагретых деталей дизеля. Крыльчатка 9 насоса установлена на валик 4, зафиксирована от проворачивания лыской и закреплена на валике торцевым болтом. Валик вместе с крыльчаткой вращается на двух шариковых подшипниках. Пространство в корпусе между подшипниками заполняется смазкой через масленку. Водяная и масляная полости насоса разделены между собой дополнительным торцевым уплотнением, смонтированным в крыльчатке. Уплотнение состоит из текстолитовой шайбы, находящейся в контакте с тщательно обработанным торцом упорной втулки, которая запрессована в корпус насоса, а также резиновой манжеты 10, охватывающей валик, и поджимающей пружины 8. Для лучшего уплотнения на резиновую манжету надеты обоймы 11. 

   

 
Рис. 2. Водяной насос и вентилятор:

/ — вентилятор, 2 — ступица; 3 ~ шпонка; 4 - вал насоса; 5 — шкив; б - стопорное кольцо; 7 — масленка; 8-пружина; 9 - крыльчатка; 10 -манжета; II - обойма; 12 - уплотиительная шайба; 13 и 16-сальннки;  14 — корпус; 15 — ремень вентилятора.

   Крыльчатка 9 помещается в профилированной полости  корпуса 14 насоса. При вращении крыльчатки на входе в эту полость создается разрежение, передаваемое в приемную камеру, которая патрубком соединена с нижним бачком радиатора. Благодаря разряжению вода попадает на лопатки крыльчатки и под давлением поступает в спиральный канал, так называемую улитку, образованную вокруг крыльчатки в корпусе насоса. Отсюда вода нагнетается в продольный канал системы охлаждения блока цилиндров.

   Водяной насос и вентилятор приводятся во вращение от шкива коленчатого вала дизеля при помощи клиновидного ремня 15, который также вращает и ротор генератора. При номинальной частоте вращения дизеля, равной 2200 об/мин, водяной насос и вентилятор развивают 2600 об/мин.

   Термостат автоматически поддерживает температуру воды в заданных пределах и ускоряет прогрев дизеля после пуска.

Рис. 3. Термостат

/ - корпус; 2 - вспомогательный клапан; 3 - окно для прохода воды; 4 - стержень датчика; 5 - основной клапан; 6 -датчик. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Он состоит  из корпуса (рис. 3), датчика термостата 6 с твердым наполнителем, верхнего основного 5 и нижнего вспомогательного 2 клапанов. Корпус термостата отштампован из латуни. В боковой его поверхности сделано два окна 3. Верхний торец корпуса служит седлом для основного клапана 5, а отбортовка нижнего — для закрепления корпуса в коробке термостата. К верхней части датчика 6 прикреплены основной клапан и рычаг вспомогательного клапана.

   Термостат помещен в корпус и установлен на выходе из рубашки охлаждения блока цилиндров. Термостат с твердым наполнителем имеет меньшую чувствительность к изменению давления в системе и большие перестановочные усилия в сравнении с сильфонным.

   Когда температура охлаждающей жидкости меньше 70°С, основной клапан 5 закрыт, и жидкость через окна поступает по патрубку в насос, а затем в водяную рубашку блока. Следовательно, жидкость не проходит через радиатор и поэтому быстро нагревается. Когда же температура охлаждающей жидкости больше 70°С, увеличивается объем смеси церизина с алюминиевой пудрой, выдвигается поршень с установленным на нем основным клапаном и открывается проход охлаждающей жидкости в радиатор. При этом вспомогательный клапан перекрывает окна для прохода жидкости в водяной насос, минуя радиатор.

   Шторка, установленная перед водяным радиатором, позволяет изменять количество проходящего через радиатор воздуха и тем самым регулировать в некоторых пределах температуру охлаждающей жидкости. Управляют шторкой с рабочего места тракториста при помощи рукоятки, связанной тросом с передвижным валиком шторки. Температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения контролируют по показаниям дистанционного электрического термометра, датчик которого установлен в головке цилиндров, а указатель – на щитке приборов в кабине. 

Охлаждающие жидкости

  Вода  широко применяется в качестве охлаждающей  жидкости в тракторных двигателях, так как она имеет высокую теплоемкость, но расширяется при замерзании и содержит растворенные соли, наличие которых ведет к образованию накипи и шламов в системе охлаждения.

  Пригодность воды для охлаждения двигателей зависит  от содержания в ней растворенных солей кальция и магния, т. е. от ее жесткости. В зависимости от количества этих солей вода может быть мягкой (дождевая и снежная), средней жесткости (речная и озерная) и жесткой (морская и колодезная или ключевая).

  Для предотвращения накипи в системе охлаждения двигателя используют только мягкую воду (не содержащую солей). Жесткость воды уменьшают, добавляя в нее 3—10 г хромпика (двухромовокислого калия) на 1 л воды, соду (Na₂CO₃), фосфат натрия (гексаметафосфат и тринатрийфосфат) или активные смолы и полимеры, обладающие сильной адсорбционной способностью.

   При температуре окружающего воздуха  ниже—20° С систему охлаждения заполняют антифризами (водными растворами этиленгликоля различной концентрации с добавлением антикоррозионной присадки), замерзающими при низкой температуре.

  Антифриз  марки 40 — жидкость желтоватого  цвета с температурой застывания —40° С, а марки 65 — жидкость оранжевого цвета с температурой застывания —65° С. Антифризы пожаробезопасны; при нагревании сильно расширяются, поэтому холодный антифриз в систему охлаждения заливают на 5—8°/о меньше, чем воды.

  Во  время работы трактора вода из антрифриза испаряется, поэтому ежедневно проверяют уровень жидкости на прогретом двигателе и при его понижении (подтекание жидкости не допускается) доливают в радиатор чистую мягкую воду. При утечке антифриза в систему охлаждения доливают стандартный антифриз. Через 20—30 ч работы двигателя определяют гидрометром (денсиметром) плотность жидкости.

  В низкозамерзающую жидкость не должны попадать нефтепродукты, так как они вызывают сильное вспенивание ее.

  При переходе к летнему сезону антифриз сливают из системы охлаждения, собирают по сортам в тару и сдают на хранение на склад.

  Необходимо  помнить, что антифризы — сильные  яды, даже в небольших количествах. Поэтому категорически запрещается переливать жидкость без резиновых перчаток, засасывать ртом в шланг, а также курить и принимать пищу во время работы с жидкостью.

  В настоящее время рекомендуется  новая охлаждающая жидкость— полиэтилсилоксановая жидкость № 1. Это слабо-желтая, прозрачная жидкость, не имеющая запаха, хорошо растворимая в эфире и нерастворимая в воде. Она застывает при температуре — 60 С и наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к охлаждающим жидкостям.

  Применение  дизельного топлива в качестве охлаждающей жидкости не рекомендуется, так как во время работы двигателя под нагрузкой возможен перегрев деталей цилиндро-поршневой группы и головки блока. При низкой температуре окружающего воздуха вязкость топлива увеличивается и во время запуска холодного двигателя оно плохо прокачивается в системе охлаждения. Кроме того, топливо разъедает соединительные шланги, уплотнительные кольца и другие резиновые детали.

Техническое обслуживание системы  охлаждения 

      Техническое обслуживание системы охлаждения прежде всего предполагает контроль за состоянием соединений, исправностью всех сборочных единиц и агрегатов, уровнем и качеством заливаемой в систему охлаждающей жидкости.

      Заполнять систему охлаждения  нужно только чистой водой. Особое внимание следует обращать на жесткость воды. Жесткая (содержащая много минеральных солей) вода образует на стенках водяной рубашки накипь, которая является плохим проводником тепла, замедляет теплоотдачу от стенок и головки блока цилиндров, ухудшает циркуляцию, что приводит к перегреву дизеля. Для заполнения системы охлаждения лучше всего применять мягкую (дождевую или снеговую) воду. Если же такой воды нет, жесткую воду необходимо умягчить кипячением или добавкой 10... 12 г стиральной соды на 10 л воды с тщательным перемешиванием до полного растворения ее и последующим отстоем в течение 2...3 ч.

   Вода, слитая из системы охлаждения, по своему качеству близка  к кипяченой, поэтому ее рекомендуется собирать и хранить в закрытой чистой емкости и применять для заправки системы. Сливать воду из системы можно только после остановки и достаточного охлаждения дизеля.