Система охолодження дизельного двигуна 2Д12Б

Система охолодження призначена для підтримання в допустимих межах температури деталей, які при роботі двигуна піддаються дії високих температур.

Система охолодження дизельного двигуна 2Д12Б є закритого типу з охолодженням рідини в радіаторі за допомогою повітряного потоку, який створює вентилятор, та додатковим охолодженням за допомогою води, яку нагнітає насос ПН-110.

В систему охолодження даного дизельного двигуна (мал.11) входять: циркуляційний насос 2, насос додаткового охолодження ПН-110 3, радіатор 4, охолоджувач води 5, охолоджувач масла 6, термостатна коробка 7, крани додаткової системи охолодження 8 і 9, трубопроводи та вентилятор з приводом.

Мал. 11.Система охолодження:

1 – маслонасос; 2 – циркуляційний насос; 3 – насос ПН-110; 4 – радіатор; 5 – охолоджувач води; 6 – охолоджувач масла; 7 – термостатна коробка; 8 – кран всмоктуючої магістралі; 9 – кран напірної магістралі; В – місце встановлення термометра масла; Г – місця встановлення термометрів охолоджувальної рідини.

ПРИНЦИП РОБОТИ

Охолоджувальна рідина у двигуні рухається під тиском, який створює циркуляційний насос, знизу вверх, проходячи через сорочки блоків циліндрів. Охолодивши циліндри, рідина рухається через перепускні отвори у сорочки головок блоків, де охолоджує камери згоряння і гнізда форсунок. З відвідних патрубків головок блоків охолоджувальна рідина проходить через сорочки випускних колекторів у трубопроводи і далі в термостатну коробку. Термостатна коробка розподіляє потік рідини по великому і малому колу.

Під час руху рідини по малому колу рідина проходить крізь масляний охолоджувач 6 (мал.11) і прямує на циркуляційний насос.

Під час руху рідини по великому колу, вона проходить через радіатор 4, охолоджувач води 5, охолоджувач масла 6, а звідти - на циркуляційний насос.

При зростанні температури можливо включити в дію додаткове охолодження. Для цього потрібно відкрити повністю кран 8 (мал.11), (фото 13), який працює на розрідження, а потім поступово відкривати кран 9, який працює на напір. Відкриванням або закриванням крана 9 регулюється ступінь охолодження рідини.

На патрубках головок блоків встановлено датчики дистанційних термометрів для виміру температури рідини, яка виходить з дизеля. Для відводу пари з головок блоків та сорочок випускного колектора передбачено паровідвідні трубки, які з`єдуються з верхнім бачком радіатора.

Рідина з системи зливається через крани, які змонтовані на розтрубі циркуляційного насоса і випускних колекторів, а також через отвори в охолоджувачах води і мастила, які закриваються пробками.

ЦИРКУЛЯЦІЙНИЙ НАСОС

Циркуляційний насос призначений для забезпечення циркуляції охолоджувальної рідини у системі охолодження дизельного двигуна.

Він розташований спереду двигуна, у нижній частині картера.

Циркуляційний насос (мал.12) складається з корпусу 1 із запресованою трубкою, розтруба 2, валика 3 з крильчаткою з нержавіючої сталі, двох кулькових підшипників 7, розпірної втулки 9, масловідбивної шайби 10 і торцевих гумових ущільнень.

У корпусі 1 є патрубки, по яких охолоджувальна рідина подається до блоків двигуна. Вище патрубків розташований квадратний фланець з центруючим пояском і отворами для шпильок кріплення насоса до нижньої частини картера.

Мал. 12. Циркуляційний насос:

1 – корпус; 2 – розтруб; 3 – валик з крильчаткою; 4 – текстолітова шайба; 5 – гумове кільце; 6 – ведуча шайба; 7 – кульковий підшипник; 8 – упорне кільце; 9 – розпірна втулка; 10 – масловібивна шайба; 11 – ведучий кулак; 12 – пружна шайба; 13 – шайба; 14 – гайка; 15 – шплінт; 16 – втулка; 17 – пружина ущільнення масла; 18 – пружина ущільнення води; 19 – прокладка; 20 – зливний кран; 21 – втулка; 22 – стопорне кільце; 23 – амортизатор; 24 – шайба ущільнення; 25 – пружина; 26 – гофрсальник; 27 – манжета.

Торцеві поверхні втулки 16, виготовлені з антифрикційного чавуну, ретельно оброблені і притерті, є поверхнями тертя деталей торцевого ущільнення. Два радіальних отвори, просверлені в корпусі сумісно із втулкою, служать для контролю за якістю ущільнення валика 3 у корпусі насоса.

Чавунний розтруб має фланець з отворами, центруючий буртик з конічною поверхнею і патрубок для підводу води до центру крильчатки. Між корпусом і розтрубом, який кріпиться шпильками, розташована ущільнювальна паронітова прокладка. У верхній частині валика 3 є шліци для ведучого кулака 11 і різьба для гайки 14. Нижче шліців розташовані шийки для підшипників і полірована поверхня, на яку надягнено деталі ущільнення. Знизу валик закінчується фланцем, до якого прикріплюється штампована крильчатка. В отвір фланця валика входить відігнутий кінець пружини ущільнення зі сторони охолоджувальної рідини.

Пам`ятай: заміна крильчатки без додаткового балансування і спільної обробки з валиком не допускається.

Для запобігання протіканню охолоджувальної рідини у картер двигуна і мастила у систему охолодження застосовують торцьові ущільнення, які складаються з текстолітових шайб 4, гумових кілець 5, пружин 17 і 18 і стальної ведучої шайби 6. Торці шайб 4, притиснуті до поверхні втулки 16, підрізані на конус 4°30´, який забезпечує якісну притирку. Шайби мають виточку для гумового кільця 5. На торцях шайб зроблено прорізи під відігнутий кінець пружини. Конусний торець шайби притертий до втулки до отримання пояска шириною 1,5 – 3 мм (конус передбачено для прискорення притирки). Шайби обертаються одночасно з валиком, так як зв`язані з ним пружинами. Пружина ущільнення масла одним відігнутим кінцем заходить у проріз ведучої шайби 6, зажатої між нижнім підшипником 7 і торцем валика, другим – у проріз на текстолітовій шайбі. Пружини через тонкі стальні шайби притискають гумові кільця до валика і текстолітові шайби до втулки.

У розтруб насоса вгвинчено зливний кран для видалення рідини із системи охолодження.

РАДІАТОР

Радіатор призначений для безпосереднього охолодження повітрям рідини, яка проходить по сотах радіатора.

Він розташований спереду двигуна, попереду вентилятора.

Інтенсивність охолодження рідини в радіаторі регулюється за допомогою шторки, яка розміщується між вентилятором і радіатором.

Мал. 13. Радіатор:

1 – вихідний патрубок; 2 – сота; 3 – серцевина; 4 – верхній бачок; 5 – пробка; 6 – заливна горловина; 7 – вхідний патрубок; 8 – пароповітряна трубка; 9 – гумовий патрубок.

Радіатор (мал.13) складається з верхнього бачка 4, пробки 5 з паровим і повітряним клапанами, нижнього бачка, заливної горловини 6, впускного патрубка 1, паровідвідної трубки 8, випускного патрубка 7, серцевини 3, трубок (сот) 2.

ПРИНЦИП РОБОТИ

Нагріта вода поступає у верхній бачок 4, опускається по сотах 2 у нижній бачок. Під час руху рідини донизу вона охолоджується повітряним потоком, який створює вентилятор. Повітряний потік проходить через серцевину 3, яка віддає теплову енергію.

Мал. 14. Пробка радіатора:

1 – пароповітряна трубка; 2 – пружина випускного клапана; 3 – пробка; 4 – випускний (паровий) клапан; 5 – пружина; 6 – атмосферний клапан.

ПРИВІД ВЕНТИЛЯТОРА.

Привід вентилятора призначений для приведення вентилятора в рух з метою створення повітряного потоку, який охолоджує рідину в радіаторі.

Привід вентилятора (мал.15) складається з крильчатки 1, маслянки 2, веденого шківа 3, ременя 4, натяжного гвинта 5, натяжного шківа 6, осі натяжного шківа 7, гайки 8 і контрогайки 10, осі веденого шківа 9, передньої балки 11, ведучого диска тертя 12, пружини 13, корпусу приводу вентилятора 14, валика приводу вентилятора 15, ресорного валика 16, ведучого шківа 17, пальця 19, пробки для провертання колінчатого вала 20, ведучого упорного диска 21, веденого диска тертя 22.

Мал. 15.

Привід вентилятора:

1 – крильчатка; 2 – маслянка; 3 – ведений шків; 4 – ремень; 5 – натяжний болт; 6 – натяжний шків; 7 – вісь натяжного шківа; 8,10 – гайка і контргайка; 9 – вісь веденого шківа; 11 – передня балка; 12 – ведучий диск тертя; 13 – пружина; 14 – корпус привода вентилятора; 15 – валик привода вентилятора; 16 – ресорний валик; 17 – ведучий шків; 18 – отвір для демонтажних болтів фрикційної муфти; 19 – палець; 20 – гайка для провертання колінчатого вала; 21 – ведучий упорний диск; 22 – ведений диск тертя.

Для передачі обертання крильчатці вентилятора на передньому торці картера дизеля кріпиться корпус 14 приводу вентилятора (мал.15). У корпусі на двох підшипниках (кульковий і ковзання) обертається валик 15 приводу вентилятора, з`єднаний з колінчатим валом дизеля шліцевим ресорним валиком 16. Валик приводу вентилятора зв`язаний з ведучим шківом 17 фрикційною муфтою, яка призначена для запобігання від поломок ресорного валика інерційними силами при різкій зміні числа обертів колінчатого вала. До фланця валика 15 болтами прикріплено ведучий диск тертя 12.

На валик вільно надітий ведучий шків. У передній торець шківа запресовано стальні циліндричні штифти, на які вільно надягнут ведений диск тертя 22.

У колодязі переднього торця ведучого шківа вставлено спіральні пружини 13, які опираються одним торцем в дно колодязів, а іншим – у ведений диск тертя. Кожний диск тертя являє собою стальний диск с приклепаними до нього накладками з фрикційного матеріалу. На передній вільний кінець валика 15 надітий ведучий упорний диск 21. Цей диск стискає пружини і зв`язаний з валиком ступеневим пальцем 19.

Для зручності розбирання приводу вентилятора в упорному і ведучому диску тертя передбачено отвори 18, а у ведучому шківі – отвори з різьбою М8X1,25, куди вгвинчуються віджимні болти.

Зовнішня циліндрічна частина корпусу приводу складає цапфу, на яку надягнута балка 11 вентилятора, вона служить передньою опорою дизеля на рамі і кронштейном веденого і натяжного шківов вентилятора.

Чавунний ведений шків 3 з крильчаткою 1 приводиться у рух клиновидними ременями 4. Шків обертається на двох кулькових підшипниках, встановлених на вісь 9 веденого шківа. Крильчатка вентилятора направляє потік повітря від дизеля на радіатор.

Натяг ременів приводу вентилятора регулюється шківом 6. Ремінь вважається нормально натягнутим тоді, коли прогин при натисканні із зусиллям 19 кг/см² між веденим і натяжним шківами складає 15 – 17 мм. При заміні ременів довжина їх може відрізнятись не більш ніж на 2 мм. Чавунний натяжний шків 6 обертається на двох кулькових підшипниках. Канал у порожнину натяжного шківа закрито маслянкою. Вісь 7 натяжного шківа кріпиться до балки 11 гайкою і контргайкою 10, які після регулювання натягу ременів надійно затягуються.

ОХОЛОДЖУВАЧІ РІДИНИ І МАСЛА

Охолоджувачі води і масла призначені для зниження температури рідини і масла, які циркулюють в системах охолодження і змащування.

Охолоджувач води розташований знизу, під радіатором, а охолоджувач масла – з лівого боку двигуна.

Охолоджувачі (мал.16) являють собою двопорожнинну циліндричну ємкість, яка складається з корпусу 13, з двох труб, які мають форму прямокутника з розвальцьованими і запаяними в них трубками, водорозділюючої перегородки 11, кришок 2 і 9, сегментів 7, патрубків 3,6,8,10 для підведення і відведення охолоджуючої рідини, пробок 1 і 12 для зливання цих рідин з порожнин охолоджувачів.

Одна порожнина утворена кришками охолоджувача і трубками; друга порожнина – корпусом і трубними дошками.

Порожнини відділені одна від іншої трубними дошками і стінками трубок. Для збільшення ефективності охолодження за рахунок збільшення шляху і використання протитечії рідин корпуси охолоджувачів обладнані сегментами 7 і водороздільними перегородками 11.

Мал. 16.

Охолоджувачі води і мастила:

а – охолоджувач води; 1 – пробка зливу води; 2 – кришка; 3 – патрубок підводу охолодження рідини; 4 – прокладка; 5 – цинковий протектор; 6 – патрубок відводу додаткового охолодження; 7 – сегмент; 8 – патрубок підводу додаткового охолодження; 9 – кришка; 10 – патрубок відводу охолоджувальної рідини; 11 – водороздільна перегородка; 12 – пробка зливу охолоджувальної рідини; 13 – корпус охолоджувача.

б – охолоджувач мастила; 1 – водороздільна перегородка; 2 – патрубок відводу охолоджувальної рідини; 3 – штуцер підводу масла; 4 – маслоперепускний клапан; 5 – штуцер відводу масла; 6 – патрубок підводу охолоджувальної рідини; 7 – пробка зливу масла.

Рідина, яка протікає через охолоджувачі, проходить шлях, що дорівнює шістикратній довжині охолоджувачів (мал. 17).

Мал. 17. Схема циркуляції рідини в охолоджувачах:

а – по трубках; б – у міжтрубному просторі.

По трубках проходить вода проточного контуру (додаткове охолодження). Між трубами циркулює охолоджувальна рідина замкнутого циклу. Між кришками і корпусом встановлено ущільнювальні гумові прокладки.

Охолоджувач мастила відрізняється від охолоджувача води місцями підводу і наявністю на ньому маслоперепускного клапана (мал.18). По трубках охолоджувача циркулює мастило, а між трубками – охолоджувальна рідина.

На кришці охолоджувача зі сторони підведення і відведення мастила приварено корпус маслоперепускного клапана 5 (мал.18), в середині якого розташований кульковий клапан 4, який притискається пружиною 3.

Кулька при різниці тиску масла на вході і виході мастила з охолоджувача більше ніж 1,5 кг/см² долає опір пружини, відкриває отвір і перепускає масло з порожнини підведення в порожнину відведення, запобігаючи таким чином розриву трубок охолоджувача.

ТЕРМОСТАТНА КОРОБКА

Термостатна коробка призначена для забезпечення автоматичного регулювання температури охолоджувальної рідини і мастила під час роботи дизельного двигуна.

Мал. 19.

Термостатна коробка:

1 – корпус; 2 – пружина; 3 – термостати; 4 – болт; 5 – прокладка; 6 – кришка; 7 – пружинна коробка термостата; 8 – рамка; 9 – направляючий стержень; 10 – обідок; 11 – клапан; А – підвід охолоджувальної рідини від дизеля; Б – відвід охолоджувальної рідини в охолоджувач масла; В – відвід охолоджувальної рідини в радіатор; Г – виїмка; Д – торець кришки.

Термостатна коробка А (фото 4) складається з алюмінієвого корпусу 1 (мал.19) з патрубками (А – підведення охолоджувальної рідини від дизеля, Б і В – відведення охолоджувальної рідини в радіатор та охолоджувач мастила), пружинної коробки 7, рамки 8, обідка 10 і клапана 11.

У розточений отвір корпусу встановлено термостат 3, обідок якого притискається до перегородки корпусу пружиною 2. Протилежний кінець пружини впирається в обідок другого термостата, притискаючи його до кришки 6 корпусу. Кришка і корпус, між якими прокладено паранітову прокладку 5, стягнуто болтами 4. З середини кришка має оброблений торець Д і чотири вилитих виїмки Г, які з`єднують порожнину корпусу з патрубком Б відведення охолоджувальної рідини в охолоджувач масла. Клапан опирається тарілкою на сідло обідка рамки.

ПРИНЦИП РОБОТИ

Непрогріта рідина поступає в патрубок А і рухається у патрубок Б, відкритий клапаном 12 (рідина рухається по малому колу). Патрубок В в цей час буде закритий клапаном 11. По мірі нагрівання рідини термостати 3 починають розширюватись, і клапан 12 буде поступово закриватись, а клапан 11 поступово відкриватись. Потік рідини під час розширення термостатів буде змінюватись. При досягненні температури 90°С термостати повністю розширяться і клапан 12 закриє повністю патрубок Б, а клапан 11 повністю відкриє патрубок В після чого рідина буде рухатись по великому колу.

ВИПУСКНІ КОЛЕКТОРА

На дизельному двигуні встановлено випускні колектори (фото 5), які охолоджуються. Вони мають сорочку, через яку циркулює охолоджувальна рідина, для чого колектор оснащений патрубками для під’єднання до системи охолодження. Сорочка колектора включена у систему між головкою блока і радіатором. Для під’єднання випускної труби колектор має два фланці на торцях. Один з них закритий кришкою. Для зливу охолоджувальної рідини з рубашки у нижній частині колектора встановлено кран або трубка, яка з’єднує сорочку колектора із сорочкою циліндрів.