Файл: Практикум для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 136 12 01 Проектирование и производство сельскохозяйственной техники.doc

Теоретическая часть

Для создания наивыгоднейшего теплового режима работающего дизеля предусмотрено его охлаждение. Оно заключается в отводе теплоты от нагретых деталей и передаче ее непосредственно воздуху (воздушное охлаждение) или жидкости (жидкостное охлаж­дение), а от нее – воздуху. В качестве охлаждающей жидкости исполь­зуют воду или антифриз (жидкость с низкой температурой за­мерзания). Совокупность всех сборочных единиц и устройств, обеспечиваю­щих необходимое температурное состояние деталей, называют системой охлаждения.

В жидкостной системе охлаждения дизелей вода или антифриз циркулирует принудительно с помощью центробежного насоса. Полость жидкостной системы охлаждения при необходимости со­общается с атмосферой через специальный паровоздушный клапан. Такие системы называют закрытыми с принудительной циркуляцией жидкости.

Система охлаждения пусковых двигателей – термосифонная. В ней жидкость циркулирует за счет разницы плотностей холод­ной и горячей воды. Эта система охлаждения проста, но для мощных двигателей малоэффективна из-за медленной циркуляции жидкости. ,

СХЕМЫ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ

Принцип действия и основные элементы жидкостных систем охлаждения дизелей практически одинаковы.

Система охлаждения дизеля Д-240Л (с пусковым двигателем).

Охлаждающая жидкость (вода) подается в систему насосом 13 (рис. 15), который засасывает воду через патрубок 20 из нижнего бака 19 радиатора и направляет ее в водораспределительный канал 14. Оттуда по отверстиям 22 вода подается в водяную рубашку блок-картера, омывая каждую гильзу, сначала ее верхний пояс, а затем нижний. Слой воды, охватывающей гильзы в водяной рубашке, должен быть одинаковой толщины. Это способствует их равномерному охлаждению.

Далее охлаждающая жидкость по каналам 24 поступает в водя­ную рубашку 25 головки цилиндра. Здесь вода в первую очередь подается к перемычкам клапанных гнезд и латунным стаканчикам форсунок и затем поступает в полость

корпуса термостата 31. Если температура воды ниже 70°С, то, минуя радиатор, она поступает во всасывающую полость водяного насоса; при более высокой температуре – через термостат в верхний бак радиатора. В первом случае охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу, а во втором - по большому кругу.

---

Рисунок 15. Системна охлаждения дизеля Д-240Л:

1 –паровоздушная трубка; 2 – шкала термометра; 3 – крышка заливной горловины; 4 – датчик термометра; 5 – трос; 6 – труба для вала рулевого управления; 7 – верхний бак радиатора; 8 – маслопровод; 9 – сердцевина радиатора; 10 – кожух вентилятора; 11 – вентилятор; 12 и 32 – шланги; 13 – водяной насос; 14 – водораспределительный канал; 15 – масляный радиатор; 16 – клиновой ремень; 17–шторка; 18 –сливной кран; 19 – нижний бак радиатора; 20, 26 и 28 – патрубки; 21 – амортизатор; 22 – соединительное отверстие; 23, 25 и 27 – водяные рубашки блока, головки цилиндров и пускового двигателя; 24 – соединительные каналы; 29 – водоотводящая трубка пускового двигателя; 30 – корпус термостата; 31 – термостат
Опускаясь по трубкам сердцевины 9 радиатора в нижний бак 19, вода отдает теплоту потоку воздуха, создаваемого вентилятором 11. Интенсивность охлаждения по большому кругу регулируют штор­кой 17. Водяная рубашка 27 пускового двигателя соединена с такой же полостью головки цилиндров. При пуске дизеля Д-240Л вода, нагреваясь в водяной рубаш­ке 27 цилиндра пускового двигателя, поднимается в его головку, а оттуда по патрубку 28 и водоотводящей трубке 29 через термостат 31– в рубашку 25 головки цилиндров. Далее через патрубок 26 вода снова подается в водяную рубашку 27 пускового двигателя.

Система охлаждения дизелей А-41 и ЯМЗ-240Б. В этой системе термостат отсутствует. Тепловое состояние дизеля ЯМЗ-240Б регулируется автоматическим управлением вентилятора, который приводится в действие через гидромуфту в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, измеряемой термоэлементом.

Система охлаждения дизеля СМД-62. В нее включен воздушный компрессор. Водяная полость воздушного компрессора соединена с водяной рубашкой блок-картера. Нагретая вода отводится по шлангу во всасывающую полость насоса. Для предохранения систем охлаждения перечисленных дизелей от повреждений, возникающих в результате изменения внутреннего давления в ней, на крышке верхнего бачка радиатора установлен паровоздушный клапан. Он автоматически ограничивает максимальное избыточное давление или разрежение.

---

Система охлаждения дизеля Д-144 – воздушная. Она состоит из вентилятора, кожуха 2 (рис. 16) и щитков (дефлекторов) 4, 7 и 8. Теплота от деталей отводится в результате обдува цилинд­ров 5 и их головок воздухом. Вентилятор состоит из ротора 9 и направляющего аппарата 10, отлитых из алюминиевого сплава.


Рисунок 16. Схема движения воздуха в системе дизеля Д-144:

1 – масляный радиатор; 2 – кожух; 3 – замок; 4 –задний дефлектор; 5 – цилиндр; 6 – шпилька крепления среднего дефлектора; 7 – средний дефлектор; 8 – передний дефлектор; 9 – ротор; 10 – направляющий аппарат; 11 – защитная, сетка

При работе дизеля вентилятор, приводимый во вращение через клиноременную передачу от шкива коленчатого вала, засасывает через защитную сетку 11 воздух и направляет его с помощью кожуха 2 к ребристым поверхностям цилиндров и их головок. Оребрение увеличивает поверхность охлаждения цилиндров и их головок. После обдува воздух выходит через окна между дефлек­торами. Масляный радиатор 7, расположенный под кожухом 2, также охлаждается потоком воздуха.

Система воздушного охлаждения проще и удобнее в эксплуата­ции. При этом возможно снижение массы и габаритов дизеля.

Главные недостатки дизеля с воздушным охлаждением–повы­шенная шумность и потери мощности (до 8%) на привод венти­лятора.
УСТРОЙСТВО РАДИАТОРА, ТЕРМОСТАТА, ВОДЯНОГО НАСОСА И ВЕНТИЛЯТОРА

Водяной радиатор состоит из сердцевины 9, верхнего 7 (см. рис. 15) и нижнего 19 баков, деталей крепления. Сердцевина представляет собой плоскоовальные латунные трубки, расположенные вертикально в четыре (дизель Д-240), в три (А-41) или в два ряда (ЯМЗ-240Б). Для увеличения поверхности охлаждения и повышения жесткости на трубки надеты и при­паяны к ним тонкие латунные или медные (ЯМЗ-240Б) пластины. По обеим сторонам сердцевины установлены стойки для крепления верхнего и нижнего баков радиатора.

Для смягчения колебаний, передаваемых от рамы трактора к радиатору, в местах соединения радиатора с рамой устанавливают резиновые прокладки–амортизаторы 21. Со стороны дизеля к радиатору крепят направляющий кожух вентилятора. Спереди радиа­торы (масляный и водяной) защищены облицовкой.

К стойкам радиатора дизеля ЯМЗ-240Б, помимо кожуха венти­лятора, прикреплены кронштейны, на которые устанавливают расширительный бак, предназначенный для обеспечения увеличения объема охлаждающей жидкости при нагревании и выделения из нее воздуха и пара. Верхний бак радиатора. В нем находится заливная гор­ловина с крышкой

---

3, в которую вмонтирован паровоздушный клапан. Паровой клапан 2 (рис. 17) через резиновую прокладку 7 прижат пружиной 3 к уступу горловины, изолируя верхнюю полость бака от атмосферы.



Рисунок 17. Крышка горловины радиатора с паровоздушным клапаном:

1 – пароотводная трубка; 2 – паровой клапан; 3 – пружина парового клапана; 4 – запорная пружина. 5 – корпус крышки; 6 – горловина радиатора; 7 и 8 –резиновые прокладки; 9 – воздушный клапан; 10–пружина воздушного клапана; 11 – седло воздушного клапана
В случае избыточного давления (0,028...0,033 МПа) пар, преодо­левая сопротивление пружины 3, поднимает клапан 2 и через образовавшуюся щель выходит по трубке 1 в атмосферу. Воздушный клапан 9 пружиной 10 прижат к седлу 11, закрывая отверстие в центре парового клапана. Он предотвращает дефор­мацию трубок радиатора от разрежения, создающегося при остывании воды в системе охлаждения. При этом давление воздуха, про­шедшего через трубку 1, преодолевает сопротивление пружины 10 и через открывшийся клапан 9 воздух поступает в радиатор.

Патрубки радиатора, головки цилиндров и блок-картера соединены гибкими шлангами, зажимаемыми специальными хомутиками.

Термостат автоматически поддерживает температуру воды в определенных пределах и ускоряет прогрев воды при пуске дизелей Д-240 и Д-240Л. Главная часть термостата, установленного в патрубке 3 (рис. 18), отводящем воду в радиатор, – латунный гофрированный цилиндр (сильфон) 5, частично заполненный легко­испаряющейся жидкостью. Нижней тарелкой сильфон припаян к кронштейну в корпусе 9 термостата. К его верхней тарелке припаян вспомогательный клапан 8 и шток 10 с основным клапаном 6. В конической боковой поверхности корпуса 9 сделаны два окна 7.

Рисунок 18. Схема циркуляции воды в системе охлаждения

с жидкостным термостатом:

а – вода через радиатор не проходит; б – вода проходит через радиатор: 1 – водяной насос; 2 – радиатор; 3 – патрубок, отводящий воду в радиатор; 4 – патрубок, отводящий воду в насос; 5 – сильфон; 6 – основной клапан; 7 – окна; 8 – вспомогательный клапан; 9 – корпус термостата; 10 – шток.

---

При температуре ниже 70°С основной клапан 6 (рис. 18, а) плотно прижат к своему седлу, и вода из головки цилиндра че­рез окно 7 поступает по патрубку 4 в насос 7, а затем–в водяную рубашку блок-картера. В этот период работы дизеля вода не проходит через радиатор 2 и поэтому быстро нагревает­ся. С повышением температуры жидкость в сильфоне начинает переходить в пар, и давление в нем увеличивается. Вследствие этого основной клапан 6 (рис. 18, б) постепенно открывается, а вспомога­тельный 8 прикрывает окна 7. Некоторое время часть воды циркулирует, минуя радиатор, а часть – через него. Когда же основной клапан открывается полностью, вся вода пойдет через радиатор.

Водяные насосы в системах охлаждения дизелей Д-240, А-41 и СМД-62 – центробежные. Они объединены с вентилятором в одну сборочную единицу и прикреплены к передней стенке блок-картера. Схема водяного насоса показана на рисунке 19, а. В кор­пусе 1 на валике 3 установлена крыльчатка 2.



Рисунок 19. Центробежный водяной насос:

а – схема устройства и работы насоса: 1 – корпус насоса; 2 – крыльчатка; 3 – валик; 4 и 5 патрубки; б – водяной насос и вентилятор дизеля Д-240: 1 – вентилятор; 2 – ступица шкив. 3– сегментная шпонка; 4 – валик водяного насоса; 5 – шкив водяного насоса; 6 – стопорное кольцо; 7 - масленка; 8 – упорная пружина сальника; 9 – крыльчатка насоса; 10 – болт; 11 – манжета; 12 – шайба сальника; 13 – каркасный самоподвижной сальник; 14 – корпус насоса 15 – шарикоподшипник; 16 – клиновой ремень; 17 – самоподжимной сальник.
Валик 3 приводится во вращение от коленчатого вала через ременную передачу. Вода по патрубку 4 поступает внутрь корпуса 1 к центру крыльчатки. При ее вращении охлаждающая жидкость отбрасывается центробежной силой к стенкам корпуса, а оттуда вытесняется в водяную рубашку дизеля через отводящий патрубок 5, расположен­ный по касательной к корпусу. На дизеле Д-240 водяной насос расположен в корпусе 14 (рис. 19, б). Валик 4 насоса вращается в двух шарикоподшипни­ках 75. На переднем конце валика 4 насажена ступица 2, а на лыске заднего конца болтом закреплена крыльчатка. Задний конец валика уплотнен манжетой 11. Сальники 13 и 17 не дают просо­читься наружу смазке для подшипников 75, впрыскиваемой через масленку 7. К ступице

---