Система охолодження призначена для забезпечення оптимального теплового режиму роботи двигуна
Система охолодження двигуна рідинна, закритого типу, з примусовою циркуляцією охолоджуючої рідини (ОЖ)
До основних агрегатів та вузлів системи охолодження відносяться: радіатор, вентилятор з в'язкістною або гідравлічною муфтою приводу, кожух вентилятора, обичайка вентилятора, корпус водяних каналів, водяний насос, термостати, канали та з'єднувальні трубопроводи для проходу охолоджувальної рідини.
Схема системи охолодження із співвісним колінчастим валом вентилятором та з в'язкістною муфтою приводу вентилятора наведена на малюнку 1
Під час роботи двигуна циркуляція охолоджуючої рідини в системі створюється водяним насосом 8.
Схема системи охолодження: 1 - розширювальний бачок, 2 - паровідвідна трубка; 3 трубка відведення рідини із компресора; 4 канал виходу рідини із правого ряду головок циліндрів: 5 - з'єднувальний канал; 6 - канал виходу рідини із лівого ряду головок циліндрів; 7 – вхідна порожнина водяного насоса; 8 водяний насос; 9 канал входу рідини в лівий рад гільз циліндрів: 10 канал підведення рідини у водяний насос з радіатора; 11 вихідна порожнина водяного насоса; 12 з'єднувальний канал; 13 канал перепуску з водяної коробки на вхід водяного насоса; 14 канал входу рідини у правий ряд гільз циліндрів; 15 канал відведення рідини в масляний теплообмінник; 16 теплообмінник масляний; 17 – водяна коробка; 18 трубка підведення рідини компресор; 19 перепускна труба
Охолоджувальна рідина з насоса 8 нагнітається в порожнину охолодження лівого ряду циліндрів через канал 9 і через канал 14 - в порожнину охолодження правого ряду циліндрів.
Омиваючи зовнішні поверхні гільз циліндрів, ОЖ через отвори у верхніх привалкових площинах блоку циліндрів надходить у порожнини охолодження головок циліндрів.
З головок циліндрів нагріта рідина каналами 4, 5 і 6 надходить у водяну коробку корпусу водяних каналів 17, з якої, залежно від температури, направляється в радіатор або на вхід насоса.
Частина рідини відводиться по каналу 15 масляний теплообмінник 16, де відбувається передача тепла від масла в ОЖ.
З теплообмінника ОЖ прямує у водяну сорочку блоку циліндрів у зоні розташування четвертого циліндра.
Номінальна температура охолоджуючої рідини в системі під час роботи двигуна 75...98 °С.
Тепловий режим двигуна регулюється автоматично: двома термостатами та в'язковою муфтою приводу вентилятора, які керують напрямом потоку рідини та роботою вентилятора залежно від температури ОЖ на виході з двигуна та температури повітря на виході з радіатора.
Корпус водяних каналів (малюнок 1) відлитий з чавунного сплаву та закріплений болтами на передньому торці блоку циліндрів.
У корпусі водяних каналів відлиті вхідна 7 і вихідна порожнини 11 водяного насоса, з'єднувальні канали 5 і 12, канали 9 і 14, що підводять ОЖ в блок циліндрів, канали 4 і 6, що відводять ОЖ з головок циліндрів, перепускний канал 13, канал 15 відведення ОЖ у масляний теплообмінник, порожнини водяної коробки 17 для встановлення термостатів, канал 10 підведення ОЖ у водяний насос з радіатора.
Насос водяний: 1 корпус; 2 сальник; 3 крильчатки; ущільнювальна манжета; 5 кільце ковзання; 6 - підшипник радіальний кулько-роликовий з валиком; 7 – шків; 8 - уперте кільце
Водяний насос (рисунок 2) відцентрового типу, встановлений на корпусі водяних каналів.
У корпус 1 запресовано радіальний дворядний кулько-роликовий підшипник з валиком 6.
З обох боків торці підшипника захищені гумовими ущільненнями. Мастило в підшипник закладено заводом-виробником
Поповнення мастила не потрібне. Упорне кільце 8 перешкоджає переміщенню зовнішньої обойми підшипника в осьовому напрямку.
На кінці валика підшипника напресовані крильчатка 3 та шків 7.
Сальник 2 запресований у корпус насоса, а його кільце ковзання постійно притиснуте пружиною до кільця ковзання 5, яке вставлене в крильчатку через гумову манжету 4.
У корпусі насоса між підшипником та сальником виконано два отвори: нижній та верхній.
Верхній отвір служить для вентиляції порожнини між підшипником і сальником, а нижній - для контролю справності торцевого ущільнення.
Підтікання рідини з нижнього отвору свідчить про несправність ущільнення.
В експлуатації обидва отвори повинні бути чистими, тому що їх закупорка призведе до виходу з ладу підшипника.
Сальник водяного насоса: 1 корпус зовнішній; 2 – манжета; 3 пружина; 4 внутрішній каркас; 5 – зовнішній каркас; 6 кільце ковзання
Сальник водяного насоса (рисунок 3) складається з зовнішнього латунного корпусу 1, в який вставлена гумова манжета 2
Всередині манжети розміщена пружина 3 із внутрішнім 4 і зовнішнім 5 каркасами
Пружина підтискає кільце ковзання 6
Кільце ковзання виготовлене з графіто-свинцевого твердо-пресованого антифрикційного матеріалу.
Вентилятор і муфта в'язкі приводи вентилятора (рисунок 4).
Вентилятор із муфтою приводу: 1 вентилятор; 2 муфти; 3 маточина; 4 - термобіметалічна спіраль
Дев'ятилопатевий вентилятор 1 діаметром 660 мм виготовлений зі склонаповненого поліаміду, маточина вентилятора 3 - металева.
Для приводу вентилятора застосовується муфта 2 в'язкісного типу, що автоматично включається, яка кріпиться до маточини вентилятора 3.
Принцип роботи муфти заснований на в'язкісному терті рідини в невеликих проміжках між веденою і ведучою частинами муфти. Як робоча рідина використовується силіконова рідина з високою в'язкістю.
Муфта нерозбірна і не потребує технічного обслуговування в експлуатації.
Вмикання муфти відбувається при підвищенні температури повітря на виході з радіатора до 61-67 °С. Керує роботою муфти термобіметалічна спіраль 4.
Вентилятор розміщений у нерухомій кільцевій обічайці, жорстко прикріпленій до двигуна
Кожух вентилятора, обичай вентилятора сприяють збільшенню витрати потоку повітря, що нагнітається вентилятором через радіатор.
Кожух вентилятора та обичайка вентилятора з'єднані кільцевим гумовим ущільнювачем П-подібного перерізу.
Радіатор мідно-паяний, для підвищення тепловіддачі охолоджувальні стрічки виконані з жалюзійними просічками, кріпиться бічними кронштейнами через гумові подушки до лонжеронів рами, а нижньою тягою до першої поперечки рами.
Термостати: 1 – датчик покажчика температури; 2 датчик сигналізатора аварійного перегріву; 3 - канал виходу рідини із двигуна; 4 канал перепуску рідини на вхід водяного насоса: 5 коробка; 6 – перепускний клапан; 7 – пружина перепускного клапана; 8 гумова вставка; 9 – наповнювач; 10 балон; 11 пружина основного клапана; 12 основний клапан; 13 – поршень; 14 корпус; 15 патрубок водяний; 16 прокладання
Термостати (рисунок 5) дозволяють прискорити прогрівання холодного двигуна та підтримувати температуру ОЖ не нижче 75 °С шляхом зміни її витрати через радіатор.
У водяній коробці 5 корпусів водяних каналів встановлено паралельно два термостати з температурою початку відкриття (80±2) °С.
При температурі ОЖ нижче 80 °С, основний клапан 12 притискається до сідла корпусу 14 пружиною 11 і перекриває прохід ОЖ радіатор.
Перепускний клапан 6 відкритий і з'єднує водяну коробку корпусу водяних каналів по каналу перепуску 4 з входом водяного насоса.
При температурі ОЖ вище 80 °С, наповнювач 9, що знаходиться в балоні 10, починає плавитися, збільшуючись в обсязі.
Наповнювач складається з суміші 60% церезину (нафтової шкарпетки) та 40% алюмінієвої пудри.
Тиск від наповнювача, що розширюється, через гумову вставку 8 передається на поршень 13, який, видавлюючись назовні, переміщає балон 10 з основним клапаном 12, стискаючи пружину 11.
Між корпусом 14 та клапаном 12 відкривається кільцевий прохід для ОЖ у радіатор.
При температурі охолоджуючої рідини 93 °С відбувається повне відкриття термостата, клапан піднімається на висоту не менше 8,5 мм.
Одночасно з відкриттям основного клапана разом з балоном переміщається перепускний клапан 6, який перекриває отвір у водяній коробці корпусу водяних каналів, що з'єднує її з входом водяного насоса.
При зниженні температури ОЖ до 80 °С і нижче під дією пружин 7 і 11 відбувається повернення клапанів 12 і 6 у вихідне положення.
Для контролю температури ОЖ, на водяній коробці корпусу водяних каналів встановлено два датчики температури 1 та 2.
Датчик 1 видає показання поточного значення температури ОЖ на щиток приладів, датчик 2 служить сигналізатором перегріву ОЖ.
При підвищенні температури до 98-104 °С на щитку приладів загоряється контрольна лампа аварійного пєрегріву ОЖ.
Розширювальний бачок I (рисунок 1) встановлений на двигуні автомобілів КАМАЗ з правого боку по ходу автомобіля.
Розширювальний бачок з'єднаний перепускною трубою 19 з вхідною порожниною водяного насоса 13, паровідвідною трубкою 2 з верхнім бачком радіатора і трубкою відведення рідини з компресора 3.
Розширювальний бачок служить для компенсації зміни обсягу ОЖ при її розширенні від нагрівання, а також дозволяє контролювати ступінь заповнення системи охолодження та сприяє видаленню з неї повітря та пари.
Розширювальний бачок виготовлений з напівпрозорого кополімеру пропілену.
Пробка розширювального бачка: 1 - корпус пробки; 2 тарілка пружини випускного клапана; 3 – пружина випускного клапана; 4 сідло випускного клапана; 5 пружина впускного клапана; 6 клапан впускний у зборі; 7 прокладання випускного клапана; 8 - блок клапанів
На горловину бачка нагвинчується пробка розширювального бачка (рисунок 6) з клапанами впускним 6 (повітряним) та випускним (паровим).
Випускний та впускний клапани об'єднані в блок клапанів 8. Блок клапанів нерозбірний.
Випускний клапан, навантажений пружиною 3, підтримує в системі охолодження надлишковий тиск 65 кПа (0,65 кгс/см 2), впускний клапан 6, навантажений слабшою пружиною 5, перешкоджає створенню в системі розрядження при охолодженні двигуна.
Впускний клапан відкривається та повідомляє систему охолодження з навколишнім середовищем при розрядженні в системі охолодження 1-13 кПа (0,01-0,13 кгс/см 2).
Заправка двигуна ОЖ здійснюється через заливну горловину розширювального бачка. Перед заповненням системи охолодження необхідно попередньо відкрити кран системи опалення.
Для зливу ОЖ слід відкрити зливні крани нижнього коліна водяного трубопроводу, теплообмінника та насосного агрегату передпускового підігрівача, та відвернути пробку розширювального бачка.
Не дозволяється відкривати пробку розширювального бачка на гарячому двигуні, тому що при цьому може статися викид гарячої ОЖ та пари з горловини розширювального бачка.
Експлуатація автомобіля без пробки розширювального бачка не допускається.
Схема перевірки натягу ременів приводу генератора та водяного насоса з розташуванням вентилятора по осі колінчастого валу: 1 шків водяного насоса; 2- ремінь поліклінової; 3 шків колінчастого валу; 4 – натяжний ролик; 5,8,11 болти; 6, 7, 10 гайки; 9 шків генератора. F= 44,1 ± 5 H (4,5 ± 0,5 кгс).
Регулювання натягу (рисунок 7) ременя поліклінового приводу 2 генератора і водяного насоса для двигунів з розташуванням вентилятора по осі колінчастого валу виконати наступним чином:
- - послабити болт 11 кріплення задньої лапи генератора, гайку 10 кріплення передньої лапи генератора, болт 8 кріплення планки генератора, болт 5 кріплення болта натяжного;
- - переміщенням гайки 6 забезпечити необхідний натяг ременя; гайкою 7 зафіксувати положення генератора;
- - затягнути болти 5, 8 та 11, затягнути гайку 10.
Після регулювання перевірити натяг:
- - правильно натягнутий ремінь 2 при натисканні на середину найбільшої гілки зусиллям 44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс) повинен мати прогин - 6...10 мм.
Комплектація двигунів з гідромуфтою
Для капотних автомобілів двигун може комплектуватися гідромуфтою приводу вентилятора, розташованою на 325 мм вище осі колінчастого валу.
Схема роботи системи аналогічна до описаної вище, конструктивні особливості такої комплектації двигуна та його вузлів видно на малюнках 8, 9, 10, 11.
Гідромуфта приводу вентилятора (рисунок 8)
Гідромуфта приводу вентилятора: 1 маточина вентилятора; 2 – вал шківа; 3 – манжета 740.1318166-01; 4 шків; 5 корпус підшипника; 6 корпус-кронштейн; 7 кожух ведучого колеса; 8 підшипник 204; 9 – підшипник 207А; 10 ущільнювач; 11 кришка корпусу-кронштейна; 12 - ведене колесо; 13 зливальний патрубок; 14 колесо провідне; 15 підшипник 114; 16 підшипник 305; 17 манжета 740.1318186-01; 18 - вал веденого колеса
Для підтримки оптимального теплового режиму двигуна та економії палива, привід вентилятора здійснюється через гідромуфту, включення та вимикання якої відбувається автоматично залежно від температури рідини в системі охолодження двигуна.
Вмикач гідромуфти: 1 - корпус вмикача; 2 кільце ущільнювальне; 3 – пружина; 4 – вилка; 5 тяга; 6 важіль коробки; 7 – кришка; 8 - кулька фіксує; 9 пробка; 10 - кулька; 11 - клапан термосиловий; 12 - шток
Частота обертання вентилятора залежить від кількості масла, що надходить у гідромуфту через вмикач (рисунок 9).
Він встановлений у передній частині двигуна на патрубку, що підводить охолодну рідину до правого ряду циліндрів.
Тяга 5 пробка 9 може бути встановлена в трьох положеннях, позначених мітками на корпусі:
- - положення О (крайнє ліве) - вентилятор вимкнено незалежно від температури охолоджуючої рідини;
- - положення П (середнє) - вентилятор постійно включений, незалежно від температури охолоджуючої рідини;
- - положення А (крайнє праве) - вентилятор працює в автоматичному режимі (основний режим).
При підвищенні температури охолоджуючої рідини до 85...90 °С шток 12 термосилового клапана 11 переміщає кульку 10. Через порожнини вмикача, що сполучаються, масло підводиться в порожнину гідромуфти.
Далі через канали у ведучому валу масло надходить у міжлопатевий простір і включає вентилятор, масло з робочих порожнин коліс зливається через отвори в кожусі.
При зниженні температури охолоджуючої рідини нижче 85 °С кулька 10 під дією зворотної пружини 3 перекриває отвір у клапані 11 і відключає вентилятор.
Завдяки цьому підтримується найвигідніша температура двигуна, а витрати потужності на привід вентилятора знижуються.
При відмові вмикача гідромуфти під час роботи в автоматичному режимі (характеризується перегріванням двигуна) примусово включити вентилятор, встановивши пробку 9 у положення "П" і при першій можливості усунути несправність вмикача.
Насос водяний: 1 пиловідбивач; 2- шків; 3 – підшипник 1160305; 4 – підшипник 1160304; 5 – корпус; 6 крильчатка; 7 – сальник; 8 - кільце завзяте; 9 - кільце ущільнювальне; 10 валик; 11 манжета
Водяний насос, що застосовується на двигунах з гідромуфтою (рисунок 10) відцентрового типу, встановлений на передній частині блоку циліндрів зліва.
Вал 10 обертається у підшипниках 3 та 4 з одностороннім гумовим ущільненням.
Для додаткового захисту від проникнення охолоджувальної рідини в підшипники встановлена гумова манжета 11.
Сальник 7 перешкоджає витіканню рідини, що охолоджує, з порожнини насоса. Сальник запресований у корпус 5 насоса, а його графітове кільце постійно притиснуто пружиною до завзятого сталевого кільця 8.
Між упертим кільцем і крильчаткою 6 встановлено гумове кільце 9 ущільнювача 9 в тонкостінній латунній обоймі.
Висока якість виготовлення торців графітового та завзятого кільця забезпечує надійне контактне ущільнення порожнини насоса.
Порожнину між підшипниками заповнено мастилом “Літол -24”, яке при експлуатації періодично (при ТО-2) слід поповнювати за допомогою прес-маслянки до появи її з контрольного отвору.
Для перевірки справності торцевого ущільнення в корпусі насоса є дренажний отвір.
Помітна течка рідини через цей отвір свідчить про несправність ущільнення насоса.
Закупорка отвору не допускається, оскільки призводить до виходу з ладу підшипників.
Вентилятор осьового типу, металевий, восьмилопатевий, діаметром 660 мм кріпиться чотирма болтами до ступиці вентилятора 1 ведомого вала гідромуфти (рисунок 8).
Схема перевірки натягу ременів для двигунів з гідромуфтою: 1 - планка генератора; 2- шків генератора; 3 шків гідромуфти; 4 - шків водяного насоса; 5 шків колінвалу; 6 ролик натяжного пристрою; 7, 8 – болти кріплення планки генератора; 9 гайка кріплення генератора; 10 ремінь приводу генератора та водяного насоса; 11 ремінь приводу гідромуфти. При докладанні зусилля F=(44,1 ± 5)H (4,5 ± 0,5) кгс) на середину гілки «АБ» ременя величина прогину «L» має бути 6-10 мм
Регулювання натягу поліклінового ременя для двигунів з розташуванням вентилятора вище осі колінчастого валу показано на малюнку 11.
Натяг ременя приводу гідромуфти 11 регулюється переміщенням натяжного ролика 6.
Натяги ременя 10 приводу генератора та водяного насоса виконати таким чином:
- - ослаб гайку 9 кріплення генератора;
- - послабити болти 7 і 8, кріплення планки генератора;
- - перемістивши генератор, натягнути ремінь;
- - затягнути гайку 9, болти 7 та 8.
Після регулювання перевірити натяг:
- - правильно натягнутий ремінь при натисканні на середину найбільшої гілки зусиллям 44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс) повинен мати прогин - 6...10 мм.
Вигляд спереду двигуна 740.30-260 (автобусної комплектації): 1 - генератор; 2 – турбокомпресор; 3 напрямний ролик; 4 - масловказівник; 5 шків водяного насоса; 6 - патрубок маслоналивної; 7 ремінь полікліновий; 8 - шків колінчастого валу; 9, 13 – болти; 10, 12 гайки; 11 болт натяжний
Регулювання натягу поліклінового ременя для двигунів 740.30-260 автобусної комплектації (рисунок 12) проводити за допомогою зміни положення генератора I у наступній послідовності:
- - послабити болти 9, 13, стопорну гайку 10 і гайку 12;
- - перемістити генератор 1 за допомогою натяжного болта 11;
- - затягнути болт 9, 13, стопорну гайку 10 і гайку 12.
Після регулювання перевірити натяг:
- - правильно натягнутий ремінь при натисканні на середину найбільшої гілки зусиллям 44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс) повинен мати прогин - 6...10 мм.
