Системы жидкостного охлаждения

24/08/2011 в 10:46

Наиболее широко распространена жидкостная система охлаждения, при которой температура деталей двигателя поддерживается на необходимом уровне путем охлаждения их принудителыю-цирку-лируемой водой. Преимуществами жидкостной системы охлаждения являются снижение температуры деталей двигателя, благодаря чему улучшается наполнение цилиндров, а в карбюраторных двигателях - требований к октановому числу бензинов, меньшая шумность при работе двигателя, так как стенки цилиндров изолированы рубашкой охлаждения; уменьшение общей длины двигателя за счет блочной конструкции двигателя; относительно легкий пуск двигателя при низких температурах.

Эти системы охлаждения разделяют на проточные и замкнутые. Проточные системы охлаждения применяют в основном в стационарных и судовых дизелях. При этой системе охлаждения вода из водопровода, напорного бака или водоема нагнетается водяным насосом в нижний пояс зарубашечного пространства каждого цилиндра, а затем поднимается кверху и охлаждает верхний пояс. Таким образом, вода охлаждает в первую очередь менее нагретые части цилиндра, благодаря чему уменьшаются термические напряжения в деталях. Далее вода поступает в головку блока, охлаждая нагретые стенки камер сгорания и форсуночные колодцы. Затем вода охлаждает выпускной коллектор, а потом сливается в канализацию или водоем через водоотводящий патрубок.

Если позволяет тепловая напряженность поршня, то температура мягкой пресной воды может быть установлена на уровне 85° С. Однако во избежание интенсивного образования накипи температура охлаждающей воды на выходе из двигателя должна быть не более 55° С. При этом перепад температур входящей в двигатель и выходящей из нею воды обычно 15-20° С. Нужная температура входящей в двигатель воды поддерживается смешиванием ее с горячей водой, выходящей из двигателя и направляемой к входящей по обводной трубе.

Постоянная температура выходящей воды поддерживается автоматически специальным прибором (терморегулятором) или вручную кранами путем изменения количества горячей воды, добавляемой к холодной. У некоторых двигателей температуру выходящей воды регулируют краном, изменяя количество воды, протекающей через зару-башечное пространство цилиндров и головок блока. Чем меньшее количество воды пропускается через систему охлаждения двигателя в единицу времени, тем больше температура воды, выходящей из двигателя.

Чтобы избежать образования в системе охлаждения скопления пара, так называемых паровых мешков, которые могут вызвать местный перегрев деталей, иногда в самой верхней точке головки делают пароотводную грубку. Такую систему охлаждения называют открытой .

Одним из главных недостатков проточной системы охлаждения является повышенное загрязнение ее внутренних полостей механическими примесями, что ухудшает теплообмен между нагретыми деталями и водой.

Схема замкнутой системы охлаждения двигателя с наддувом показана на рис. 145. Основными частями системы являются центробежные насос 10 и вентилятор 3, водяной радиатор 12, трубопроводы и термометр для контроля температуры воды, выходящей из головки блока цилиндров.

Системы жидкостного охлаждения

Рис. 145. Схема замкнутой системы охлаждения с наддувом: 1 - горловина радиатора, 2 - датчик термометра, 3 - вентилятор, 4 - трубопровод отвода воды от турбонагнетателя, 5 - турбонагнетатель, 6 - трубопровод подвода воды к турбонагнетателю, 7 и 11 -краны слива воды из системы и из радиатора, « - трубка в блоке, 9 - блок цилиндров, 10 - насос, 12 - радиатор

Система, в которой циркуляция воды осуществляется специальным насосом, называется системой охлаждения с принудительной цирку-ьяцией воды. В этой системе количество воды, подаваемой для охлаждения деталей двигателя, зависит только от производительности насоса. Замкнутая система охлаждения отличается от проточной тем, что вода после выхода из двигателя охлаждается в радиаторе или другом теплообменнике и поступает обратно в двигатель.

Насос, приводимый в движение от коленчатого вала двигателя, засасывает охлажденную в радиаторе воду и подает ее в рубашку блока цилиндров по трубке 8 с отверстиями, уложенной в боковом канале блока. Вода омывает гильзы цилиндров и охлаждает их. После этого вода поступает в головки цилиндров, а оттуда в радиатор. Вентилятор, приводимый в движение от вала двигателя, обдувает воздухом трубки радиатора и охлаждает находящуюся в них воду. Для контроля температуры воды в двигателе в верхней части радиатора установлен штуцер, в который ввернут датчик 2 термометра. Указатель датчика установлен на щитке приборов.

Охлаждающая вода к корпусу подшипников турбонагнетателя 5 поступает по трубопроводу 6 от трубки 8. Вода выходит из турбонагнетателя по трубопроводу 4 и через общий отводной трубопровод поступает в верхнюю часть радиатора. Радиатор и всю систему охлаждения наполняют водой через горловину 1 в верхней его части. Спускают воду из радиатора через кран 11, расположенный в нижней части радиатора. Слив воды из всей системы производится краном 7, находящимся в самой нижней точке двигателя на водяном насосе.

В замкнутой открытой системе охлаждения, когда верхняя часть радиатора непосредственно сообщается с атмосферой, температура охлаждающей умягченной воды должна быть не выше 85-90° С.

У многих двигателей с целью уменьшения расхода охлаждающей воды на испарение и расплескивание система охлаждения не сообщается с атмосферой. Такую систему охлаждения называют закрытой.

Если система охлаждения будет плотно закрыта, то давлением пара может разорвать трубки радиатора, а при охлаждении двигателя после работы в радиаторе создается разрежение, которое может расплющить трубки. Чтобы этого не произошло, на верхней части радиатора устанавливают паровоздушный клапан, регулирующий давление в радиаторе. Давление в системе поддерживается 0,12-0,13 МПа, а температура кипения воды соответственно увеличивается до 102- 105° С. В связи с этим вероятность закипания воды при больших нагрузках двигателя резко уменьшается. Перепад температур входящей и выходящей охлаждающей воды обычно составляет 10-15" С.

Еще по теме

  • Реактивные масляные центрифуги
    На многих двигателях для тонкой очистки масла устанавливают реактивную масляную центрифугу, которая хорошо отбирает из масла абразивные частицы, снижает износ основных трущихся деталей двигателя примерно в два раза, увеличивает срок использования картерного масла. Масляные центрифуги значительно выгоднее сменных картонных фильтров ДАСФО, работающих неравномерно и часто неудовлетворительно. В основу движения масляной[..]
  • Неисправности кривошипно-шатунного механизма и способы их устранения
    Неисправности кривошипно-шатунного механизма могут быть выявлены в результате наблюдения за работой двигателя. К основным неисправностям двигателя, вызванным нарушением работы кривошипно-шатунного механизма, относят: падение компрессии, детона ционное сгорание и преждевременные вспышки топлива, стуки поршней, пальцев, стуки в шатунных и коренных подшипниках, перегрев двигателя, падение мощности и давления масла в системе смазки,[..]
  • Техническое обслуживание системы топливоподачи карбюраторных двигателей
    При техническом обслуживании проверяют герметичность топливного бака, топливопроводов, топливоподкачивающего насоса, карбюратора, а также очищают их от пыли и грязи. При необходимости проверяют и регулируют карбюратор И топливоподкачивающий насос. При обслуживании системы топливоподачи производят регулировку карбюратора на малую частоту вращения холостого хода, проверяют и регулируют уровень топлива в поплавковой камере карбюратора,[..]