Агрегати системи охолодження

Рідинний насос відцентрового типу забезпечує циркуляцію ріди­ни в системі охолодження двигуна. Він встановлений на передньому торці блока циліндрів двигуна.

У корпусі насоса двигуна КамАЗ-740 на кулькових підшипниках

4 і 6 (рис. 3) встановлений вал. На передньому кінці вала закріпле­но шпонкою і болтом 2 привідний шків 1. На протилежному кінці вала напресована і закріплена гайкою крильчатка насоса. Вал приводиться в обертання за допомогою клинопасової передачі від шківа гідромуфти. Порожнина в корпусі під крильчатку герметизується сальником 8, що складається з корпусу, гумової манжети ущільнюва­ча, розтискної пружини і графітного кільця. Сальник запресований у корпусі рідинного насоса, а його графітне кільце постійно притиснуте до упорного сталевого кільця. Між упорним кільцем і крильчаткою встановлене гумове кільце ущільнювача. Висока якість виготовлен­ня торців графітного і сталевого упорних кілець забезпечує надійне контактне ущільнення рідинної порожнини насоса.

Підшипники 4 і 6 з одностороннім ущільненням. Порожнина під­шипників при збиранні заповнюється мастильним матеріалом, який необхідно поповнювати в процесі експлуатації через прес-маслянку 5.

Особливості конструкції рідинного насоса двигуна ЯМЗ-238 показані на рис. 4.

Рис. 3. Рідинний насос двигуна КамАЗ-740:

1 — шків; 2 — болт; З — шайба; 4,6 — під­шипники; 5 — прес-маслянка; 7 — ман­жета; 8 — сальник

Рис. 4. Рідиннийнасос двигунаЯМЗ-238:

7 — сальник; 2 — корпус насоса; З — втулка; 4 — шпилька кріплення під­відного патрубка; 5 — стопорне кільце сальни­ка; 6 — упорне кільце сальника; 7 — пружина сальника; 8 — манжета сальника; 9 — крильчатка; 10 — кришка; 11 — вал; 12 — гайка; 13 — стопор­на шайба; 14 — пере­пускний ніпель трубки водяних термостатів; 15, 16 — кулькові під­шипники; 17— проклад­ки; 18 — корпус сальни­ка; 19 — втулка сальника; 20 — гайка кріплення боковини шківа; 21 — зам­кова шайба; 22 — гайка; 23—маточина шківа; 24— боковина шківа; 25 — ре­гулювальні прокладки; 26 — прес-маслянка

Вентилятор осьового типу, створює додатковий потік повітря через серцевину радіатора системи охолодження. Вентилятор дви­гуна КамАЗ-740 закріплений на маточині 15 (рис. 5) веденого ва­ла гідромуфти і розміщений у кожусі. При обертанні вентилятора кожух формує потік повітря, спрямований через серцевину радіато­ра, і тим самим підвищує ефективність охолодження.

Привід вентилятора гідравлічний; він складається з гідромуфти і вимикача режиму її роботи. Гідромуфта приводу вентилятора за­безпечує передачу крутного моменту від колінчастого вала двигуна до вентилятора і зниження динамічних навантажень, що виникають при різкій зміні частоти обертання колінчастого вала. Вимикач за­безпечує автоматичне вмикання або вимикання вентилятора.

Гідромуфта встановлюється в передній частині двигуна КамАЗ-740 співвісно з колінчастим валом у порожнині, обмеженій передньою кришкою 1 блока (див. рис. 5) і корпусом 2 підшипни­ка. Ведучий вал у зборі з кожухом З, ведуче колесо 10, вал 12 шківа і шків 11 з'єднані болтами і обертаються в кулькових підшипниках 8,19. Вони складають ведучу частину гідромуфти, яка приводиться в обертання від колінчастого вала двигуна за допомогою шліцьово­го вала 6. Ведене колесо 9 у зборі з валом 16 і закріпленою на ньому маточиною 15 вентилятора, обертаються в кулькових підшипниках 4, 13 і складають ведену частину гідромуфти. Гідромуфта ущільне­на гумовими манжетами 17,20.

Рис. 5. Гідромуфта приводу вентилятора:

1 — передня кришка; 2 — корпус підшипника; 3 — кожух; 4, 8, 13, 19 — кулькові підшип­ники; 5 — трубка; 6 — ведучий вал; 7 — вал приводу гідромуфти; 9 — ведене колесо; 10 — ведуче колесо; 11 — шків; 12 — вал шківа; 14 — втулка манжети; 15 — маточина вентилятора; 16 — ведений вал; 17,20 — манжети; 18 — прокладка

На внутрішніх тороїдальних поверхнях ведучого і веденого коліс є радіальні лопаті, відлиті разом з колесами. Міжлопатевий простір коліс утворює робочу порожнину гідромуфти.

Передача крутного моменту з ведучого колеса 10 гідромуфти на ведене колесо 9 відбувається при заповненні робочої порожнини маслом. При працюючому двигуні масло, що надходить з нагнітальної секції масляного насоса через канал вимикача, потрапляє на лопаті ведучого колеса, що обертається і захоплюється ними, отримуючи при цьому кінетичну енергію. В порожнині коліс встановлюється внутрішня циркуляція масла. Частинки масла, ударяючись об лопаті веденого колеса, віддають йому енергію, забезпечуючи обертання ведених деталей і вентилятора. Частота обертання веденого колеса залежить від кількості масла, що надходить у порожнину гідромуф­ти. Різка зміна частоти обертання колінчастого вала двигуна супро­воджується проковзуванням ведучого колеса гідромуфти відносно веденого, що знижує динамічні навантаження в приводі.

Вимикач гідромуфти (рис.6) коректує режим роботи вентиля­тора залежно від температури рідини в системі охолодження, зміню­ючи кількість масла, що надходить у гідромуфту. При необхідності забезпечує постійне вимикання або вмикання вентилятора.

Вимикач має три фіксовані положення і забезпечує роботу вен­тилятора в одному з трьох режимів.

Автоматичний — важіль встановлений в положення А (рис. 6.7). При підвищенні температури охолодної рідини, що омиває термо­силовий датчик 7 (див. рис. 6), активна маса, що знаходиться в ба­лоні датчика, починає плавитися і, збільшуючись в об'ємі, пе­реміщує шток датчика і кульку. При температурі рідини 85-90°С кулька відкриває масляний канал у корпусі вимикача. Масло з головної масляної магістралі двигуна каналами у корпусі вимикача, блока і його передній кришці, трубці і каналах у ведучому валу над ходить у робочу порожнину гідромуфти; при цьому крутний момент від колінчастого вала передається крильчатці вентилятора. При температурі охолодної рідини нижче 85°С кулька під дією пружини перекриває масляний канал у корпусі і подача масла в гідромуфту припиняється; при цьому масло, що знаходиться в гідромуфті, через отвір у кожусі зливається в картер двигуна і вен­тилятор вимикається.

Рис. 7. Схема роботи вимикача гідромуфти залежно від положення важеля:

1 — автоматичний режим; 2 — вентилятор увімкнений постійно; 3 — вентилятор вимкнений; І — подача масла із системи мащення двигуна; ІІ — подача масла в гідромуфту

Вентилятор вимкнений — важіль встановлений у положення В (див. рис. 7), масло в гідромуфту не подається; при цьому криль­чатка може обертатися з невеликою частотою під дією сил тертя, що виникає при обертанні підшипників і манжети гідромуфти.

Вентилятор увімкнений постійно — важіль встановлений в положення Я; при цьому в гідромуфту постійно надходить масло незалежно від температури охолодної рідини, вентилятор обертаєть­ся постійно з частотою, яка приблизно дорівнює частоті обертання колінчастого вала.

Основний режим роботи гідромуфти — автоматичний. При відмові вимикача гідромуфти в автоматичному режимі (характери­зується перегрівом двигуна) необхідно увімкнути гідромуфту в постійний режим (встановити важіль вимикача в положення П) і при першій нагоді усунути несправність вимикача.

Радіатор призначений для передачі тепла від охолодної рідини в довкілля.

Радіатор трубчасто-стрічкового типу розташований перед дви­гуном. Він складається з теплорозсіюючої серцевини (остова), верх­нього і нижнього бачків і деталей кріплення. Три ряди розташованих вертикально овальних трубок серцевини впаяно в бачки. Для збільшення теплорозсіюючої поверхні простір між трубками заповнений гофрованою мідною стрічкою, розташованою горизонтально і в пе­регинах припаяної до бічних поверхонь трубок. До бачків припаяні сталеві бічні стояки, що створюють разом з нижньою пластиною кар­кас радіатора. У верхній бачок упаяні патрубки підведення нагрітої рідини з головок блока двигуна і відведення пари в розширюваль­ний бачок. Нижній бачок оснащений патрубком для відведення від радіатора охолодної рідини до насоса. Радіатор у зборі з кожухом вентилятора кріпиться до кронштейнів рами через гумові кільця.

Жалюзі регулюють інтенсивність обдування радіатора зустріч­ним потоком повітря. Вони розміщені перед радіатором і складають­ся з горизонтально розташованих пластин, встановлених шарнірно в рамці, з приводом від рукоятки, розміщеної під щитком приладів. Ру­коятка приводу стопориться в різних положеннях кульковим фікса­тором. При витяганні рукоятки пластини, повертаючись на шар­нірах, зменшують зустрічний потік повітря, що надходить до радіато­ра. Жалюзі закривають при прогріванні двигуна і під час руху, якщо температура охолодної рідини не підіймається вище 70°С.

Розширювальний бачок компенсує зміну об'єму рідини при її розширенні внаслідок підвищення температури на працюючому дви­гуні, сприяє видаленню з охолодної рідини повітря і конденсації пари, що надходить з системи охолодження, створює підпір рідини у пра­цюючому рідинному насосі, покращуючи умови його роботи, а також дає змогу контролювати рівень заповнення.системи охолодження.

У заливній горловині бачка встановлена пробка 1 (рис. 8) з ви­пускним 5 і впускним 6 клапанами. Випускний (паровий) клапан оберігає радіатор і трубопроводи від руйнування при збільшенні тиску в системі внаслідок розширення охолодної рідини при підви­щенні її температури або виділення пари. Пружина 3 випускного клапана 5 розрахована на створення в системі охолодження надмір­ного тиску до 65 кПа. Температура кипіння охолодної рідини при такому тиску підвищується приблизно до 113—114°С. Впускний клапан 6 перешкоджає підвищенню розрідження в системі і з'єднує її з атмосферою при розрідженні 1-13 кПа, що утворюється при охолодженні двигуна.

Рис. 8. Пробка розширювального бачка:

1 — пробка з клапанами;2 — шток; 3 — пружина; 4 — горловина розширю­вального бачка; 5 — випу­скний (паровий) клапан; 6 — впускний клапан (по­вітряний); 7 — прокладка

Термостати з твердим наповнювачем і прямим ходом клапана призначені для прискорення прогрівання холодного двигуна і авто­матичної підтримки його оптимального теплового режиму при русі автомобіля. На основі термостата 6 (рис. 9) закріплені стояки 1, 7, усередині яких розміщені балон 8 з активною масою і гумовою втулкою 4, а також клапани 5, 10 з пружинами 11, 13.

При прогріванні холодного двигуна патрубок, що сполучає по­рожнини блока з радіатором, закритий радіаторним клапаном 5, пе­репускний клапан 10 відкритий і забезпечує підведення рідини до насоса. Рідина в цьому випадку циркулює малим колом, минувши радіатор, що прискорює прогрівання двигуна.

Прогрівання двигуна до температури 80 ± 2°С викликає плав­лення активної маси в балоні, що призводить до переміщення його вправо; при цьому відкривається клапан 5 і прикривається клапан 10. Рідина починає циркулювати частково і великим колом з охоло­дженням її в радіаторі. Повне відкриття клапана 5 і закриття клапа­на 10 відбувається при температурі рідини 93 ± 2°С, що забезпечує циркуляцію рідини тільки через радіатор.

При зниженні температури рідини об'єм активної маси в балоні термостата зменшується і пружина 13, переміщуючи клапани 5, 10, збільшує циркуляцію рідини через блок циліндрів з одночасним зниженням її руху через радіатор. Прогрівання двигуна і вихід його на оптимальний режим роботи прискорюються.

Контроль за тепловим режимом двигуна здійснюється за допомо­гою контрольно-вимірювальних приладів. Покажчик температури охолодної рідини розміщений на щитку приладів і працює спільно з датчиком, встановленим у стінці коробки термостатів. Сигнальна лампа перегріву рідини з світлофільтром червоного кольору вмонто­вана в шкалу покажчика температури, а датчик сигнальної лампи вста­новлений у трубопроводі двигуна. При температурі охолодної рідини вище 101 ±3°С

спрацьовує датчик і сигнальна лампа спалахує.

Рис. 9. Будова та схема роботи термостата:

а — будова; б, в — робочі положення; 1,7 — стояки; 2 — шток; 3, 12 — регулювальні гайки; 4 — гумова втулка з шайбою; 5, 10 — клапани; б — основа;

8 — балон; 9 — активна маса (церезин); 11, 13 —пружини

3. Можливі несправності системи охолодження та способи їх усунення.

Під час роботи потрібно стежити за температурою охолодної рідини і при недостатній температурі в системі охолодження при­кривати жалюзі радіатора. Якщо вони повністю відкриті, а двигун все ж перегрівається, його треба зупинити і перевірити рівень охо­лодної рідини в розширювальному бачку. Щоб унаслідок зниження тиску в системі після відкриття кришки не було миттєвого закипан­ня і викидання рідини з горловини, її кришку знімають обережно. Рівень рідини в бачку має бути вищим за кран контролю рівня, але не вищим аніж 2/3 висоти бачка.

Слід періодично поповнювати мастильний матеріал у порож­нині підшипникового вузла рідинного насоса, нагнітаючи його че­рез прес-маслянку до появи свіжого матеріалу в контрольному от­ворі. Витікання рідини з дренажного отвору в корпусі насоса свід­чить про те, що сальник ущільнення торця втратив герметичність і його необхідно замінити.

Несправності системи охолодження виникають від перегріву двигуна внаслідок недостатньої кількості охолодної рідини, зовнішнього забруднення серцевини радіатора, значного накипу, не­справності вимикача гідромуфти або неповного відкриття клапанів термостатів, а також при поломці рідинного насоса.

Лекція _____

Тема: Система мащення.

План

1. Призначення, будова і робота системи мащення

2. ТО системи мащення

3. Можливі несправності системи мащення та способи їх усунення.

1. Призначення, будова і робота системи мащення

Система мащення забезпечує підведення до тертьових повер­хонь деталей масла, яке зменшує тертя між ними та їх зношування, а також дозволяє знизити втрати потужності двигуна на подолання сил тертя. Під час роботи двигуна масло безперервно циркулює між деталями: охолоджує і оберігає їх від корозії та видаляє продукти зношування. Тонкий шар масла, що знаходиться на поршнях, порш­невих кільцях і циліндрах, не тільки знижує їх зношування, але й покращує компресію двигуна.

Система мащення дизеля КамАЗ-740 (рис.1) є типовим при­кладом комбінованої системи мащення.

Заправка дизеля маслом здійснюється через заливний патрубок, встановлений на картері маховика справа. Для періодичного контро­лю за рівнем масла в піддоні 6 картера служить щуп 21. Особливістю системи мащення дизеля є те, що в ній є два фільтри тонкого очищен­ня: повнопотоковий фільтр 13 із змінним фільтруючим елементом і неповнопотоковий — центрифуга 19, включені між собою паралельно.

Двосекційний масляний насос, що складається з нагнітальної 11 і радіаторної 10 секцій, приводиться в дію від колінчастого вала. Секцією 11 масляного насоса по каналу в правій стінці блока циліндрів масло подається в повнопотоковий фільтр 13 із змінним фільтруючим елементом тонкого очищення, звідки воно потрапляє в головну масляну магістраль 14.

Рис.1. Система мащення дизеля КамАЗ-740:

1 — компресор; 2 — паливний насос високого тиску; З — регулятор-вимикач; 4 — гідро­муфта; 5 — кран; 6 — піддон; 7 — запобіжний клапан радіаторної секції масляного насоса; 8 — радіатор; 9 — запобіжний клапан нагнітальної масляного насоса; 10 секції — радіаторна секція масляного насоса; 11 — нагнітальна секція масляного насоса; 12 — редукційний клапан; 13 — фільтр; 14 — головна масляна магістраль; 15 — перепускний клапан; 16 — зливний клапан масляного радіатора; 17 — перепускний клапан; 18 — кран ввімкнення масляного радіатора; 19 — центрифуга; 20 — манометр; 21 — щуп; 22 — сапун

З головної масляної магістралі каналами у блоці циліндрів масло надходить до корінних підшипників колінчастого вала і через отвори в його щоках надходить до шатунних підшипників. Одно­часно масло вертикальними каналами в блоці циліндрів надходить до опорних шийок розподільного вала і похилими — до втулок ко­ромисел, а від них потрапляє до регулювальних гвинтів і верхніх наконечників штанг.

Стікаючи внутрішніми отворами штанг, масло змащує штовхачі і кулачки розподільного вала двигуна.

На стінки циліндрів дизеля масло потрапляє внаслідок розбриз­кування, надлишок знімається маслознімними кільцями, відво­диться всередину поршня і змащує поршневий палець. З похилих каналів блока масло надходить для змащення підшипників компре­сора 1 і паливного насоса 2 високого тиску. Крім того, від нагніталь­ної секції через кран 5 і регулятор-вимикач З масло подається в гідромуфту 4 приводу вентилятора.

Радіаторна секція 10 маслопроводом подає масло до центрифу­ги 19, з якої воно постійно зливається в піддон картера через клапан 16 або проходить у радіатор 8, якщо кран 18 маслопровода відкри­тий. Перепускний клапан 17 обмежує тиск масла, що проходить че­рез центрифугу, до 0,6-0,65 МПа, а клапан 12 у корпусі масляного насоса, обмежує тиск у головній магістралі мащення і відкривається при тиску 0,4-0,45 МПа.

Тиск масла в системі мащення визначається манометром 20. При засміченні фільтра 13 або підвищенні в'язкості масла відкри­вається перепускний клапан 15 і неочищене масло надходить у головну масляну магістраль 14. При цьому на щитку приладів спалахує сигнальна лампочка.

Клапани системи мащення. До тертьових деталей масло підво­диться під певним тиском. Якщо він недостатній, то через змен­шення швидкості потоку в зазорах погіршується вимивання з них продуктів зношування і охолодження деталей. При надмірному тиску збільшуються навантаження на складальні одиниці системи мащення і витрата енергії на привід масляного насоса. Тиск масла в магістралі залежить від частоти обертання колінчастого вала, тем­ператури масла, ступеня зношеності деталей, опору масляних фільтрів, радіатора і т.п.

Щоб із зміною цих чинників не порушилася нормальна робота, система обладнана автоматично діючими плунжерними клапанами. Всього їх шість: три у масляному насосі — запобіжні 9 і 2 (рис. 2) відповідно радіаторної і нагнітальної секцій і клапан 7; у центрифу­ги — зливний 12 і перепускний 11 клапани і один перепускний кла­пан 5 у повнопотоковім маслянім фільтрі.

Клапан 7 необхідний для підтримки нормального тиску (400-550 кПа) масла в головній магістралі прогрітого двигуна. За принципом дії клапан диференціальний і представляє собою плунжер з кільцевою проточкою А. З одного боку він навантажений силою тис­ку масла з головної магістралі, а з іншого — пружиною. При цьому сила тиску, що передається безпосередньо з нагнітальної секції масля­ного насоса каналом Б, не порушує рівноваги, оскільки вона діє на рівні за площею поверхні торців проточки. Коли тиск у головній магістралі перевищить допустимий, клапан, долаючи опір пружини, зміститься і проточка А з'єднає канали Б і В, внаслідок чого масло від насоса вільно зливатиметься каналом В у піддон.

Рис. 2. Клапани системи мащення:

1 — маслоприймач; 2, 9 — запобіжні клапани нагнітальної і радіаторної секцій; 3,8 — нагнітальна і радіаторна секції масляного насоса; 4 — повнопотоковий масляний фільтр; 5 — перепускний клапан із сигналізатором засмічення; 6 — лампа сигналізатора засмі­чення повнопотокового масляного фільтра; 7 — диференціальний клапан системи ма­щення; 10 — відцентровий масляний фільтр; 11 — перепускний клапан центрифуги; 12 — зливний клапан центрифуги; 13 — масляний радіатор

Перепускний клапан 5 вступає в роботу при забрудненні фільт­руючих елементів повнопотокового фільтра 4. З одного боку на кла­пан 5 діє сила тиску неочищеного масла, а з іншого — сила тиску очищеного масла і зусилля пружини, відрегульованої на перепад (різницю) тиску до і після фільтра, що дорівнює 250-300 кПа. Коли опір фільтра перевищує значення перепаду тиску, клапан відкри­вається і частина масла перетікає в головну магістраль, обминувши фільтр.

Таким чином, коли спрацьовує перепускний клапан, то він за­побігає аварійному пошкодженню двигуна, але одночасно підви­щується спрацювання деталей через подачу до них неочищеного масла. Щоб водій знав про це, в перепускному клапані є контакт­ний пристрій, який забезпечує ввімкнення лампи 6 на щитку при­ладів у кабіні, що сигналізує про роботу двигуна на неочищеному маслі.

Запобіжні клапани 2 і 9 запобігають надмірному підвищенню тиску, створюваного секціями масляного насоса, подача яких розра­хована із запасом на випадок роботи зі зниженою частотою обер­тання, на гарячому маслі, при певній зношеності двигуна. З боку нагнітальної порожнини на клапан діє сила тиску масла, а з проти­лежного боку — зусилля пружини. Коли сила тиску перевищить опір пружини (наприклад, при прокачуванні холодного масла при запуску непрогрітого двигуна), клапан відкриється і пропустить надлишок масла у всмоктувальну порожнину, знизивши наванта­ження на деталі насоса.

Для забезпечення нормальної роботи центрифуги потрібен достатньо високий тиск масла, яке надходить до неї, тому перепуск­ний клапан 11 відрегульований на тиск відкриття 600-650 кПа. Для запобігання руйнуванню тонкостінних трубок масляного радіатора тиск масла в його магістралі повинен бути значно нижчим, тому зливний клапан 12 відкривається при тиску 50-70 кПа.

Системи мащення двигунів ЯМЗ мають подібну будову. Особ­ливості системи мащення двигуна ЯМЗ-238 показані на рис. 3.

Рис. 3. Схема системи мащення двигуна ЯМЗ-238:

1 — центрифуга; 2 — паливний насос високого тиску; 3 — масляний фільтр турбокомпре­сора; 4 — маслозаливна горловина; 5 — центральний масляний канал; 6 — дифе­ренціальний клапан; 7 — напрям руху масла до масляного радіатора; 8 — запобіжний клапан радіаторної секції; 9 — маслоприймач масляного насоса; 10 — редукційний кла­пан; 11 — напрямок руху масла з радіатора в піддон; 12 — масляний насос; 13 — перепу­скний клапан масляного фільтра; 14 — фільтр грубого очищення масла; Г — масляні канали колінчастого вала