Схема системи водяного охолодження
Двигун трактора працює нормально лише за певного теплового режиму.
Якщо головка циліндрів, циліндри, поршні та інші деталі перегріті, погіршуються умови їхнього змащення; підвищується тертя та знос деталей; циліндри погано наповнюються повітрям; зазори в зчленування деталей стають недостатніми; можливе заїдання поршнів у циліндрах.
Якщо двигун трактора переохолоджено, збільшуються втрати тепла; паливо погано випаровується, важко займається і неповно згоряє, що знижує потужність та економічність роботи двигуна; різко зростає знос деталей, так як через збільшену затримку самозаймання палива підвищується жорсткість роботи, а через конденсацію продуктів згоряння циліндри, поршні та поршневі кільця піддаються сильному впливу корозії.
Найвигідніший тепловий режим роботи двигуна трактора підтримує система охолодження, яка відводить зайве тепло від деталей і передає повітря.
Якщо тепло від деталей, що охолоджуються, відводиться безпосередньо повітрям, таке охолодження називають повітряним, якщо ж передавачем тепла служить вода, то охолодження називають водяним.
Схема систем водяного охолодження:
а - з термосифонною циркуляцією води; б - з примусовою циркуляцією води; 1 - радіатор; 2 - вентилятор; 3 - верхній бак; 4 - труба; 5 - водяна сорочка головки; 6 - водяна сорочка блоку; 7 - труба; 8 - нижній бак; 9-термостат; 10 – водорозподільний канал; 11 - насос; 12-перепускна трубка
У двигунах, що мають систему водяного охолодження, деталі, схильні до найбільшого нагрівання під час роботи, укладені у водяні сорочки 5 і 6 (рис. вище) головки та блоку. Нагріта вода з водяної сорочки по трубі 4 надходить у радіатор 1. Проходячи по трубках радіатора, між якимивентилятор 2 просмоктує повітря, вона охолоджується і по трубі 7 знову надходить у сорочку.
Вода охолоджує деталі двигуна трактора краще ніж повітря, тому системи водяного охолодження двигунів поширені ширше, ніж повітряного. Однак розміри та маса двигуна з водяним охолодженням більші, догляд за ним складніше. Якщо взимку такий двигун не утеплюватиме, він переохолоджується, а під час зупинки виникає небезпека замерзання води.
Циркуляція води у системі може бути термосифонною чи примусовою. При термосифонній циркуляції (рис. а) нагріта у водяній сорочці блоку 6 вода витісняється вгору більш щільною холодною водою, що надходить з нижнього бака 8 радіатора.
Система з термосифонною циркуляцією проста, але внаслідок малої швидкості руху води має велику ємність та нерівномірно охолоджує деталі. Тому зараз її застосовують тільки для охолодження пускових двигунів, пристрій яких повинен бути максимально простим.
Більш досконала система охолодження з примусовою циркуляцією води (рис. б), що створюється насосом 11. Завдяки високій швидкості руху різниця температур води при вході в двигун і при виході з нього дорівнює 4-8 ° С.
Щоб усі деталі охолоджувалися рівномірніше, вода, що входить у водяну сорочку сучасних двигунів, спочатку нагнітається в спеціальний водорозподільний канал 10, з нього надходить до найбільш нагрітих деталей, а потім - до інших.
Система охолодження може бути відкритою (радіатор постійно повідомлено з атмосферою) або закритою (радіатор повідомлено з атмосферою тільки при підвищеному або зниженому тиску в ньому). Наприклад, двигун СМД-14, який стоїть на тракторі Т-74, має відкриту систему охолодження, а той самий двигун СМД-14, встановлений на тракторі ДТ-75, маєзакриту систему охолодження
Система охолодження двигуна СМД-14 є типовою для дизельних двигунів, обладнаних пусковими двигунами.
Схема системи охолодження двигуна СМД-14:
1 - сітка; 2 - облицювання радіатора; 3 - серцевина радіатора; 4-масляний радіатор; 5 - брезентова шторка; 6 - верхній бак радіатора; 7-пробка; 8 - паровідвідна трубка; 9 - горловина; 10, 16, 19 і 30 - патрубки; 11, 18 та 27 - сполучні шланги; 12 - датчик термометра; 13 - покажчик термометр; 14 - водовідвідна труба; 15 - сполучний шланг; 17 - пусковий двигун; 20 - зливна трубка; 21 і 22 - сполучні отвори; 23 - водяна сорочка блоку; 24 - водорозподільний канал; 25 - водяна сорочка головки циліндрів; 26 - водяний насос; 28 - вентилятор; 29 - ремінь приводу вентилятора; 31 - кожух вентилятора; 32 - нижній бак радіатора; 33 - зливна пробка
Водяна сорочка 23 (рис. вище) блоку з'єднана з водяною сорочкою 25 головки циліндрів, а також через отвори 22 - з водорозподільним каналом 24, відлитим у лівій частині блоку. Спереду канал повідомлений з водяним насосом 26, який за допомогою патрубка 30 приєднаний до нижнього бака 32 радіатора. Верхній бак радіатора 6 через патрубок 10 і водовідвідну трубу 14 з'єднаний з водяною сорочкою головки циліндрів.
Водяна сорочка пускового двигуна 17 патрубком 19 внизу з'єднана з водорозподільним каналом 24, а вгорі патрубком 16 з водовідвідною трубою 14. Зливають воду з системи через трубку 20, приєднану до блоку, і через отвір в нижньому баку, що закривається.
Під час прогрівання пускового двигуна у системі встановлюється термосифонна циркуляція води. Нагріта в сорочці пускового двигуна вода витісняється холодною, що надходить з каналу 24, іподається по водовідвідній трубі 14 і водяну сорочку 25 головки блоку, а з неї через сполучні отвори 21 в сорочку блоку і знову в розподільчий канал 24. При цьому головка блоку і верхня частина циліндрів прогріваються, що полегшує запуск двигуна.
При роботі дизельного двигуна водяний насос 26 засмоктує воду з нижнього бака 32 радіатора і нагнітає її через розподільний канал 24 і отвори 22 водяні сорочки 23 і 25. Тут вода охолоджує циліндри і головку блоку і через трубу 14 відводиться у верхній бак 6.
Тепловий стан працюючого двигуна контролюють за допомогою дистанційного термометра, датчик 12 якого ввинчений у водовідвідну трубу, а покажчик 13 змонтований на щитку приладів. Потрібну температуру (80-95 ° С) підтримують шляхом прикриття серцевини радіатора шторкою.
Система охолодження двигуна Д-50Л закрита. Схема її подібна до системи охолодження двигуна СМД-14, але в ній є термостат, який прискорює прогрів двигуна після пуску і автоматично підтримує тепловий стан за різних умов.
1 - стрижень; 2 і 6 - бічні клапани; 3 - обічайка; 4 - пружинна коробка; 5 - нижня кришка; 7 - планка; 8 - кулька; 9 - центральний клапан
Усі деталі термостата (мал. вище) виготовлені з латуні. Пружинна тонкостінна коробка 4, що являє собою циліндричну гармошку, через нижню кришку 5 і відштамповані за одне з нею планки 7 з'єднана з обічайкою 3. До верхньої кришки пружинної коробки припаяний пустотілий стрижень У, на різьбовий кінець якого звернений центральний клапан. припаяний бічний клапан 6. У стислу пружинну коробку через свердління в стрижні 1 заливають трохи легкокиплячої рідини. Після цього отвір у стрижнізаглушують кулькою 8 і запаюють, завдяки чому коробка залишається в стислому стані.
При підвищенні температури води рідина у пружинній коробці 4 випаровується, тиск у ній збільшується, коробка розтягується та центральний клапан 9 відкривається. Одночасно з цим бічний клапан закриває 6 вікна в обічайці.
Схеми системи охолодження двигуна Д-50Л (а) та встановлення термостата (б):
1 - жалюзі; 2 - масляний радіатор; 3 - серцевина водяного радіатора; 4 - водяний насос; 5 - вентилятор; 6 - кожух вентилятора; 7 - планка управління стулками жалюзі; 8 - верхній бак радіатора; 9 - пробка заливної горловини; 10 - відбивач заливної горловини; 11 - паровідвідна трубка; 12 - датчик термометра; 13 - корпус термостата; 14, 17 та 25 - шланги; 15 - термометр; 16 - термостат; 18 - труба відведення нагрітої води від пускового двигуна; 19 і 23 - сполучні отвори; 20 - водяна сорочка головки циліндрів; 21 - водорозподільний канал; 22 - патрубок підведення холодної води до пускового двигуна; 24 - водяна сорочка блоку циліндрів; 26 - всмоктувальний патрубок; 27 - ремінь приводу вентилятора; 28 - нижній бак радіатора; 29 - латунний стаканчик; 30 - зливний кран
Термостат встановлений в роз'ємному корпусі 13 (див. рис. вище) так, що віджимання нижнього краю обичайки затиснуто між верхньою і нижньою половинками корпусу. Верхня горловина обічайки термостата щільно вставлена в отвір перемички, що розділяє порожнини А і корпусу Б корпуса термостата. Ці порожнини з'єднані відповідно: А - з верхнім баком 8 радіатора, Б - з всмоктувальною порожниною водяного насоса 4 за допомогою шланга 17 і - з водяною сорочкою 20 головки циліндрів дизельного двигуна і з водяною сорочкою головки циліндрів пускового двигуна за допомогою труби 18.
При прогрівіпускового двигуна у системі встановлюється термосифонна циркуляція. Вода, нагріта у водяній сорочці пускового двигуна, піднімається і трубою 18 і каналу Г корпусу термостата надходить у його порожнину, звідки через водяну сорочку головки циліндрів дизельного двигуна і патрубок 22 знову повертається у водяну сорочку пускового двигуна.
При роботі дизельного двигуна, а також під час прокручування пусковим двигуном в системі відбувається примусова циркуляція води. Водяний насос 4 нагнітає воду через водорозподільний канал 21 і отвори 23 водяну сорочку 24 блоку для охолодження циліндрів. Далі вода через отвори 19 йде у водяну сорочку 20 головки блоку циліндрів, охолоджує камери згоряння, всмоктують і випускні клапани, а також латунні стаканчики 29 форсунок.
З головки блоку вода надходить у порожнину корпусу 13 термостата. Подальший шлях води залежить від її температури. Якщо температура води нижче 70 ° С, то горловина обичайки термостата закрита центральним клапаном, а бічні вікна відчинені. Тому вона не зможе потрапити в радіатор, а, пройшовши через бічні вікна в порожнину Б, по каналу Д і гумовому шлангу 17 надійде у всмоктувальну порожнину водяного насоса, не охолоджена нагнітатися знову у водяну сорочку, і двигун швидко прогріється.
Коли температура води перевищить 70°, відкриється центральний клапан термостата, а вікна його обичайки закриються бічними клапанами. Вода з порожнини почне надходити в порожнину А і далі по шлангу 14 - у верхній бак 8 радіатора. Пройшовши його трубками в нижній бак 28, вона повернеться по гумовому шлангу 25 у всмоктувальний патрубок 26 водяного насоса вже охолодженою.
При температурі 83° С центральний клапан термостата повністю відкритий, і весь потік води проходитьчерез радіатор. При температурі нижче 83° Бічні клапани не повністю закривають вікна обічайки, тому частина води проходить до водяного насоса, минаючи радіатор. Так автоматично регулюється тепловий стан двигуна.
Для запуску дизеля Д-50 замість пускового двигуна використовують електричний стартер. Тому корпус термостата влаштований простіше, ніж термостат двигуна Д-50Л.