§ 2. Устройство радиаторов и термостатов

Радиатор состоит из верхнего 2 (рис. 165, а) и нижнего 11 баков, сердцевины 1 и деталей крепления. Обычно применяют трубчатые серд- цевины, представляющие собой несколько рядов вертикальных круглых или овальных (рис, 165,6) латунных трубок 13. Для увеличения поверх-

Рис. 165. Радиатор и его детали:

а —радиатор: / — сердцевина водяного радиатора; 2 —верхний бак; 3 — тяга управления жалюзи; 4 — крышка заливной горловины; 5, 8 — неподвижные планки; 6 — система рычагов; 7 — подвижная планка; 9 — строрка; 10 — краник; // — нижний бак; 12 — масляный радиатор; б —трубчатая серд- цевина: 13 — трубка; 14 — пластины; в — крышка горловины радиатора с паровоздушным клапаном: 1 — пароотводная трубка; 2 — паровой клапан; 3 — пружина парового клапана; 4 — запорная пру- жина; 5 —корпус крышки; 6 — горловина радиатора; 7, в —резиновые прокладки; 9 — воздушный клапан; 10 — пружина воздушного клапана; 11 — седло воздушного клапана.

ности охлаждения трубок и повышения их жесткости на трубки надеты и припаяны к ним тонкие латунные пластины 14. Верхние и нижние ба- ки радиаторов и боковины, которые скрепляют их, отлиты из чугуна или сделаны из латуни. Верхний бак 2 (рис. 165, а) радиатора имеет горло- вину, плотно закрывающуюся крышкой 4, а нижний 11 — краник 10 или пробку для слива воды из системы. У сердцевин некоторых радиаторов концы трубок немного выступают над крайними пластинами — так на- зываемыми трубными досками, которые сделаны из более толстого, чем пластины 14, листового металла.

На большинстве тракторных двигателей верхний и нижний баки крепятся болтами к трубным доскам. Между сердцевиной и баками устанавливаются прокладки. Для придания радиатору необходимой прочности его верхний и нижний баки скрепляются стальными (Д-50 и А-41) или латунными (Д-240, ГАЗ-52) боковинами (стойками). Радиа- торы двигателей ГАЭ-53 изготовлены из алюминиевого сплава.

У двигателей ЗИЛ-130, Д-240 и некоторых других для смягчения колебаний, передаваемых от рамы к радиатору, в местах соединения радиатора с рамой устанавливают резиновые прокладки.

Для регулирования интенсивности обдува водяного радиатора пе- ред ним устанавливается шторка 12 (рис. 163) или жалюзи (рис. 165 а).

Жалюзи радиатора двигателя ГАЭ-53 состоят из горизонтальных створок 9 (рис. 166,а и б), шарнирно закрепленных в каркасе 10 и на подвижной планке 11. Системой рычагов и тяг 13 подвижная планка И связана с рукояткой 14 управления жалюзи, размещенной в кабине. При

помощи рукоятки 14 створки могут быть полностью открыты, закрыты или поставлены в промежуточное положение. В зависимости от степени открытия створок через радиатор проходит большее или меньшее коли- чество воздуха. Устройство жалюзи других двигателей мало отличает- ся от рассмотренного выше.

Радиаторы тракторных и комбайновых двигателей спереди закрыты облицовкой с предохранительной сеткой.

При повышении давления внутри системы охлаждения или при об- разовании разрежения в ней систему охлаждения необходимо соединять с атмосферой. Эту функцию выполняют паровой и воздушный клапаны.

Принцип работы и устройство этих клапанов у всех двигателей оди- наковы. Обычно они расположены в крышке 4 (рис. 165, а) горловины радиатора.

Паровой клапан 2 (рис. 165, в) открывается в случае избыточ- ного давления в системе, равного 0,03—0,04 МПа, и пар из системы ох- лаждения выходит по трубке 1 в атмосферу. При таком давлении тем- пература незакипевшей воды в радиаторе может достигнуть 109—111° С, вследствие чего представляется возможность несколько повысить тепло- вой режим двигателя.

Рис. 166. Устройство и управление жалюзи радиатора двигателя ГАЗ-53:

а — радиатор с жалюзи; б — жалюзи и их привод; / — верхний бак; 2— пароот- водная трубка; 3— датчик контрольной лампы; 4 — крышка наливной горловины; о — трубка". 6 — охлаждающая пластина; 7 — краник для елнва воды; 8 — ниж- ний бак; 9 — створка; 10— каркас; // — подвижная планка; 12 — трос; 13 — си- стема рычагов и тяг управления жалюзи; 14 — рукоятка.

Воздушный клапан 9 служит для предотвращения деформации трубок радиатора, когда при осты- вании воды в системе охлажде- ния образуется разрежение. Он открывается, если разрежение достигает 0,001—0,01 МПа, и тог- да в систему охлаждения двига- теля по трубке 1 поступает воз- дух.

Патрубки радиатора, головки цилиндров и блок-картера обыч- но соединяются гибкими шлан- гами, которые зажимают на па- трубках специальными хомути- ками.

Радиатор дизелей ЯМЗ сое- динен с расширительным баком. Расширительный бак дизелей ЯМЗ различных модификаций и некоторых других оборудован па- ровоздушным клапаном.

Термостат служит для ускорения прогрева воды при запуске двигателя и автоматического поддержания ее температуры в опреде- ленных пределах.

На дизелях Д-50, Д-240, ГАЗ-52, ЯМЭ-238НБ используются жид- костные термостаты с двумя клапанами (рис. 167), а у двигателей ГАЭ-53 применен термостат с одним клапаном.

Рассмотрим устройство и работу двухклапанного жидкостного тер- мостата. Главная часть термостата — гофрированный баллон (силь- фон) 1 — изготовлен из тонкой листовой латуни и частично заполнен легко испаряющейся жидкостью. Нижней тарелкой сильфон припаян к кронштейну 9, укрепленному в корпусе 3 термостата. К верхней тарел- ке сильфона припаян вспомогательный клапан 4 и шток 11 с основным клапаном 7. Термостат устанавливают в патрубке, отводящем воду из головки цилиндров в радиатор, или в специальном корпусе (двигатель Д-50) так, чтобы сильфон был обращен в сторону водяной рубашки. На конической боковой поверхности корпуса 3 термостата имеется два окна 5. В тарелке основного клапана 7 сделано небольшое отверстие 8 для выпуска воздуха при заполнении системы охлаждения водой.

При температуре воды ниже 68°С основной клапан 7 (рис. 168, а) плотно прижат к седлу, и вода из головки цилиндров через окна 5 по- ступает по патрубку 2 в насос 8, а затем в водяную рубашку блок-кар- тера. Это малый круг циркуляции воды. Количество воды, циркулирую- щей в этот период работы двигателя, невелико, и, так как вода не про- ходит через радиатор 6, она быстро нагревается.

С повышением температуры воды жидкость в сильфоне начинает переходить в насыщенный пар, и давление в сильфоне увеличивается. Вследствие этого при температуре воды от 68 до 72° С основной кла- пан 7 постепенно открывается, а вспомогательный клапан 4 прикрыва- ет окна 5. При этом одна часть воды будет проходить по малому кругу, а другая — через радиатор по большому кругу циркуляции (водяная ру- башка головки цилиндров—термостат—радиатор—насос—водяная ру- башка блок-картера). Чем больше открывается основной клапан, тем больше воды циркулирует через радиатор.

Рис. 167. Термостат с двумя клапанами:

1— гофрированный баллон (сильфон); 2, 6 — прокладки; 3— корпус термостата; 4 — вспо- могательный клапаи; 5 —окна; 7 —основной клапан; S —отверстие для выпуска воздуха; 9 — кронштейн; 10 — направляющая штока; И — шток; 12 — патрубок.

Когда температура воды достигнет 86° С, основной клапан пол- ностью откроется (рис. 168,6), а вспомогательный клапан полностью закроется, и вся вода будет циркулировать через радиатор.

14 А. ГЛ. Гуреввч, Е. М. Сорокин

209

§ 3. Устройство насосов и вентиляторов

Па автотракторных двигателях с принудительным водяным охлаждением ус- танавливаются насосы центробежного типа, имеющие относительно большую произво- дительность при сравнительно малых габа- ритах.

Центробежный насос состоит из кор- пуса 1 (рис. 170), крыльчатки 2, установ- ленной на валике 3, и уплотнительного уст- ройства. Валик 3 приводится во вращение от двигателя. Вода по патрубку 4 посту- пает внутрь корпуса 1, к центру крыль- чатки 2. При вращении крыльчатки вода отбрасывается центробежной силой к стенкам корпуса, откуда вытес- няется в водяную рубашку двигателя через отводящий патрубок 5, рас- положенный по касательной к корпусу.

У насоса дизеля Д-240 в чугунном корпусе 14 (рис. 171) в двух шариковых подшипниках 15 вращается валик 4 насоса. На переднем конце валика 4 на шпонке 3 насажена ступица 2, а на заднем конце на лыске — крыльчатка 9. Крыльчатка крепится болтом 10. Задний коиец валика уплотнен сальником 11. Насос установлен иа передней стенке блок-картера. К ступице 2 болтами привернут шкив 5. Шкив и, следо- вательно валик 4 приводятся во вращение ремнем 16 от шкива коленчатого вала дизеля. Подшипники 15 смазываются через мас- ленку 7 солидолом. Сальники 13 и 17 не дают смазке просочиться наружу.

Вентилятор / — осевого¹ типа, с четырьмя лопастями из листовой стали — прикреплен болтами к шкиву 5.

Объединение водяного насоса и вентилятора в один агрегат, имею- щий общий привод, упрощает конструкцию привода и снижает массу двигателя.

У дизелей СМД-14, СМД-60, А-41, А-01М, Д-50 устройство водяно- го насоса и вентилятора незначительно отличается от устройства водя- ного насоса и вентилятора дизеля Д-240.

Приводы водяных насосов ряда дизелей (Д-160 и ЯМЗ-240Б) и вентилятора дизеля ЯМЭ-238НБ шестеренчатые.

Особенностью вентилятора дизеля ЯМЭ-238НБ является наличие упругой муфты, предохраняющей детали привода вентилятора от поло- мок при резком изменении частоты вращения. Устроена муфта следую- щим образом. Стальная ступица 5 (рис. 172) насажена на шлицы вала 13 и закреплена гайкой 4. На ступицу с небольшим зазором установлен стальной диск 3. Резиновый элемент 6 привулканизирован к ступице 5 и диску 3. Четыре упорных втулки 19 с внутренней резьбой приварены к диску 3 и проходят через резиновый элемент 6. Шестилопастная крыль- чатка 1 вентилятора закреплена болтами 2 во втулках 19.

Рис. 170. Схема устройства н работы центробежного насоса:

' — корпус; 2 — крыльчатка; Л — валик; 4 — подводящий патрубок, о — отводящий патрубок.

Привод вентилятора дизеля ЯМЗ-240 осуществляется клиновидны- ми ремнями от шкива коленчатого вала через гидравлическую муфту отключения. Она имеет автоматическое устройство, установленное в во- дяной трубе правой головки цилиндров и обеспечивающее наиболее благоприятный тепловой режим работы дизеля.

У дизеля Д-37Е с воздушной системой охлаждения вентилятор со- стоит из рабочего колеса (ротора) 5 (рис. 164) и неподвижного направ- ляющего аппарата 9, которые отлиты из алюминиевого сплава.

Рис. 171. Водяной насос и вентилятор дизеля Д-240:

1 — вентилятор; 2 — ступнца шкива; 3 — сегментная шпонка; 4 — ва< лик водяного иасоса; 5— шкив водяного насоса; 6 — стопорное коль- цо; 7 —масленка; 8 — упорная пружина сальника; 9 —крыльчатка иасоса; 10— болт; И — сальник: 12 — шайба сальника; 13 — каркасный самоподжимиой сальник; 14 — корпус насоса; 15 — шарикоподшипник; 16 — клиновидный ремень; 17 — самоподжимиой сальник.

Рис. 172. Вентилятор дизеля ЯМЭ-238НБ и его привод:

/ — крыльчатка; 2, 15 — болты; 3 — днск; 4, /7—гайки; 5 —ступица: в — резиновый элемент; 7 — упорная втулка упругой муфты; 8 — шкив привода компрессора и генератора; 9— шпонка; 10 — самоподжимной сальник; // — передний шарикоподшипник; 12 — корпус; 13 — вал: 14— шайба; 16 — шестерня привода вентилятора; 18 — задний шари- коподшипник; 19 — упорные втулки упругой ыуфты.

Ротор 5 имеет восемь радиально расположенных лопастей 4, а направляю- щий аппарат 9 — двадцать три лопасти переменного сечения, равномерно распо- ложенных по окружности. Ротор установлен на труб- чатый вал 15 и закреплен на нем совместно со шки- вом 11 стяжным болтом 6 и гайкой 12. Шкив приводит- ся во вращение двумя кли- новидными ремнями 14. Вал 15 вращается на двух шарковых подшипниках 8, установленных в ступице направляющего аппарата 9. Подшипники одноразовой смазки, поэтому в период эксплуатации ее добавлять не нужно. Хомутом 16 на- правляющий аппарат 9 прикреплен к кронштейну крышки распредели- тельных шестерен. Снаружи направляющий аппарат закрыт защитной сеткой 10.

При вращении ротора 5 в пространстве перед ним создается разре- жение, под действием которого наружный воздух засасывается в вен- тилятор через защитную сетку 10 и промежутки между неподвижными лопастями направляющего аппарата 9, расположенными под углом к ротору. Лопасти 4 вращающегося ротора нагнетают воздух в воздухо- распределительный кожух 1.

Тепловое состояние работающего дизеля регулируется дросселиро- ванием воздушного потока на входе в вентилятор. Для этого при тем- пературе окружающего воздуха 5° С и ниже на защитную сетку 10 устанавливают диск, который крепят на шпильках тремя гайками-ба- рашками, и отключают масляный радиатор переключателем, располо- женным на корпусе центрифуги.

На дизеле Д-37Е введено автоматическое регулирование тепло- вого режима изменением частоты вращения вентилятора. Для этой цели между шкивом 6 (рис. 173) привода вентилятора и его рото- ром 9 установлены гидродинамическая муфта (гидромуфта) 7 пере- менного наполнения и в головке второго цилиндра — регулятор 2 пода- чи масла.

Гидромуфта (рис. 174) состоит из ведущего (насосного) колеса 9, закрепленного на валу 20 стяжным болтом 21, и ведомого (турбинного) колеса 7, таким же способом закрепленного на валу 2. На насосном колесе 9 гидромуфты неподвижно закреплен стальной кожух 6, охва- тывающий турбинное колесо 7. Оба колеса гидромуфты представляют собой чаши из алюминиевого сплава с радиальными лопатками А, ко- торые между чашами образуют криволинейные каналы. Валы 20 и 2 не имеют жесткой кинематической связи.

В направляющем аппарате 11 сделан канал, в насосном колесе гидромуфты — отверстие Д, по которым масло из системы смазки дя- зеля подается в гидромуфту, а в кожухе 6 имеется калиброванное от- верстие Б, через которое масло из гидромуфты по патрубку 23 сли- вается в поддон картера дизеля.

Рис. 173. Схема системы воздушного охлаждения с автоматическим регулированием теплового ре- жима дизеля Д-37Е:

/ — воздухораспределительный кожух; 2 — регулятор подачи масла; 3 — золотник; 4 — головка цилиндров; 5 — маслопровод; 6 — шкив привода вентилятора; 7 — гидродинамическая муфта; 8 — направляющий аппарат вентилятора; 9—ротор вентилятора.

Шкив 18 привода вентилятора закреплен на валу 20, поэтому на- сосное колесо гидромуфты и масло, находящееся между его лопатками,

Рис. 174. Вентилятор с гидродинамической муфтой дизеля Д-37Е5

1 — маслоотражатель; 2— ведомый вал гидромуфты; 3— ротор вентиля- тора; 4 — крышка; 5— головка цилиндра; 6 — кожух; 7 — ведомое (тур- биииое) колесо гидромуфты; 8 — чувствительный элемент (датчик) термо- стата; 9 — ведущее (насосное) колесо гидромуфты; 10 — шток; 11 — на- нравляющий аппарат вентилятора; 12 — золотник; 13 — стопорная пласти- на; 14 — корпус регулятора подачи масла; 15 — глухая гайка; 16 — пружи- на; 17 — подшипник; 18 — шкив привода; 19 — сальник; 20 — ведущий вал гидромуфты; 21 — стяжной болт; 22 —гайка; 23 — верхний сливной патру- бок; А — радиальная лопатка; Б — калиброванное отверстие для слива масла из гидромуфты.

вращаются, когда дизель работает. Под действием центробежной силы масло, движущееся по лопаткам, увеличивает свою скорость, то есть приобретает необходимый запас кинетической энергии. Из насосного колеса масло с большой скоростью подводится к лопаткам турбинного колеса. При ударе о них его скорость уменьшается. Давление потока масла создает крутящий момент, который вращает турбинное колесо 7, вал 2 и ротор 3 вентилятора, закрепленный на этом валу. Вал 2 вра- щается в том же направлении, что и вал 20.

В гидромуфте образуется замкнутая циркуляция масла по кругу, показанному на рисунке 174 стрелками. Количество масла в гидромуф- те определяется разностью между количествами подводимого и отводи- мого через отверстие Б масла.

При целиком заполненной ма-слом гидромуфте ротор 3 вентилятора вращается с максимальной частотой. Уменьшение заполнения гидро- муфты маслом сопровождается снижением частоты вращения ротора вентилятора, а при его отсутствии ротор не вращается. Изменение ко- личества масла, поступающего в гидромуфту, а следовательно, и час- тоты вращения вентилятора, производится регулятором. Он состоит из корпуса 14, жидкостного чувствительного элемента (термобаллона) S, штока 10 и золотника 12. Нагреваясь от головки цилиндров, жидкость в термобаллоне расширяется и перемещает шток 10 и золотник 12. При этом золотник частично или полностью (в зависимости от темпера- туры головки цилиндров) открывает окно Г, в результате чего уве- личивается поток масла, поступающего в гидромуфту по отверстию Д. При снижении температуры головки цилиндров до определенно- го значения золотник 12 занимает такое положение, когда масло в муфту не поступает, а находившееся в ней масло сливается че- рез отверстие Б\ вследствие этого ротор вентилятора перестает вра- щаться.

У дизеля ЯМЗ-240Б вентилятор, так же как у дизеля Д-37Е, при- водится в движение через гидродинамическую муфту.