Система рідинного охолодження
Дослідження системи рідинного охолодження: основні складові, циркуляція охолоджувальної рідини та функціональна взаємодія її елементів під час роботи двигуна.
Призначення системи рідинного охолодження
Система рідинного охолодження призначена для підтримання оптимальної температури двигуна під час роботи. Вона відводить надлишкову теплоту від найбільш нагрітих деталей, забезпечує швидке прогрівання двигуна після запуску та підтримує необхідний тепловий режим у різних умовах експлуатації.
Загальна будова системи рідинного охолодження
1 - радіатор;
2 - кришка з пароповітряним клапаном;
3 - вентилятор;
4 - термостат;
5 - рідинний насос;
6 - розширювальний бачок;
7 - головка блока циліндрів;
8 - трубопровід до обігрівача кабіни;
9 - вентилятор обігрівача;
10 - радіатор обігрівача;
11 - сорочка охолодження головки циліндрів;
12 - сорочка охолодження блока циліндрів;
13 - поршень;
14 - зливний кран;
15 - нижній бачок радіатора.
Основні елементи системи рідинного охолодження
До складу системи рідинного охолодження входить ряд взаємопов'язаних вузлів, кожен з яких виконує певну функцію. Їхня узгоджена робота забезпечує ефективне відведення теплоти від деталей двигуна, підтримання оптимальної температури та надійну експлуатацію трактора.
Сорочка охолодження
Система каналів у блоці та головці циліндрів, якими циркулює охолоджувальна рідина, відводячи теплоту від найбільш нагрітих деталей двигуна.
Радіатор
Охолоджує нагріту рідину завдяки передачі теплоти навколишньому повітрю через численні тонкі трубки та пластини.
Рідинний насос
Створює примусову циркуляцію охолоджувальної рідини по всій системі, забезпечуючи її безперервний рух.
Термостат
Автоматично регулює напрямок циркуляції рідини залежно від температури двигуна, забезпечуючи його швидке прогрівання та стабільний тепловий режим.
Вентилятор
Створює потік повітря через серцевину радіатора, підвищуючи ефективність охолодження, особливо під час роботи на малих швидкостях.
Розширювальний бачок
Компенсує зміну об'єму охолоджувальної рідини під час її нагрівання та охолодження і забезпечує контроль її рівня.
Пароповітряний клапан
Підтримує необхідний тиск у системі охолодження та запобігає пошкодженню її елементів при надлишковому або недостатньому тиску.
Патрубки та шланги
З'єднують окремі вузли системи між собою і забезпечують герметичну циркуляцію охолоджувальної рідини.
Датчик температури
Вимірює температуру охолоджувальної рідини та передає інформацію на покажчик або електронний блок керування двигуном, дозволяючи контролювати його тепловий режим.
Сорочка охолодження
Сорочка охолодження являє собою систему внутрішніх порожнин і каналів, виконаних у блоці циліндрів та головці блока. Вона безпосередньо омиває стінки циліндрів, камери згоряння та інші найбільш нагріті деталі двигуна, забезпечуючи інтенсивне відведення теплоти.
Конструкція сорочки охолодження забезпечує рівномірне омивання поверхонь деталей охолоджувальною рідиною. Завдяки цьому температура окремих частин двигуна вирівнюється, що зменшує теплові напруження, запобігає деформаціям деталей і підвищує довговічність двигуна.
Важливо. Канали сорочки охолодження повинні бути чистими. Утворення накипу або корозії погіршує тепловідведення, сприяє перегріванню двигуна та знижує ефективність роботи системи охолодження.
Радіатор
Радіатор призначений для охолодження нагрітої охолоджувальної рідини, що надходить із сорочки охолодження двигуна. У ньому теплота передається навколишньому повітрю, після чого охолоджена рідина знову надходить до двигуна.
1 - радіатор системи мащення;
2 - вентилятор;
3 - кожух вентилятора;
4 - трос;
5 - верхній бачок радіатора;
6 - кришка заливної горловини з пароповітряним клапаном;
7 - термостат;
8 - водовідвідна труба пускового двигуна;
9 - рідинний насос:
10 - патрубок рідинного насоса;
11 - ремінь приводу вентилятора;
12 - нижній бачок радіатора;
13 - зливний краник;
14 - серцевина радіатора;
15 - шторка;
16 - жалюзі.
Основними елементами радіатора є верхній 5 і нижній 12 бачки, серцевина 14, заливна горловина з пароповітряним клапаном 6 та зливний краник 13.
Перед радіатором можуть встановлюватися шторка 15 або жалюзі 16, за допомогою яких механізатор вручну регулював кількість повітря, що проходило через радіатор. Це дозволяло прискорити прогрівання двигуна в холодну пору року та підтримувати його оптимальний тепловий режим. На більшості сучасних тракторів жалюзі не застосовуються.
Верхній бачок
Приймає гарячу охолоджувальну рідину від двигуна та рівномірно розподіляє її по трубках серцевини.
Серцевина
Серцевина складається з великої кількості тонких трубок і тепловідвідних пластин, які значно збільшують площу теплообміну з навколишнім повітрям.
Нижній бачок
Збирає охолоджену рідину після проходження через серцевину та спрямовує її до рідинного насоса.
Зверніть увагу. Забруднення серцевини пилом, рослинними рештками або мастилом значно погіршує відведення теплоти, тому радіатор необхідно регулярно очищати.
Вентилятор
Вентилятор призначений для створення інтенсивного потоку повітря через серцевину радіатора. Це особливо важливо під час роботи двигуна на малій швидкості або під великим навантаженням, коли природного потоку повітря недостатньо.
На більшості тракторних дизелів застосовують осьові вентилятори, які приводяться в дію клинопасовою передачею від колінчастого вала або через в'язкісну муфту. Лопаті вентилятора створюють потужний потік повітря, який проходить через серцевину радіатора та відводить від неї теплоту.
Лопаті
Створюють спрямований потік повітря через радіатор, забезпечуючи його ефективне охолодження.
Маточина
З'єднує лопаті вентилятора з приводним валом або шківом.
Привід
Передає обертання від двигуна до вентилятора за допомогою пасової передачі або інших механізмів.
Рідинний насос
Рідинний насос забезпечує примусову циркуляцію охолоджувальної рідини по системі. На сучасних тракторних двигунах найчастіше застосовують відцентрові насоси, які відзначаються простотою конструкції, високою надійністю та достатньою продуктивністю.
Будова відцентрового рідинного насоса
1 - корпус;
2 - крильчатка;
3 - валик;
4 - пружина;
5 - ущільнювальний пристрій;
6 - верхній патрубок;
7 - маслянка;
8 - шків.
Основними деталями насоса є корпус 1, валик 3 із підшипниками, крильчатка 2, ущільнення 5 та приводний шків 8. Під час обертання крильчатки рідина під дією відцентрової сили переміщується від центра до периферії, створюючи необхідний тиск і забезпечуючи її безперервну циркуляцію.
Крильчатка
Основний робочий елемент насоса, який створює потік охолоджувальної рідини.
Вал і підшипники
Забезпечують обертання крильчатки та сприймають навантаження від приводу.
Ущільнення
Запобігає витіканню охолоджувальної рідини через місце виходу вала з корпуса насоса.
Термостат
Термостат призначений для автоматичного підтримання оптимального теплового режиму двигуна. Він змінює напрямок циркуляції охолоджувальної рідини залежно від її температури, забезпечуючи швидке прогрівання двигуна після запуску та запобігаючи його перегріванню під час роботи.
Будова та принцип дії термостата.
а - основний клапан відкритий; б - основний клапан закритий; 1 - стрижень; 2 - корпус; 3 - основний клапан; 4 - наповнювач; 5 – вставка; 6 – пружини; 7 - скоба; 8 - перепускний клапан; 9 - циліндр.
Поки двигун холодний, основний клапан 3 термостата закритий і охолоджувальна рідина через перепускний клапан 8 циркулює лише по малому колу, минаючи радіатор. Після досягнення робочої температури 70...83°С термочутливий елемент поступово відкриває клапан, і рідина починає проходити через радіатор, де охолоджується.
Корпус
Служить для розміщення всіх деталей термостата та приєднання його до системи охолодження.
Термоелемент
Містить спеціальний віск, який під час нагрівання розширюється та переміщує шток, відкриваючи клапан.
Клапан
Перекриває або відкриває прохід охолоджувальної рідини до радіатора залежно від температури двигуна.
Важливо. Робота двигуна без термостата або з несправним термостатом призводить до порушення теплового режиму, збільшення витрати палива, інтенсивнішого зношування деталей та зниження ресурсу двигуна.
Пароповітряний клапан
Пароповітряний клапан установлюється в кришці заливної горловини радіатора або розширювального бачка. Він автоматично підтримує необхідний тиск у системі охолодження, що підвищує температуру кипіння охолоджувальної рідини та запобігає передчасному пароутворенню.
Будова та принцип роботи пароповітряного клапана.
а - відкритий паровий клапан; б - відкритий повітряний клапан; 1 - паровий клапан; 2 - пружина парового клапана; 3 - паровідвідна трубка; 4 - повітряний клапан; 5 – пружина повітряного клапана; 6 - кришка заливної горловини радіатора.
Пароповітряний клапан складається з двох клапанів — парового 1 та повітряного 4. Паровий клапан відкривається при надмірному тиску, випускаючи пару й частину охолоджувальної рідини в розширювальний бачок або назовні. Повітряний клапан відкривається після охолодження двигуна, коли в системі виникає розрідження, впускаючи повітря або повертаючи рідину з розширювального бачка.
Важливо. Несправний пароповітряний клапан може стати причиною закипання охолоджувальної рідини, деформації патрубків або пошкодження радіатора через надмірний тиск.
Розширювальний бачок
Розширювальний бачок призначений для компенсації зміни об'єму охолоджувальної рідини під час її нагрівання та охолодження. Завдяки його використанню система охолодження постійно залишається заповненою рідиною, а її рівень можна легко контролювати.
Розширювальний бачок системи рідинного охолодження.
На прозорих бачках наносять позначки MAX та MIN або FULL та LOW, які вказують допустимий рівень охолоджувальної рідини. Перевіряти рівень необхідно лише на холодному двигуні.
Технічне обслуговування системи рідинного охолодження
Регулярне технічне обслуговування забезпечує ефективну роботу системи охолодження, запобігає перегріванню двигуна та значно збільшує строк служби її елементів.
Контроль рівня рідини
Перед початком роботи перевіряють рівень охолоджувальної рідини у розширювальному бачку.
Очищення радіатора
Регулярно видаляють пил, бруд, комах і рослинні рештки із серцевини радіатора.
Перевірка натягу ременя
Контролюють стан і натяг ременя приводу рідинного насоса та вентилятора.
Перевірка герметичності
Оглядають патрубки, хомути, насос, радіатор та інші елементи на відсутність підтікання.
Перевірка термостата
Контролюють температуру відкривання клапана та справність роботи термостата.
Заміна рідини
Охолоджувальну рідину замінюють відповідно до регламенту виробника трактора або двигуна.
Переваги та недоліки системи рідинного охолодження
Переваги
- рівномірне охолодження всіх циліндрів двигуна;
- стабільне підтримання робочої температури;
- можливість ефективного обігріву кабіни;
- менший рівень шуму роботи двигуна;
- висока ефективність охолодження за будь-яких режимів роботи.
Недоліки
- складніша конструкція порівняно з повітряною системою;
- необхідність регулярного технічного обслуговування;
- можливість підтікання охолоджувальної рідини;
- ризик замерзання при використанні води;
- вища вартість експлуатації.
Запам'ятайте
| Основний висновок |
|---|
| Система рідинного охолодження є найпоширенішою на сучасних тракторних двигунах, оскільки забезпечує найкраще підтримання оптимального теплового режиму, високу надійність роботи двигуна та його довговічність. |
Навчальні відео
Анімація роботи системи охолодження
Незважаючи на те, що у відео розглядається автомобільний двигун, принцип роботи системи охолодження аналогічний тракторним двигунам.
Системи охолодження дизельних двигунів
Відео допоможе закріпити знання про системи охолодження.
Інтерактивний тест для самоперевірки
Дайте відповіді на запитання, щоб перевірити свої знання з теми «Система рідинного охолодження».
Реєстрація користувача
1. Яке основне призначення системи рідинного охолодження?
2. Який елемент створює примусову циркуляцію охолоджувальної рідини?
3. Для чого призначений термостат?
4. Яке призначення радіатора системи охолодження?
5. Яке призначення вентилятора в системі охолодження?
6. Для чого призначений пароповітряний клапан?
7. Яке призначення розширювального бачка?
8. Якою є циркуляція рідини при закритому термостаті?
9. До чого може призвести забруднення серцевини радіатора?
10. Яку операцію необхідно регулярно виконувати під час технічного обслуговування системи рідинного охолодження?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Тема. Система рідинного охолодження
Правильних відповідей: 0 з 10