Общие сведения
Система охлаждения двигателя предназначена для поддержания температуры двигателя в рабочем диапазоне. Оптимальная работа системы охлаждения является залогом длительного срока эксплуатации агрегата и оптимальных расходов на него.
Данная система охлаждения спроектирована по принципу закрытого типа, с избыточным давлением. Данная характеристика повышает точку кипения теплоносителя. При открытом термостате охлаждающая жидкость поступает в радиатор, где охлаждается воздухом, проходящим через радиатор под воздействием скоростного напора воздуха от работы вентилятора системы охлаждения.
Схема циркуляции жидкости
9-литровый двигатель
Насос системы охлаждения обеспечивает прохождение жидкости через теплообменник охлаждения масла в рубашку блока цилиндров. Охлаждающая жидкость, проходя по каналам рубашки, омывает стенки цилиндров и поднимается вверх, в головки цилиндров. Из головок цилиндров охлаждающая жидкость поступает в коллекторную трубу системы охлаждения. По коллекторной трубе охлаждающая жидкость поступает в корпус термостата, расположенный на раме, у передней части двигателя.
11-литровый двигатель (DSC11)
Из насоса системы охлаждения охлаждающая жидкость поступает в блок цилиндров. Охлаждающая жидкость, проходя по каналам рубашки, омывает стенки цилиндров и поднимается вверх, в головки цилиндров. Из головок цилиндров жидкость собирается в коллекторную трубу и по шлангу направляется в корпус термостата, расположенного на раме, возле передней части двигателя.
DC11 и 12-литровый двигатели.
Из насоса системы охлаждения жидкость поступает в продольные распределительные каналы в блоке цилиндров. Жидкость, проходя через теплообменник охлаждения масла и, далее, через каналы рубашки блока цилиндров, омывает стенки цилиндров и поднимается вверх, в головки цилиндров. Пройдя через головки цилиндров, жидкость собирается в блоке цилиндров. По каналу в блоке цилиндров охлаждающая жидкость поступает в корпус термостата, расположенный в передней части двигателя.
14-литровый двигатель
Насос системы охлаждения подаёт охлаждающую жидкость в распределительные каналы блока цилиндров через каналы в корпусе привода механизма газораспределения. Из распределительных каналов жидкость поступает в рубашку блока цилиндров, где она омывает стенки цилиндров и затем поднимается вверх, в головки цилиндров. Из головок цилиндров охлаждающая жидкость поступает в две коллекторные трубы. Затем жидкость поступает в теплообменник охлаждения масла тормоза-замедлителя и, дальше, в корпус термостата.
16-литровый двигатель
Насос системы охлаждения подаёт вверх, в блок цилиндров, через теплообменник охлаждения масла. Затем охлаждающая жидкость проходит по каналам рубашки блока цилиндров, омывая стенки цилиндров, и поднимается в головки цилиндров. Из головок цилиндров жидкость поступает в коллекторные каналы, расположенные вне блока цилиндров по обеим его сторонам. Из правого коллекторного канала жидкость, через канал в передней части блока цилиндров, проходит в левый коллекторный канал. Затем жидкость проходит через теплообменник охлаждения масла тормоза-замедлителя и поступает в корпус термостата.
Обводная циркуляция жидкости
При низкой температуре, термостата закрыт и жидкость идёт по малому кругу, минуя радиатор системы охлаждения. Когда температура охлаждающей жидкости
поднимается до рабочего значения, термостат открывается и жидкость начинает циркулировать через радиатор.
Обычно, термостат находится в промежуточном положении и жидкость частично проходит по обводному каналу, а частично — через радиатор системы охлаждения. Когда значение температуры превысит то, при котором термостат полностью открывается, вся жидкость будет направляться через радиатор. Перепускной канал при этом будет полностью закрыт.
Указатель уровня
Указатель уровня жидкости включает предупредительный сигнал при понижении её уровня до недопустимо низкого значения. В состав этой системы входит датчик уровня, расположенный в расширительном бачке и сигнализатор, расположенная на панели приборов.
Радиатор
Тонкостенные алюминиевые трубки каркаса расположены горизонтально. Алюминиевые трубки окружены гофрированными алюминиевыми пластинами, повышающими эффективность распределения тепла в окружающую среду.
Расширительный бачок
При нагреве жидкость расширяется. Чтобы избежать потерь жидкости при её расширении, в системе охлаждения предусмотрен расширительный бачок. Расширительный бачок расположен выше верхней точки радиатора и двигателя и снабжён заливной горловиной с крышкой. В расширительном бачке имеется клапан, который начинает открываться при давлении 0,7 бар. При охлаждении нагретого двигателя давление в системе снижается, обратный клапан открывается и разность давлений выравнивается.
На расширительном бачке находятся метки максимального и минимального уровней холодной жидкости.
Вентилятор с термовязкостной муфтой
Когда скоростного напора воздуха для охлаждения радиатора системы охлаждения недостаточно, включается вентилятор системы охлаждения. Для повышения эффективности работы вентилятора он окружён плотно прилегающим кольцом. Кроме того, установленный на радиаторе кожух увеличивает эффективную площадь охлаждения. Вентилятор включается, когда температура воздуха, проходящего через радиатор достигает определённого значения. Вентилятор включается только тогда, когда требуется удержание температуры охлаждающей жидкости на определённом уровне. Таким образом, вентилятор этого типа обеспечивает ускоренный прогрев двигателя и снижение расхода мощности на его привод, что повышает экономичность двигателя. Привод вентилятора обеспечивается за счёт внутреннего трения в силиконовой жидкости, заполняющей вязкостную муфту. Величина относительного скольжения вентилятора зависит от количества силиконовой жидкости, находящейся между ступицей вентилятора и корпусом вязкостной муфты. Чем больше жидкости, тем меньше относительное скольжение.
Когда двигатель работает, жидкость вытесняется на периферию муфты, где скребок 1 направляет её в канал 2 сбора жидкости и в резервуар 3, расположенный в центре муфты. Рычаг 4 открывает и закрывает клапан при помощи поводка, связанного с биметаллической пластиной 6. Клапан находится в закрытом положении, когда воздух, омывающий биметаллическую пластину имеет низкую температуру. Жидкость между диском ступицы и корпусом муфты отсутствует, поэтому корпус и ступица вращаются независимо друг от друга. При повышении температуры воздуха, проходящего через радиатор, биметаллическая пластина начинает прогибаться вперёд, открывая клапан, и жидкость поступает в полость между диском и корпусом. Сила трения растёт и отставание вентилятора от ступицы уменьшается.
A Клапан закрыт – Отставание вентилятора от
ступицы велико
B Клапан открыт – отставание мало
1 Скребок
2 Канал сбора
жидкости
3 Резервуар
4 Рычаг клапана
5 Поводок
6 Биметаллическая
пластина
7 Диск
У некоторых модификаций вязкостных муфт применяется не биметаллическая пластина, показанная на рисунке выше, а спираль.
Вентилятор с электромагнитным клапаном
Ведущие детали
1 Ведущая ступица
2 Ведущий диск
Ведомые детали
3 Корпус
4 Управляющий клапан
5 Масляный резервуар
6 Канал сбора жидкости
7 Рабочая полость
8 Электромагнитный
Клапан
Электромагнитный клапан вентилятора управляется блоком управления двигателем. Блок управления двигателем получает сигналы от датчика температуры охлаждающей жидкости, от датчика температуры воздуха за компрессором и от блока управления тормозом-замедлителем. На основании полученных сигналов блок управления двигателем регулирует частоту вращения вентилятора. Напряжение импульса составляет 24 В.
Группа ведущих деталей (ступица 1 и диск 2) приводятся во вращение от коленчатого вала при помощи ремня. Передаточное отношение по отношению к коленчатому валу равно 1:1,1. На ведомую группу деталей вращение передаётся моментом трения в силиконовой жидкости. Циркуляцией силиконовой жидкости управляет клапан 4. Клапан 4, в свою очередь, управляется электромагнитным клапаном 8. Когда клапан 4 закрыт, силиконовая жидкость находится в резервуаре 5. Когда клапан 4 открывается, центробежная сила вытесняет жидкость на периферию муфты, где она заполняет рабочую камеру между дисками. Циркуляция жидкости обеспечивается ведущим диском 2, вращающимся с частотой вращения коленчатого вала Х 1,1.
Частота вращения ведомой группы деталей регулируется блоком управления двигателем. Если блок управления не направляет сигнал на электромагнитный клапан, то он остаётся полностью открытым и муфта полностью включена, то есть, ведомая группа деталей (включая крыльчатку вентилятора) вращается с частотой вращения коленчатого вала Х 1,1. Частота вращения крыльчатки вентилятора регулируется шириной импульсов, направляемых на электромагнитный клапан блоком управления двигателем. При максимальной ширине импульса крыльчатка вентилятора будет вращаться только под действием остаточного трения между деталями, делая. 200-300 оборотов в минуту. Частота холостого вращения крыльчатки вентилятора практически не зависит от частоты вращения коленчатого вала. Если в цепи электромагнитного клапана возникает обрыв, то, с целью защиты двигателя, происходит полное включение муфты.
При использовании электроуправляемой муфты температура охлаждающей жидкости будет на 5-10 градусов Цельсия выше, чем при использовании термовязкостной муфты
Термостат
Функционирование
В системе охлаждения используется термостат со сдвоенным клапаном. Термостат предназначен поддержания нужной рабочей температуры двигателя. Когда температура охлаждающей жидкости ниже температуры открывания клапана термостата жидкость проходит только по малому кругу, чем обеспечивается быстрый прогрев двигателя. Когда достигается нормальная рабочая температура, термостат открывается и жидкость проходит через радиатор.
1 К насосу системы охлаждения
2 От двигателя
3 Обводная трубка к насосу системы охлаждения
Насос системы охлаждения
Насос системы охлаждения расположен в передней части двигателя и приводится ремнём от коленчатого вала. Насос центробежного типа, с камерой в виде улитки и с рабочим колесом, напрессованным на вал. Вал находится в корпусе насоса и имеет постоянную смазку в виде набивки. Подшипник насоса изолирован от охлаждающей жидкости подпружиненным сальником.
Охладитель надувочного воздуха
Эффективные энергетические показатели двигателя, наряду с прочими (второстепенными) факторами зависят от количества топлива, должным образом сжигаемого в цилиндрах. Холодный воздух имеет более высокую плотность и на единицу объёма содержит больше кислорода, чем воздух нагретый. Воздух нагревается при сжатии в турбокомпрессоре. Если воздух охладить, то его плотность увеличится и увеличится количество располагаемого кислорода. Это позволяет сжигать большее количество топлива.
Охлаждение воздуха позволяет увеличить мощность двигателя, уменьшить удельный расход топлива и выброс токсичных составляющих. Охлаждение воздуха уменьшает температуру рабочего цикла и тех деталей двигателя, которые омываются продуктами сгорания, что снижает термическую нагрузку несмотря на рост мощности.
Впускная система
Из турбокомпрессора воздух по шлангу поступает в радиатор промежуточного охлаждения. Радиатор промежуточного охлаждения воздуха (интеркуллер) расположен перед радиатором системы охлаждения двигателя. Наддувочный воздух охлаждается воздухом, проходящим через остов радиатора промежуточного охлаждения. Охлаждённый воздух поступает во впускной коллектор, откуда он распределяется по цилиндрам двигателя.
|