Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин, страница 6

Техническими условиями предусматриваются допустимые пределы перегрева и переохлаждения двигателя при вполне определенных так называемых критических параметрах окружающего воздуха. Предельные значения температуры окружающего воздуха для системы охлаждения гусеничных и колесных машин можно считать +45' С и — 45' С. Большинство двигателей отечественных гусеничных и колесных машин имеют жидкостное охлаждение, которое по сравнению с воздушным имеет следующие преимущества: более легкий пуск двигателя в условиях низкой температуры окружающего воздуха; более равномерное охлаждение двигателя; возможность применения блочных конструкций цилиндров; упрощение компоновки и возможность изоляции воздушного тракта; меньший шум при работе двигателя.

К недостаткам жидкостной системы охлаждения относятся: большая чувствительность к изменению температуры окружающего воздуха, потребность в охлаждающей жидкости, опасность ее подтекания и замерзания, повышенный коррозийный износ цилиндров вследствие более низкой температуры их стенок. Жидкостная вентиляторная система Жидкостная система охлаждения обеспечивает теплоотдачу от нагретых деталей двигателя в охлаждающую жидкость; перенос тепла от двигателя к радиатору и рассеивание тепла радиатором.

В соответствии с этим система охлаждения состоит из двух частей: теплопереносной и теплорассеивающей. Агрегаты и узлы теплорассеивающей части называются радиаторной установкой и включают радиатор, вентилятор, воздухопритоки и воздухоотводы, а также органы регулирования интенсивности охлаждения. В моторных установках гусеничных машин чаще применяются жидкостные вентиляторные системы охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости (рис. 1.16).

Эти системы являются закрытыми, или замкнутыми, т. е. жидкостный тракт не имеет постоянного сообщения с атмосферой, что способствует уменьшению расхода жидкости. Циркуляция воды между двигателем и радиатором обеспечивается центробежным насосом. В расширительном бачке имеется запас жидкости для компенсации ее убыли в контуре двигатель — радиатор из-за испарения и возможных утечек. Парообразование ослабляет эффективность работы системы охлаждения, поэтому пар из рубашки двигателя и радиатора отводится в паровоздушное пространство расширительного бачка.

27 Превышение сверх нормы давления в системе может привести к нарушению ее герметичности и разрушению, понижение— к недопустимому парообразованию. Поддержание давления в необходимых пределах осуществляется при помощи двойного паро- обуоул оохоул Рис. 1.16. Схема жидкостной вентиляторной системы охлаж- дения: й — вентилятор; Х вЂ расширительн бачок; б †компенсационн трубопровод; 4 — пароотводные трубки; б — водяной радиатор; б — двигатель; 7 — водяной насос; В . †термоме воздушного клапана, который устанавливается в наиболее высокой точке водяной системы. Часто он монтируется в пробке заливной горловины расширительного бачка или верхнего бачка радиатора.

Паровой клапан этого устройства открывается, когда давление в сиЖ7 ' 80'1' стеме превышает атмосферное на етйб 20 — 60 кПа (0,2 — 0,6 кГlсмв) и 3йг вас" выше. Воздушный клапан откры- 80 1' вается, когда в системе (при охлажОт' денни двигателя) образуется разреурй я0 ' жение 1 — 4 кПа (0,01 — 0,04 кГ/смй).

Перепады давления, при которых Уга ОаОб открываются клапаны, обеспечи- ваются подбором параметров и науру тяга клапанных пружин. Наличие избыточного давления в жидкост- зрау лло ном тракте системы охлаждения Рис. 1.17. Зависимость температу- двигателя приводит к повышению ры кипения 1охлаждщощих жилы температуры кипения жидкости и способствует увеличению эффек- тивности охлаждения, уменьшению потерь жидкости, снижает возможность появления в потоке жидкости пузырьков воздуха и пара. На рис. 1.17 представлен график зависимости температуры кипения воды и водоэтиленгликолевых смесей различной концентрации (антифризы) от избыточного давления в жидкостном тракте системы охлаждения. 28 Регулирование расхода жидкости. Интенсивность охлаждения жидкости, а следовательно, и двигателя регулируется изменением расхода жидкости или воздуха, проходящих через радиатор.

Регулирование расхода жидкости осуществляется при помощи термостатов с двойным клапаном, обеспечивающим циркуляцию жидкости через радиатор (по большому кругу) при ее температуре на выходе из двигателя не ниже 65 — 70' С. При более низкой температуре жидкость направляется из водяной рубашки головки цилнндрового блока к насосу и обратно в водяную рубашку Рис. 1.!8. Схема регулирования расхода жидкости в системе охлаждения. при помощи термостатов двигателя.

На рис. 1.18, а показан пример конструкции двухклапанного термостата с чувствительным элементом в виде силь- фона (латунный гофрированный баллончик), заполненного легко испаряющейся жидкостью. Термостат устанавливается на выходе из водяной рубашки двигателя так, что его чувствительный элемент омывается выходящей жидкостью. По достижении установленной температуры под давлением паров испаряющейся в силь- фоне жидкости баллончик раздувается в осевом направлении. При этом тарелки клапана 1 перемещаются вверх, открывая центральное отверстие, ведущее к верхнему бачку радиатора, и прикрывая окна 2, ведущие к водяному насосу (малый круг циркуляции жидкости).

Перевод охлаждающей жидкости с малого на большой круг циркуляции заканчивается при температуре 80 — 90' С, когда окна 2 полностью закрываются, а центральное отверстие полностью открывается. На рис. 1.18, б изображена схема водяной системы охлаждения автотракторного двигателя с большим и малым кругами циркуляции жидкости. Показанный здесь двухклапанный сильфонный термостат по своей схеме и конструкции несколько отличается от рассмотренного выше. В качестве чувствительного элемента термостата могут быть использованы также биметаллическая пластина н пружина, изменяющие свою форму под действием температуры жидкости.

Наличие малого круга циркуляции жидкости способствует ее перемешиванию и обеспечивает равномерный прогрев двигателя. Запуск и прогрев холодного двигателя с термостатом в системе охлаждения при минусовой температуре наружного воздуха сопровождаегся интенсивным охлаждением радиатора, циркуляция жидкости через который в начале прогрева весьма ограничена и обеспечивается только небольшими отверстиями в верхней тарелке клапана (рнс. !.18, а). В связи с этим, если в качестве охлаждающей жидкости используется вода, возможно ее замерзание в трубках радиатора, и тогда радиатор выходит из строя. В этом случае необходимо прекратить продувку радиатора воздухом, приостановив на время прогрева двигателя действие вентилятора (эжектора) или перекрыв воздушный тракт жалюзи, Для регулирования расхода воздуха в системе охлаждения используются жалюзи.

При вентиляторной системе охлаждения на расход воздуха можно также воздействовать изменением числа оборотов или углов атаки лопастей вентилятора. Конструкция радиаторов. Радиаторы связывают между собой воздушный и жидкостный тракты системы охлаждения. Их назначением является передача тепла от охлаждающей двигатель жидкости к атмосферному воздуху. Основными частями радиатора являются входной и выходной коллекторы, по которым подводится н отводится жидкость, и сердцевина (охлаждающая решетка), с помощью которой осуществляется передача тепла от жидкости к воздуху. Сердневина радиатора изготавливается из меди или латуни. По типу сердцевины (рис.

1.19) различают радиаторы трубчатые, пластинчатые и сотовые. Сотовая решетка состоит из трубок, по которым проходит воздух. Концы трубок развальцованы на шестигранник или квадрат и спаяны между собой. По каналам между трубками протекает вода. В связи с недостаточной надежностью сотовые радиаторы на транспортных машинах в настоящее время не применяются. Трубчатые решетки с различного вида индивидуальным оребрением обладают сравнительно низкими теплотехническими показателямн и применяются на средних и тяжелых тракторах. Пластинчатые радиаторы имеют сердцевину, спаянную из профильных пластин, образующих трубки плоского сечения. По трубкам проходит вода, между ними — воздух.

Воздушные протоки дополнительно заполняются гофрированной лентой, увеличивающей поверхность охлаждения. Такие радиаторы высоко- эффективны в тепловом отношении, однако обладают сравнительно низкой прочностью и высокой стоимостью. Применяются на некоторых типах легковых автомобилей.

30 Наиболее широкое распространение в системах охлаждения гусеничных машин нашли трубчатые радиаторы с оребрением в виде пластин (трубчато-пластинчатые), охватывающих все трубки сердцевины. Трубки таких радиаторов могут иметь круглое, плоскоовальное или овальное сечение. Пластины соединяются с трубками пайкой. Трубчато-пластиичатые радиаторы отличаются жесткостью, прочностью и высокой тепловой эффективностью. Водяные трубки — плоскоовального сечения, толщина стенок 0,15 — 0,3 мм.