МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии

«Тракторы и автомобили»

Протокол №______ от__________________ 2015

Председатель____________ С. А. Кондратенко

Согласовано

«_____»______________2015

Методист________________

БУДА-КОШЕЛЁВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Дисциплина: "Устройство и эксплуатация автомобилей категорий "В" и "С".

Специальность: 2-74 06 01-01 «Техническое обеспечение процессов

сельскохозяйственного производства (производственная деятельность)»

Практическое занятие № 6

Тема: ИЗУЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ.

Цель занятия: Практическое изучение системы охлаждения дизельного двигателя.

Изучение операций по выполнению технического обслуживания системы охлаждения дизельного двигателя.

Время выполнение занятия: 2 часа

Место выполнения занятия: лаборатория «Устройство и эксплуатация автомобилей».

Дидактическое и методическое обеспечение: Методические указания к выполнению практического занятия №6, дизельный двигатель, набор инструментов, обтирочный материал, плакаты по системе охлаждения дизельного двигателя, литература.

Буда-Кошелево, 2015

Последовательность выполнения практического занятия:

1. Внеаудиторная подготовка

1.1. Самостоятельно подготовиться к практическому занятию (библиотека).

1.2. Изучить методические указания по выполнению практического занятия.

1.3. Изучить требования по охране труда при выполнении практического занятия.

2. Работа на занятии.

2.1. Пройти контроль или входное тестирование на подготовленность к выполнению практического занятия.

2.2. Подготовить рабочее место к выполнению практического занятия (подготовка и расположение наглядного пособия и приспособлений).

2.3. По учебнику, учебным плакатам и методическим указаниям повторить назначение, расположение и взаимодействие деталей системы охлаждения дизельного двигателя.

2.4. Изучить требования по охране труда при выполнении практического занятия.

2.5. Выполнить практическое занятие согласно методике выполнения.

2.6. Убрать рабочее место.

2.7. Ответить на контрольные вопросы.

2.8. Оформить и сдать отчет.

Методические указания

Теоретические сведения

Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей двигателя лишней теплоты и передачи ее окружающему воздуху. В результате этого создается определенный темпера­турный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается, т. е. рабочий цикл протекает нормаль­но.

Общее устройство и работа жидкостной системы охлаждения

Теплоту в двигателях отводят двумя способами: жидкостью (жидкостная си­стема охлаждения) или воздухом (воз­душная система охлаждения). Эти си­стемы поглощают 25 — 35% теплоты, выделяющейся во время сгорания топ­лива. Температура охлаждающей жид­кости, находящейся в головке блока ци­линдров, должна быть равна 80 — 95 °С. Такой температурный режим является оптимальным. Он обеспечивает нор­мальную работу двигателя и не должен меняться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузки двига­теля. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80 — 120°С (минимальная) в конце впуска до 2000 —2200 °С (максимальная) в конце сгорания смеси.

Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя и они расширяются. Масло на цилин­драх и поршнях выгорает, их трение и скорость изнашивания возрастают. От чрезмерного расширения деталей проис­ходит заклинивание поршней в цилин­драх двигателя, в результате чего он может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных явлений, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.

Однако чрезмерное охлаждение дви­гателя также отрицательно сказывается на его работе. При переохлаждении на стенках цилиндров конденсируются пары топлива (бензина), которые смы­вают смазочный материал, разжижают масло в картере. В этих условиях проис­ходит интенсивное изнашивание порш­невых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя. Нормальная работа системы охлаждения способствует получению на­ибольшей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.

Рисунок-1.Схема жидкостной системы охлаждения двигателя:

1 — радиатор; 2 — верхний бачок; 3 — пробка радиатора; 4 — контрольная трубка;5 — верхний патрубок радиатора; 6 и 19 —резиновые шланги; 7 — перепускной шланг; 8 и 18 — соответственно отводящий и подводящий патрубки; 9 — термостат; 10 — отверстие; 11 — головка блока; 12 — водораспределительная трубка; 13 — датчик указателя температурыжидкости; 14 — блок цилиндров; 15 и 21 —сливные краны; 16 — водяная рубашка;17 — крыльчатка водяного центробежного насоса; 20 — нижний патрубок радиатора;22 — нижний бачок радиатора; 23 — ремень привода вентилятора; 24 — вентилятор

Большинство двигателей имеет жид­костные системы охлаждения. Распро­странение получили закрытые системы охлаждения с принудительной циркуля­цией жидкости. В данных системах вну­треннее пространство только периоди­чески сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах повышается температу­ра кипения охлаждающей жидкости, уменьшается ее выкипание и образова­ние накипи. Жидкость подается в двига­тель насосом под давлением. Интенсив­ность циркуляции жидкости и обдув радиатора воздухом зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Открытые системы охлаждения на авто­мобильных двигателях не применяются.

Система охлаждения дизеля КамАЗ – 740 (рис.2) рассчитана на использование незамерзающих при низкой температуре жидкостей TOCOJI-A-40 или TOCOJI-A-65. Применение воды в си­стеме охлаждения допускается лишь кратковременно в особых случаях. Тем­пературный режим дизеля поддержива­ется двумя термостатами, вентилятором и жалюзи. При непрогретом двигателе охлаждающая жидкость насосом 27 по­дается в левый ряд цилиндров и по на­гнетательному патрубку 7 — в правый ряд.

В первую очередь охлаждаются на­иболее нагретые места — выпускные ка­налы и гнезда форсунок. Нагретая жид­кость проходит от головок цилиндров в правую 14 и левую 24 трубы, располо­женные в «развале» двигателя, а затем по соединительной трубе 12 подается в водораспределительную коробку 11 (коробку термостатов). При закрытых клапанах термостатов 10 по перепуск­ному патрубку 6 охлаждающая жид­кость снова подается к водяному на­сосу 27. Термостаты установлены в отдельной коробке, укрепленной на переднем тор­це правого ряда цилиндров. Расшири­тельный бачок18 расположен на двига­теле с правой стороны и соединен с верхним бачком 8 радиатора, водорас­пределительной коробкой, компрессо­ром23 и водяной рубашкой блока ци­линдров. Расширительный бачок ком­пенсирует изменение объема жидкости при ее нагревании, позволяет контроли­ровать ее уровень в системе охлажде­ния.

Рисунок-2. Система охлаждения двигателя КамАЗ-740:

1 — шкив коленчатого вала; 2 — нижний бачок; 3 — жалюзи; 4 — радиатор; 5 — гидромуфта привода вентилятора; 6 — перепускной патрубок; 7 — нагнетательный патрубок; 8 — верхний бачок; 9 — верхний патру­бок, 10 — термостат; 11 — водораспределительная коробка; 12 — соединительная трубка; 13 — подводящая труб­ка; 14 — правая водяная трубка; 15 — отводящая трубка; 16 — впускной коллектор; 17 — датчик контроль­ной лампы перегрева жидкости; 18 — расширительный бачок; 19 — горловина с герметизирующей пробкой; 20 — пробка с клапанами; 21 — отводящая трубка от компрессора; 22 —- отводящая трубка левой водяной трубки; 23 — компрессор; 24 — левая водяная трубка; 25 — крышка головки: 26 — головка цилиндра; 27 — водяной насос; 28 — сливной кран или пробка; 29 — шкив водяного насоса; 30 — вентилятор; 31 — нижний патрубок.

В бачок отводится и в нем конденсируется пар из верхних участков радиа­тора и системы, а также собирается воздух, вследствие чего улучшается ра­бота системы охлаждения. Жидкость в систему охлаждения наливают через горловину 19, имеющую герметизирую­щую пробку на резьбе. Паровой и воз­душный клапаны установлены в пробке 20.

В системе охлаждения дизеля приме­няют гидромуфту (рис. 3) привода вен­тилятора, имеющую автоматическое управление, которая передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя к вентилятору. Гидромуфта позволяет поддерживать наивыгоднейший темпе­ратурный режим в системе охлаждения и гасить возникающие колебания колен­чатого вала при резком изменении его частоты вращения.

В ней имеется автоматическое управление в виде включателя золотни­кового типа. Масло в гидромуфту посту­пает из смазочной системы двигателя. Ведущая часть гидромуфты приводится от коленчатого вала двигателя через шлицевой ведущий вал 6. Вентилятор, рас­положенный соосно с коленчатым ва­лом, укреплен на ступице 15, установ­ленной на ведомом валу 16. Ведущую часть гидромуфты, вращающуюся в ша­рикоподшипниках 7 и 20, составляют: ведущий вал 6 в сборе с кожухом 3 ведущее колесо 10, соединенное бол­тами с кожухом и валом 12 шкива; шкив 11 привода насоса и генератора, прикрепленный к валу 12 болтами 19. Ведомую часть гидромуфты составляет ведомое колесо 9 в сборе, соединенное болтами 22 с ведомым валом 16. Она вращается в шарикоподшипниках 4 и 13. Уплотнена гидромуфта двумя коль­цами 8 и самоподжимными сальниками 17 и 21.

Для управления гидромуфтой при­вода вентилятора включатель (рис.4) установлен на нагнетательном патрубке 7 (см. рис. 2) в передней части двига­теля. Включатель гидромуфты обеспе­чивает в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в системе охлаж­дения соединение или разъединение ведущего вала 6 (см. рис. 3) с ведомым 16 из-за изменения количества масла, поступающего в гидромуфту из смазоч­ной системы, а вместе с тем и включение - выключение вентилятора, установ­ленного на ступице 15 ведомого вала 16 гидромуфты. Масло подается насосом в полость корпуса 2, а затем по трубке 5 подводится в каналы ведомого вала 16 и сквозь отверстия в ведомом колесе — в межлопастное пространство.

При вращении ведущего колеса 10 масло с его лопаток переходит на ло­патки ведомого колеса 9, оно начинает вращаться, передавая крутящий мо­мент на вал 16, и приводит во вращение вентилятор.

Вентилятор может работать в трех режимах:

автоматическом — температура охла­ждающей жидкости в двигателе поддер­живается равной 80 — 95 °С; рычаг пробки крана включателя гидромуфты установлен в положение В (метка на корпусе), и масло из смазочной системы поступает в гидромуфту; при уменьше­нии температуры охлаждающей жидко­сти ниже 80 °С вентилятор автоматиче­ски отключается;

вен­тилятор отключен (может вращаться с не­большой частотой) рычаг крана включателя гидромуфты установлен в положение 0, и масло в гидромуфту не поступает; вентилятор может вра­щаться с небольшой частотой под влия­нием набегающего потока воздуха при движении автомобиля;

вентилятор включен постоянно — ры­чаг крана включателя установлен в по­ложение 11; масло поступает в гидро­муфту независимо от температурного режима, и вентилятор постоянно вра­щается с частотой, равной примерно ча­стоте вращения коленчатого вала. В та­ком режиме допускается кратковремен­ная работа в случае возможных неис­правностей гидромуфты или ее включа­теля. При первой возможности нужно устранить неисправность.

Основной ре­жим работы гидромуфты — автоматиче­ский.

Длительная работа при постоянно включенном вентиляторе приводит к по­ломке крыльчатки. Постоянно включают вентилятор вворачиванием двух специальных болтов крепления крыльчатки к ступице 15. Болты необходимо расконтрить и ввернуть так, чтобы они вошли в отверстия на шкиве 11 привода гене­ратора, и гайки вновь законтрить.

При переходе на автоматический ре­жим болты нужно вывернуть и закон­трить в таком положении, чтобы обеспе­чивались свободное вращение вентиля­тора относительно шкива 11 и надежное крепление крыльчатки к ступице 15.

Рычаг 10 (см. рис. 4) пробки включения крана гидромуфты мо­жет быть в двух положениях: в «В» (метка на корпусе включателя) — вен­тилятор работает по автоматическому режиму, «О» — подводящая и отводящая полости включателя разобщены. В положении «В» полости включателя в зависимости от температуры охлажда­ющей жидкости сообщаются или разоб­щаются термосиловым датчиком 16. При повышении температуры охлаждающей жидкости наполнитель термосилового датчика расширяется, шток датчика и золотник 5 включателя гидромуфты пе­ремещаются.

Рисунок-3. Гидромуфта привода вентилятора автомобиля КамАЗ-5320:

1 — передняя крышка; 2 — корпус; 3 — кожух; 4. 7, 13 и 20 — шарикоподшипники; 5 — трубка подвода мас­ля, 6- ведущий вал; 8 — уплотнительные кольца; 9 — ведомое колесо; 10 — ведущее колесо; 11 — шкив; 12— вал шкива- 14 — упорная втулка: 15 — ступица вентилятора; 16 — ведомый вал; 17 и 21 - самопод­жимные сальники; 18 - прокладка; 19 и 22 - болты.

При достижении темпера­туры охлаждающей жидкости 85...90°С золотник занимает такое положение, когда подводящая и отводящая полости сообщаются между собой и масло посту­пает в гидромуфту, а разобщаются поло­сти при снижении температуры охлаж­дающей жидкости в зоне термосилового датчика до 75...80 °С. Температуру сооб­щения и разобщения полостей регули­руют подбором необходимого числа шайб 14. Для уменьшения температуры охлаждающей жидкости шайбы, распо­ложенные между термосиловым датчи­ком 16 и торцом корпуса 2, необходимо переложить под торец гайки 15 крепле­ния термосилового датчика. Регулируют при температуре охлаждающей жидко­сти выше 105 °С.

Рисунок-4. Включатель гидромуфты:

1 — крышка корпуса включателя; 2 — корпус вклю­чателя; 3 — шайба возвратной пружины;

4 — воз­вратная пружина; 5 — золотник включателя гидро­муфты; 6 — уплотнительное кольцо крышки корпуса включателя; 7 — уплотнительное кольцо пробки крана; 8 — пробка крана включателя; 9 — штифт 10 — рычаг пробки крана; 11 — пружина фиксато­ра; 12 — фиксатор рычага пробки крана; 13 - крышки пробки крана; 14 — регулировочные шайбы 15 — гайка крепления термосилового датчика; 16 - термосиловой датчик; 17 - уплотнительное кольцо термосилового датчика.

Радиатор. Теплообменником, в кото­ром теплота от жидкости передается че­рез трубки воздуху, является радиатор, имеющий верхний 9 (рис. 5) и нижний 15 бачки, соединенные сердцевиной 12 радиатора. В верхний бачок впаяны за­ливная горловина 8, закрываемая проб­кой 7, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего нагретую жидкость к радиатору. Сбоку заливная горловина имеет отверстие для пароот­водной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга 13. К верхнему и нижнему бачкам при­креплены боковые стойки 6, соеди­ненные пластиной, припаянной к нижне­му бачку. Стойки и пластина образуют каркас радиатора.

Радиатор соединен с рубашкой охла­ждения двигателя патрубками и гибки­ми шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Та­кое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Перед радиатором установлены жалюзи 2 для регулирования количества воздуха, про­ходящего между трубками радиатора. При перемещении рукоятки 4, устано­вленной в кронштейне, вперед до отказа створки жалюзи полностью открывают­ся, и воздух свободно проходит между трубками радиатора.

В случае переме­щения этой рукоятки назад до отказа створки закрываются, и обдув радиато­ра воздухом прекращается. Для поддер­жания определенного температурного режима двигателя рукоятку можно уста­новить на фиксаторе 5 в любом проме­жуточном положении.

Рисунок- 5.Радиатор:

1 — каркас; 2 — жалюзи; 3 — тяга; 4 — рукоятка привода жалюзи; 5 — фиксатор; 6 — стойка;

7-пробка радиатора; 8 - горловина радиатора; 9 — верхний бачок; 10 и 13 — гибкие шланги;

11 — отводящий патрубок; 12 — сердцевина радиатора; 14 — сливной кран радиатора;

15 — нижний бачок; 16 — направляющий кожух:

Для создания в системе охлаждения принудительной цирку­ляции жидкости служит центробежный насос.

Водяной насос дизеля КамАЗ-740 за­креплен на передней части блока цилин­дров с левой стороны и приводится в действие клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Вентилятор установлен отдельно на гидромуфте.

Термостат. Необходимую температу­ру жидкости в системе охлаждения ав­томатически поддерживает термостат. Он позволяет быстро прогреть хо­лодный двигатель при пуске.

Вентилятор. Для создания воздушного потока, охлаждающего жидкость, про­текающую по трубкам радиатора, слу­жит вентилятор, состоящий из крыль­чатки и ступицы со шкивом. Вентилятор осевого типа, пятилопастной, установленный на ведомом валу гидромуфты соосно с коленчатым валом двигателя. Вентилятор вращается в установленном на рамке радиатора кожухе, который уменьшает подсос лопастями воздуха с боков и тем самым способствует увеличению потока воздуха, просасываемого вентилятором через радиатор системы охлаждения двигателя.

Расширительный бачок установлен на двигателе с правой стороны по ходу автомобиля и соединен с коробкой термостатов, верхним бачком радиатора, водяной полостью блока и компрессора. Расширительный бачок служит для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости при ее расширении от нагревания, он также позволяет контролировать степень заполнения системы охлаждения двигателя и способствует удалению из нее воздуха и пара.

В горловине расширительного бачка установлена паровоздушная пробка с впускным и выпускным клапаном. Впускной клапан нагруженный пружиной, поддерживает в системе избыточное давление 0,58-0,80 кгс/см², впускной клапан , нагруженный более слабой пружиной, препятствует созданию в системе разряжения при остывании двигателя. Впускной клапан открывается и сообщает систему с атмосферой при разрежении 0,01-0,13 кгс/см²,

Система охлаждения одна из важных в дви­гателе. Если она неис­правна, то двигатель пе­регревается или переохлаждается. Диагностирование систе­мы охлаждения осуществляется по внешним признакам.

Перегрев двигателя происходит в резуль­тате неисправности не только системы охлаждения, но и систем питания, зажигания и смазки. Недостаточное ох­лаждение двигателя и, как вследствие этого, закипание охлаждающей жидкости в системе может возникнуть от недо­статочного количества ее в системе охлаждения, пробуксовки ремня вентилятора при слабом его натяжении или в результате замасливания, загрязнения или отложения накипи в системе и неправильной работы термостата.

Переохлаждение двигателя может быть вызвано неисправной работой термостата или заеданием жалюзи в открытом положении. Зимой при низкой темпера­туре воздуха, если не принять предохранительных мер (при­крыть жалюзи, надеть утеплительный чехол и т. п.), также возможно переохлаждение двигателя и даже замерзания воды в системе.

Недостаточный уровень охлажда­ющей жидкости в верхнем бачке радиатора бывает при утечке ее из системы охлаждения или выкипания. Утечка охлаждающей жидкости из системы может произой­ти через сальники, неплотности в соединении патрубков, сливные краники и поврежденные участки радиатора. Течь при износе сальников обнаруживают по подтеканию ох­лаждающей жидкости через контрольное отверстие в ниж­ней части корпуса насоса.

При появлении этой неисправности необходимо слить охлаждающую жидкость, ослабить ремень вентилятора и снять его, ослабить хомутик, отсоединить резиновый шланг и осторожно снять водяной насос с тем, чтобы не повредить прокладку.

Отвернув болт крепления крыльчатки, снять ее. В саль­нике может быть повреждена либо резиновая манжета, либо самоподжимная шайба; поврежденные детали нужно заменить, насос собрать и установить. В случае поврежде­ния прокладки головки цилиндров ее заменяют.

Неплотности в соединениях патрубков со шлангами устраняют затягиванием хомутиков (если резь­ба затяжного болта хомутика использована полностью, то под снятый хомутик подкладывают металлическую поло­ску), а краники, пропускающие жидкость, притирают. Для этого их снимают с двигателя, разбирают, на рабочую по­верхность наносят притирочную пасту (такую же, как и для притирки клапанов газораспределительного механизма) и возвратно-вращательным движением притирают до появ­ления матовой поверхности на всех рабочих частях кра­ника.

Поврежденный радиатор необходимо снять и сдать в ремонт.

Натяжение ремня вентилятора в двигателе регулируют смещением генератора. Правильно натя­нутый ремень прогибается на 8—10 мм при нажатии рукой с силой в 3 — 4 кгс. Если ремень натянут недостаточно, то необходимо ослабить болты крепления генератора и, от­клоняя его, добиться нужного натяжения. Пробуксовка может быть вызвана, кроме того, смазкой, попавшей на ремень и шкивы.

В двигателе ЗИЛ-130 шкив вентилятора приводится в действие двумя ремнями. Натяжение одного из них регу­лируется перемещением генератора, а второго—переме­щением насоса гидроусилителя рулевого управления. В дви­гателе ЗМЗ-53 натяжение ремня вентилятора изменяют натяжным роликом.

Основные работы по техническому обслуживанию системы охлаждения

ЕО. Проверить уровень жидкости в радиаторе. Уровень воды должен быть на 15 — 20 мм ниже заливной головки.

Заполняя систему охлаждения антифризом, нужно за­ливать его на 6 — 7% меньше, чем воды по объему, так как при нагревании он расширяется больше, чем вода. При ис­парении антифриза необходимо доливать воду, а при утеч­ке — антифриз.

Проверить, нет ли подтекания жидкости в системе охлаждения.

ТО-1.Проверить отсутствие подтекания жидкости во всех соединениях системы охлаждения; при необходимости устранить подтекание. Смазать подшипники водяного на­соса (по графику смазки). Смазку нагнетают шприцем через масленку до появления ее из контрольного отверстия на­соса. Дальнейшее нагнетание смазки может привести к вы­давливанию сальников.

ТО-2. Проверить герметичность системы охлаждения и при необходимости устранить утечку жидкости. Проверить и, если нужно, закрепить радиатор, его облицовку и жа­люзи. Проверить крепление водяного насоса и натяжение ремня привода вентилятора; при необходимости отрегули­ровать натяжение ремней и подтянуть крепление. Прове­рить крепление вентилятора.

Смазать подшипник водяного насоса (по графику)» Проверить действие и герметичность системы отопления, действие жалюзи. При крайнем переднем положении ру­коятки пластины жалюзи должны быть полностью открыты, постепенно закрываясь при перемещении рукоятки на себя.

Проверить действие паровоздушного клапана пробки ра­диатора.

СО. Два раза в год промыть систему охлаждения. Про­верить состояние утеплительного чехла (в зимнее время) и надежность его крепления. При подготовке к зимней эк­сплуатации проверить состояние и действие пускового по­догревателя и других вспомогательных средствоблегчеиия пуска двигателя, установленных на автомобиле, и при необходимости устранить неисправность.

При безгаражном хранении автомобилей в холодное время года после окончания работы необходимо слить воду из системы охлаждения, открыв краники на блоке и нижнем патрубке радиатора, пробку горловины радиатора и кра­ник системы отопления кузова.