Глава 6.7 Система охлаждения КамАЗ-740

6.7 СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения предназначена для обеспечения оптимального теплового режима работы двигателя. Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа, с принуди­тельной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ).

К основным агрегатам и узлам системы охлаждения относятся: радиатор, вентилятор с вязкостной или гидравлической муфтой привода, кожух вентилятора, обечайка вентилятора, корпус водяных каналов, водяной насос, термостаты, каналы и соединительные трубопрово­ды для прохода ОЖ.

Схема системы охлаждения с соосным коленчатому валу вентилятором и с вязкостной муфтой привода вентилятора приведена на рисунке 30.

Рисунок 30. Схема системы охлаждения:
1 - расширительный бачок; 2 - пароотводящая трубка; 3 - трубка отвода жидкости из компрессора; 4 - канал выхода жидкости из правого ряда головок цилиндров; 5 - соединительный канал; 6 - канал выхода жидкости из левого ряда головок цилиндров; 7 - входная полость водяного насоса; 8 - водяной насос; 9 - канал входа жидкости в левый ряд гильз цилиндров; 10 - канал подвода жидкости в водяной насос из радиатора; 11 - выходная полость водяного насоса; 12 - соединительный канал; 13 - перепускной канал из водяной коробки на вход водяного насоса; 14 - канал входа жидкости в правый ряд гильз цилиндров; 15 - канал отвода жидкости в теплообменник масляный; 16 - теплообменник масляный; 17 - водяная коробка; 18 - трубка подвода жидкости в компрессор; 19 - перепускная труба.

Во время работы двигателя циркуляция ОЖ в системе создается водяным насосом 8. Охлаждающая жидкость из насоса 8 нагнетается в полость охлаждения левого ряда цилинд­ров через канал 9 и через канал 14 - в полость охлаждения правого ряда цилиндров. Омывая наружные поверхности гильз цилиндров, ОЖ через отверстия в верхних привалочных плос­костях блока цилиндров поступает в полости охлаждения головок цилиндров. Из головок цилиндров нагретая жидкость по каналам 4, 5 и 6 поступает в водяную коробку корпуса во­дяных каналов 17, из которой, в зависимости от температуры, направляется в радиатор или на вход насоса. Часть жидкости отводится по каналу 15 в масляный теплообменник 16, где происходит передача тепла от масла в ОЖ. Из теплообменника ОЖ направляется в водяную рубашку блока цилиндров в зоне расположения четвертого цилиндра.

Номинальная температура охлаждающей жидкости в системе при работе двигателя 75... 98 °С. Тепловой режим двигателя регулируется автоматически: двумя термостатами и вязкостной муфтой привода вентилятора, которые управляют направлением потока жидко­сти и работой вентилятора в зависимости от температуры ОЖ на выходе из двигателя и тем­пературы воздуха на выходе из радиатора.

Корпус водяных каналов (рисунок 30) отлит из чугунного сплава и закреплен болта­ми на переднем торце блока цилиндров.

В корпусе водяных каналов отлиты входная 7 и выходная 11 полости водяного насоса, соединительные каналы 5 и 12, каналы 9 и 14, подводящие ОЖ в блок цилиндров, каналы 4 и 6, отводящие ОЖ из головок цилиндров, перепускной канал 13, канал 15 отвода ОЖ в масля­ный теплообменник, полости водяной коробки 17 для установки термостатов, канал 10 под­вода ОЖ в водяной насос из радиатора.

Водяной насос (рисунок 31) центробежного типа, установлен на корпусе водяных ка­налов. В корпус 1 запрессован радиальный двухрядный шарико-роликовый подшипник с валиком 6. С обеих сторон торцы подшипника защищены резиновыми уплотнениями. Смаз­ка в подшипник заложена заводом-изготовителем. Пополнение смазки в эксплуатации не требуется. Упорное кольцо 8 препятствует перемещению наружной обоймы подшипника в осевом направлении. На концы валика подшипника напрессованы крыльчатка 3 и шкив 7. Сальник 2 запрессован в корпус насоса, а его кольцо скольжения постоянно прижато пру­жиной к кольцу скольжения 5, которое вставлено в крыльчатку через резиновую манжету 4.

Рисунок 31. Насос водяной:
1 - корпус; 2 - сальник; 3 - крыльчатка; манжета уплотнительная; 5 - кольцо скольжения; 6 - подшипник радиальный шарико-роликовый с валиком; 7 - шкив; 8 - кольцо упорное.

В корпусе насоса между подшипником и сальником выполнено два отверстия: нижнее и верхнее. Верхнее отверстие служит для вентиляции полости между подшипником и саль­ником, а нижнее - для контроля исправности торцового уплотнения.

Подтекание жидкости из нижнего отверстия свидетельствует о неисправности уплот­нения. В эксплуатации оба отверстия должны быть чистыми, так как их закупорка приведет к выходу из строя подшипника.

Сальник водяного насоса (рисунок 32) состоит из латунного наружного корпуса 1, в который вставлена резиновая манжета 2. Внутри манжеты размещена пружина 3 с внутрен­ним 4 и наружным 5 каркасами. Пружина поджимает кольцо скольжения 6. Кольцо скольже­ния изготовлено из графито-свинцового твердо-прессованного антифрикционного материа­ла.

Рисунок 32. Сальник водяного насоса:
1 - корпус наружный; 2 - манжета; 3 - пружина; 4 - внутренний каркас; 5 - наружный каркас; 6 - кольцо скольжения.

Вентилятор и муфта вязкостная привода вентилятора (рисунок 33).

Рисунок 33. Вентилятор с муфтой привода:
1 - вентилятор; 2 - муфта; 3 - ступица; 4 - термобиметаллическая спираль.

Девяти лопастной вентилятор 1 диаметром 660 мм изготовлен из стеклонаполненного полиамида, ступица вентилятора 3 - металлическая.

Для привода вентилятора применяется автоматически включаемая муфта 2 вязкостно­го типа, которая крепится к ступице вентилятора 3.

Принцип работы муфты основан на вязкостном трении жидкости в небольших зазорах между ведомой и ведущей частями муфты. В качестве рабочей жидкости используется сили­коновая жидкость с высокой вязкостью.

Муфта неразборная и не требует технического обслуживания в эксплуатации.

Включение муфты происходит при повышении температуры воздуха на выходе из ра­диатора до 61... 67 °С. Управляет работой муфты термобиметаллическая спираль 4.

Вентилятор размещен в неподвижной кольцевой обечайке, жестко прикрепленной к двигателю. Кожух вентилятора, обечайка вентилятора способствуют увеличению расхода потока воздуха нагнетаемого вентилятором через радиатор. Кожух вентилятора и обечайка вентилятора соединены кольцевым резиновым уплотнителем П-образного сечения.

Радиатор медно-паяный, для повышения теплоотдачи охлаждающие ленты выполнены с жалюзийными просечками, крепится боковыми кронштейнами через резиновые подушки к лонжеронам рамы, а нижней тягой к первой поперечине рамы.

Термостаты (рисунок 34) позволяют ускорить прогрев холодного двигателя и поддер­живать температуру ОЖ не ниже 75 °С путем изменения ее расхода через радиатор. В водя­ной коробке 5 корпуса водяных каналов установлено параллельно два термостата с темпе­ратурой начала открытия (80±2) °С.

Рисунок 34. Термостаты:
1 - датчик указателя температуры; 2 - датчик сигнализатора аварийного перегрева; 3 - канал выхода жидкости из двигателя; 4 - канал перепуска жидкости на вход водяного насоса; 5 - коробка водяная; 6 - перепускной клапан; 7 - пружина перепускного клапана; 8 - резиновая вставка; 9 - наполнитель; 10 - баллон; 11 - пружина основного клапана; 12 - основной клапан; 13 - поршень; 14 - корпус; 15 - патрубок водяной; 16 - прокладка.

При температуре ОЖ ниже 80 °С, основной клапан 12 прижимается к седлу корпуса 14 пружиной 11 и перекрывает проход ОЖ в радиатор. Перепускной клапан 6 открыт и соеди­няет водяную коробку корпуса водяных каналов по перепускному каналу 4 с входом водяно­го насоса.

При температуре ОЖ выше 80 °С, наполнитель 9, находящийся в баллоне 10, начинает плавиться, увеличиваясь в объеме. Наполнитель состоит из смеси 60 % церезина (нефтяного носка) и 40 % алюминиевой пудры. Давление от расширяющегося наполнителя через резино­вую вставку 8 передается на поршень 13, который, выдавливаясь наружу, перемещает баллон 10 с основным клапаном 12, сжимая пружину 11. Между корпусом 14 и клапаном 12 откры­вается кольцевой проход для ОЖ в радиатор. При температуре ОЖ 93 °С происходит полное открытие термостата, клапан поднимается на высоту не менее 8,5 мм.

Одновременно с открытием основного клапана вместе с баллоном перемещается пере­пускной клапан 6, который перекрывает отверстие в водяной коробке корпуса водяных кана­лов, соединяющее ее с входом водяного насоса.

При понижении температуры ОЖ до 80 °С и ниже, под действием пружин 7 и 11 про­исходит возврат клапанов 12 и 6 в исходное положение.

Для контроля температуры ОЖ, на водяной коробке корпуса водяных каналов уста­новлено два датчика температуры 1 и 2. Датчик 1 выдает показания текущего значения тем­пературы ОЖ на щиток приборов, датчик 2 служит сигнализатором перегрева ОЖ. При по­вышении температуры до 98-104 °С на щитке приборов загорается контрольная лампа ава­рийного перегрева ОЖ.

Расширительный бачок 1 (рисунок 30) установлен на двигателе автомобилей КА­МАЗ с правой стороны по ходу автомобиля. Расширительный бачок соединен перепускной трубой 19 с входной полостью водяного насоса 13, пароотводящей трубкой 2 с верхним бачком радиатора и с трубкой отвода жидкости из компрессора 3.

Расширительный бачок служит для компенсации изменения объема ОЖ при ее расши­рении от нагрева, а также позволяет контролировать степень заполнения системы охлаж­дения и способствует удалению из нее воздуха и пара. Расширительный бачок изготовлен из полупрозрачного сополимера пропилена. На горловину бачка навинчивается пробка расши­рительного бачка (рисунок 35) с клапанами впускным 6 (воздушным) и выпускным (паро­вым). Выпускной и впускной клапаны объединены в блок клапанов 8. Блок клапанов нераз­борный. Выпускной клапан, нагруженный пружиной 3, поддерживает в системе охлаждения избыточное давление 65 кПа (0,65 кгс/см²), впускной клапан 6, нагруженный более слабой пружиной 5, препятствует созданию в системе разряжения при остывании двигателя.

Рисунок 35. Пробка расширительного бачка:
1 - корпус пробки; 2 - тарелка пружины выпускного клапана; 3 - пружина выпускного клапана; 4 - седло выпускного клапана; 5 - пружина клапана впускного; 6 - клапан впускной в сборе; 7 - прокладка выпускного клапана; 8 - блок клапанов.

Впускной клапан открывается и сообщает систему охлаждения с окружающей средой при разряжении в системе охлаждения 1... 13 кПа (0,01... 0,13 кгс/см²).

Заправка двигателя ОЖ производится через заливную горловину расширительного бачка. Перед заполнением системы охлаждения надо предварительно открыть кран сис­темы отопления.

Для слива ОЖ следует открыть сливные краны нижнего колена водяного трубопрово­да, теплообменника и насосного агрегата предпускового подогревателя, и отвернуть проб­ку расширительного бачка.

ВНИМАНИЕ!

Не допускается открывать пробку расширительного бачка на горячем двигателе, так как при этом может произойти выброс горячей ОЖ и пара из горловины расширительного бачка.

Эксплуатация автомобиля без пробки расширительного бачка не допускается.

Регулировку натяжения (рисунок 36) ремня поликлинового 2 привода генератора и во­дяного насоса для двигателей с расположением вентилятора по оси коленчатого вала выпол­нить следующим образом:

- ослабить болт 11 крепления задней лапы генератора, гайку 10 крепления передней ла­пы генератора, болт 8 крепления планки генератора, болт 5 крепления болта натяжного;

- перемещением гайки 6 обеспечить необходимое натяжение ремня; гайкой 7 зафикси­ровать положение генератора;

- затянуть болты 5, 8 и 11, затянуть гайку 10.

После регулировки проверить натяжение:

- правильно натянутый ремень 2 при нажатии на середину наибольшей ветви усилием 44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс) должен иметь прогиб - 6... 10 мм.

Рисунок 36. Схема проверки натяжения ремней привода генератора и водяного насоса с расположением вентилятора по оси коленвала
1 - шкив водяного насоса; 2 - ремень поликлиновой; 3 - шкив коленчатого вала; 4 - натяжной ролик; 5,8,11 - болты; 6, 7, 10 - гайки; 9 - шкив генератора.
F=44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс).

Комплектация двигателей с гидромуфтой.

Для капотных автомобилей двигатель может комплектоваться гидромуфтой привода вентилятора, расположенной на 325 мм выше оси коленчатого вала. Схема работы системы аналогична описанной выше, конструктивные особенности такой комплектации двигателя и его узлов видны на рисунках 4, 37, 38, 39, 40.

Гидромуфта привода вентилятора (рисунок 37) Для поддержания оптимального теп­лового режима двигателя и экономии топлива, привод вентилятора осуществляется через гидромуфту, включение и выключение которой происходит автоматически в зависимости от температуры жидкости в системе охлаждения двигателя.

Рисунок 37. Гидромуфта привода вентилятора:
1 - ступица вентилятора; 2 - вал шкива; 3 - манжета 740.1318166-01; 4- шкив; 5 - корпус подшипника; 6 - корпус-кронштейн; 7 - кожух ведущего колеса; 8 - подшипник 204; 9 - подшипник 207А; 10 - уплотнитель; 11 - крышка корпуса-кронштейна; 12 - колесо ведомое; 13 - сливной патрубок; 14 - колесо ведущее; 15 - подшипник 114; 16 - подшипник 305; 17 - манжета 740.1318186-01; 18 - вал ведомого колеса.

Частота вращения вентилятора зависит от количества масла, поступающего в гидро­муфту через включатель (рисунок 38). Он установлен в передней части двигателя на патруб­ке, подводящем охлаждающую жидкость к правому ряду цилиндров.

Рисунок 38. Включатель гидромуфты:
1 - корпус включателя; 2 - кольцо уплотнительное; 3 - пружина; 4 - вилка; 5 - тяга; 6 - рычаг коробки; 7 - крышка; 8 - шарик фиксирующий; 9 - пробка; 10 - шарик; 11 - клапан термосиловой; 12 - шток.

Тягой 5 пробка 9 может быть установлена в трех положениях, обозначенных метками на корпусе:

- положение О (крайнее левое) - вентилятор отключен независимо от температуры охлаждающей жидкости;

- положение П (среднее) - вентилятор включен постоянно, независимо от температуры охлаждающей жидкости;

- положение А (крайнее правое) - вентилятор работает в автоматическом режиме (ос­новной режим).

При повышении температуры охлаждающей жидкости до 85... 90 °С шток 12 термоси­лового клапана 11 перемещает шарик 10. Через сообщающиеся полости включателя масло подводится в полость гидромуфты. Далее через каналы в ведущем валу масло поступает в межлопастное пространство и включает вентилятор, масло из рабочих полостей колес слива­ется через отверстия в кожухе.

При понижении температуры охлаждающей жидкости ниже 85 °С шарик 10 под дейст­вием возвратной пружины 3 перекрывает отверстие в клапане 11 и отключает вентилятор. Благодаря этому, поддерживается наивыгоднейшая температура двигателя, а затраты мощ­ности на привод вентилятора снижаются.

При отказе включателя гидромуфты во время работы в автоматическом режиме (харак­теризуется перегревом двигателя) принудительно включить вентилятор, установив пробку 9 в положение "П" и при первой возможности устранить неисправность включателя.

Водяной насос, применяемый на двигателях с гидромуфтой, (рисунок 39) центро­бежного типа, установлен на передней части блока цилиндров слева.

Рисунок 39. Насос водяной:
1 - пылеотражатель; 2 - шкив; 3 - подшипник 1160305; 4 - подшипник 1160304; 5 - корпус; 6 - крыльчатка; 7 - сальник; 8 - кольцо упорное; 9 - кольцо уплотнительное; 10 - валик; 11 - манжета.

Вал 10 вращается в подшипниках 3 и 4 с односторонним резиновым уплотнением. Для дополнительной защиты от проникновения охлаждающей жидкости в подшипники установ­лена резиновая манжета 11.

Сальник 7 препятствует вытеканию охлаждающей жидкости из полости насоса. Саль­ник запрессован в корпус 5 насоса, а его графитовое кольцо постоянно прижато пружиной к упорному стальному кольцу 8. Между упорным кольцом и крыльчаткой 6 установлено уп­лотнительное резиновое кольцо 9 в тонкостенной латунной обойме. Высокое качество изго­товления торцов графитового и упорного кольца обеспечивает надежное контактное уплот­нение полости насоса.

Полость между подшипниками заполнена смазкой “Литол -24”, которую при эксплуа­тации периодически (при ТО-2) следует пополнять с помощью пресс - масленки до появле­ния ее из контрольного отверстия.

Для проверки исправности торцового уплотнения в корпусе насоса имеется дренажное отверстие. Заметная течь жидкости через это отверстие свидетельствует о неисправности уп­лотнения насоса. Закупорка отверстия не допускается, так как приводит к выходу из строя подшипников.

Вентилятор осевого типа, металлический, восьмилопастный, диаметром 660 мм кре­пится четырьмя болтами к ступице вентилятора 1 ведомого вала гидромуфты (рисунок 37).

Регулировка натяжения поликлинового ремня для двигателей с расположением венти­лятора выше оси коленчатого вала показано на рисунке 40.

Рисунок 40. Схема проверки натяжения ремней для двигателей с гидромуфтой:
1 - планка генератора; 2 - шкив генератора; 3 - шкив гидромуфты; 4 - шкив водяного насоса; 5 - шкив коленвала; 6 - ролик натяжного приспособления; 7, 8 - болты крепления планки генератора; 9 - гайка крепления генератора; 10 — ремень привода генератора и водяного насоса; 11 - ремень привода гидромуфты.
При приложении усилия F=(44,1± 5)Н ((4,5 ± 0,5)кгс) на середину ветви АБ ремня величина прогиба L должна быть 6-10 мм.

Натяжение ремня привода гидромуфты 11 регулируется перемещением натяжного ро­лика 6.

Натяжения ремня 10 привода генератора и водяного насоса выполнить следующим об­разом:

- ослабить гайку 9 крепления генератора;

- ослабить болты 7 и 8, крепления планки генератора;

- переместив генератор, натянуть ремень;

- затянуть гайку 9, болты 7 и 8.

После регулировки проверить натяжение:

- правильно натянутый ремень при нажатии на середину наибольшей ветви усилием 44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс) должен иметь прогиб - 6... 10 мм.

Регулировка натяжения поликлинового ремня для двигателей 740.30-260 автобусной комплектации (рисунок 41) проводить с помощью изменения положения генератора I в сле­дующей последовательности:

- ослабить болты 9, 13, гайку стопорную 10 и гайку 12;

- переместить генератор 1 с помощью натяжного болта 11;

- затянуть болт 9, 13, гайку стопорную 10 и гайку 12.

После регулировки проверить натяжение:

- правильно натянутый ремень при нажатии на середину наибольшей ветви усилием 44,1 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс) должен иметь прогиб - 6... 10 мм.

Рисунок 41. Вид спереди двигателя 740.30-260 (автобусной комплектации):
1 - генератор; 2 - турбокомпрессор; 3 - направляющий ролик; 4 - маслоуказатель; 5 - шкив водяного насоса; 6 - патрубок маслоналивной; 7 - ремень поликлиновый; 8 - шкив коленчатого вала; 9, 13 - болты; 10, 12 - гайки; 11 - болт натяжной.