Системам охлаждения — должное внимание

avtospec — 08.02.2025

Двигатель без всякого преувеличения можно назвать сердцем любого грузовика, модели дорожно-строительной или землеройно-транспортной техники. Его здоровье зависит от многих факторов, в том числе и от работы системы охлаждения. Существует множество примеров, когда неисправности в системе охлаждения приводили к серьезным поломкам мотора или его деталей

Охлаждая пыл моторов

Безотказная работа дизельных двигателей, которыми оснащаются современные отечественные и зарубежные погрузчики, экскаваторы, бульдозеры и другая спецтехника, эксплуатирующаяся в нашей стране, во многом зависит от от функционирования системы охлаждения. Ее главной задачей является создание оптимального температурного режима, при котором эксплуатация двигателя не вызывает нареканий. Система охлаждения выполняет несколько функций, которые имеют важное значение для работы машины:

а) поддерживает температуру двигателя, необходимую для обеспечения максимальной производительности

б) охлаждает сжатый впускной воздух, что обеспечивает оптимальные условия сгорания

в) рассеивает излишек тепла в других системах и узлах машины, в том числе: смазочное масло в двигателе; тормозах; двигателе и трансмиссии; рулевом управлении; турбокомпрессоре и вентиляторе.

Поддержание нужного температурного режима в силовой установке особенно важно, поскольку одним из главных достоинств двигателей последнего поколения, которые оснащаются турбокомпрессорами с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха, является высокий, чем у прежних силовых установок к.п.д., который достигается за счет температуры сгорания топлива, превышающей 1900° С. При этом 33% тепловой энергии преобразуется в механическую, около 30% тепла отводится выпускной системой, еще 7% излучаются поверхностями двигателя, в то время как оставшиеся 30% поглощаются системой охлаждения. Важнейшая роль в поддержании правильного температурного баланса и обеспечении долговечности дизельного двигателя отводится охлаждающей жидкости. Её качество имеет такое же значение, как и качество топлива или масла.

Нельзя не сказать, что обычно, системы охлаждения крупных карьерных самосвалов имеют два отдельных контура охлаждения: в рубашке водяного охлаждения двигателя и охладителе наддувочного воздуха. Оба этих контура имеют примерно одинаковый размер и расположены в различных частях радиатора.

Контур охлаждения рубашки двигателя отводит излишек тепла из двигателя и охладителей многих систем машины, кроме охладителя наддувочного воздуха и передних тормозов. Охлаждающая жидкость после охлаждения поступает из нижней части радиатора на впуск помпы водяной рубашки. Водяной насос (помпа) прокачивает охлаждающую жидкость через двигатель и охладители различных систем машины. Излишек тепла от двигателя и охладителей передается охлаждающей жидкости двигателя, которая направляется в узел термостата. Если температура охлаждающей жидкости превышает установленную рабочую температуру двигателя, то жидкость начинает поступать в радиатор. Если температура охлаждающей жидкости ниже установленного значения рабочей температуры двигателя, термостат направляет ее на впуск водяной помпы через перепускной контур. При циркуляции по малому кругу охлаждающая жидкость нагревается, что обеспечивает быстрый прогрев двигателя до установленной рабочей температуры. Перепускной контур соединен с расширительным бачком, в котором под давлением содержится дополнительная охлаждающая жидкость. Расширительный бачок поддерживает давление на входе в водяной насос, что позволяет предотвратить кавитацию при интенсивной циркуляции охлаждающей жидкости.

Контур охлаждения промежуточного охладителя наддувочного воздуха (интеркулера) поглощает и отводит излишек тепла от охладителя интеркулера и передних тормозных механизмов у ряда моделей карьерных самосвалов. Охлаждающая жидкость двигателя после охлаждения поступает из нижней части радиатора на впуск водяного насоса охладителя наддувочного воздуха. Насос подает охлаждающую жидкость пропуская ее через охладитель наддувочного воздуха и маслоохладители передних тормозов. Излишек тепла передается охлаждающей жидкости, которая возвращается напрямую в радиатор. Термостат или перепускной контур не требуется, поскольку необходимо максимальное охлаждение как охладителя наддувочного воздуха, так и передних тормозов. Небольшое количество охлаждающей жидкости также поступает в воздушный компрессор для охлаждения.

Неисправность системы охлаждения может привести к преждевременному износу или повреждению основных узлов двигателя. Наиболее распространенной проблемой является низкое качество охлаждающей жидкости. По этой причине появляется преждевременная кавитационная эрозия гильз цилиндров, коррозия и повреждение сальников насоса.

Охлаждающая жидкость

Сама охлаждающая жидкость, как правило, представляет смесь воды и кондиционера – специальной присадки, предотвращающей коррозию деталей системы охлаждения. При эксплуатации в условиях низких температур к этим составляющим добавляется антифриз, который предотвращает замерзание охлаждающей жидкости. Необходимо помнить, что эффективность работы, а также срок службы дизельного двигателя и системы охлаждения во многом зависят от типа охлаждающей жидкости. Главным теплоносителем в её составе является вода, свойства которой хорошо изучены. Однако в составе воды находятся вещества в той или иной степени загрязняющие её. Опасность этого явления заключается в том, что в условиях высоких рабочих температур двигателя образуются кислоты или накипь, которые могут существенно сократить долговечность системы охлаждения. Помимо этого охлаждающая жидкость должна защищать от коррозии и кавитации корпус водяного насоса, а также от образования солевых отложений, сохранять эластичность резиновых деталей, в её составе не допустимо присутствие нитратов и фосфатов. Вот почему столь важно следить за типом и качеством охлаждающей жидкости, а также производить правильное техническое обслуживание системы охлаждения.

Антифризы рекомендованные компаниями изготовителями для использования в системе охлаждения содержат все необходимые присадки, которые не только предотвращают замерзание охлаждающей жидкости и образование коррозии, но также повышают точку кипения воды, а также обеспечивают защиту деталей из алюминиевых сплавов. В качестве антифризов в России распространены составы на основе этиленгликоля и пропиленгликоля. Относительная концентрация этих веществ в воде имеет решающее значение при определении защитных свойств смеси от замерзания. Смесь упомянутых основ с водой в соотношении 1:1 способна обеспечить температуру замерзания до –40° С. Кроме того, при более низких температурах перечисленные основы не превращаются в лёд, а образуют густую массу, не вызывая повреждение блока цилиндров и радиатора. Существуют низкозамерзающие охлаждающие жидкости, обеспечивающие нормальную эксплуатацию дизеля при температуре окружающего воздуха до – 65° С.

Столь же важное значение как и температура замерзания имеет температура кипения – чем она выше, тем меньше охлаждающая жидкость испаряется и реже закипает, что обеспечивает более длительную работу двигателя без дозаправки и перегрева. Температура кипения пропиленгликоля – +154° С, этиленглиголя – +170° С. Это существенно выше, чем у воды. Значение данного фактора особенно велико в летнюю жару.

Кроме количества и типа в охлаждающей смеси температура её кипения зависит от давления в системе охлаждения и высоты, на которой работает двигатель. Система охлаждения современного дизельного двигателя рассчитана на работу с высоким давлением, которое повышает температуру кипения. Величину давления регулирует предохранительный клапан.

Следует помнить, какой бы тип охлаждающей жидкости из числа рекомендованных компаниями изготовителями ни использовался, необходимо регулярно контролировать её уровень из-за возможных утечек и испарения, а также производить замену в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации двигателя.

Если пренебрегать указанными требованиями, включая низкое качество охлаждающей жидкости дизель может испытать на себе губительное воздействие аэрации и образующихся накипи и осадков, а кроме того таких видов коррозии как питтинг и преждевременная кавитационная эрозия гильз цилиндров, коррозия (ржавление), нарушение кислотно-щелочного равновесия, электрохимическая коррозия и коррозия в электролитах.

Все эти негативные факторы могут разрушить или повредить поршни и стенки цилиндров, термостат и водяной насос, алюминиевые детали и каналы системы охлаждения, сальники водяного насоса и т. д. Особую опасность представляют питтинг и кавитационная эрозия. Питтинг представляет собой вид быстро развивающейся агрессивной коррозии, которая возникает на ограниченных участках, вследствии возникновения электрического тока. Кавитационная эрозия возникает благодаря наличию в охлаждающей жидкости пузырьков воздуха, которые лопаясь вызывают разрушение оксидной плёнки нанесённой на металлические поверхности. Предотвратить или ослабить эти явления могут профилактические меры, такие как поддержание системы охлаждения в чистоте и регулярное добавление в нее присадок, рекомендованных компаниями изготовителями.

Надежная работа системы охлаждения современного дизельного двигателя гарантируется при использовании в качестве охлаждающей жидкости низкозамерзающей жидкости. Только в случае значительной и внезапной утечки жидкости, допускается производить доливку мягкой и чистой воды с тем, чтобы доехать до автотранспортного предприятия или ближайшего сервисного пункта. После этого необходимо слить жидкость из системы охлаждения, а затем заправить её соответствующей низкозамерзающей жидкостью. В повседневной эксплуатации категорически запрещено вместо антифриза использовать воду в системе охлаждения двигателя.

Первостепенное значение должно придаваться соблюдению всех параметров охлаждающей жидкости. На ухудшении качества и эффективности функционирования охлаждающей жидкости влияют следующие факторы: не обеспечивается необходимая концентрация присадок в охлаждающей жидкости; используется охлаждающая жидкость, не отвечающая минимальным требованиям компании-изготовителя, недостаточное количество антифриза в системе охлаждения; несвоевременная замена охлаждающей жидкости.

Следует помнить

Огромную роль играет тепловой баланс дизельного двигателя. Неисправность системы охлаждения может привести к перегреву двигателя. В этом случае увеличивается сила трения и изнашивание деталей, уменьшаются тепловые зазоры, происходит коксование масла и отложение нагара, ухудшается наполнение цилиндров дизеля воздухом. Перегрев обычно вызывает растрескивание или деформацию головки и блока цилиндров, а также прихват поршней двигателя.

Перегрев может быть вызван несколькими причинами. Среди них наиболее вероятные: низкий уровень охлаждающей жидкости, засорение сердцевины радиатора, повреждённые или подтекающие шланги и патрубки охлаждающей жидкости, ослабление натяжения ремня вентилятора, чрезмерная нагрузка двигателя, отказ водяного насоса или термостата, засорение впускного или выпускного воздушных каналов, неисправность работы системы охлаждения (теплообменника, охладителя или радиатора).

В тоже время слишком сильный отвод тепла влечет за собой переохлаждение дизеля, которое может повредить двигатель также как и его перегрев. В результате изменяются вязкостные свойства масла, что неизбежно приводит к увеличению изнашивания деталей, снижению мощности и экономичности дизельного двигателя. Наряду с этим продолжительная эксплуатация двигателя при низких температурах в системе охлаждения приводит к образованию шлама в картере. Шлам в свою очередь вызывает пригорание толкателей втулок клапанов, поршней и поршневых колёц. Кроме того, если используется топливо с высоким содержанием серы активизируется образование серной кислоты, которая в значительной степени ускоряет процесс коррозии.

Низкие рабочие температуры могут привести к появлению нагара, который прежде всего приводит к нарушению работы газораспределительного механизма.

Крайне важно, чтобы рабочая температура двигателя находилась в строго определённом интервале. Для современных дизельных двигателей оптимальный тепловой режим находится в границах 85-95° С независимо от нагрузки и температуры окружающей среды. Не допускается продолжительная работа дизеля на низких оборотах без нагрузки, что может привести к переохлаждению.

В качестве профилактической меры компании изготовители рекомендует использовать фирменные очистители системы охлаждения дизельных двигателей, которые растворяют минеральные отложения, продукты коррозии, накипь, шлам или снижают их содержание во время работы двигателя.

При первоначальной заправке следует использовать охлаждающую жидкость нужного типа и высокого качества. Перед заправкой системы охлаждения необходимо закрыть пробками все сливные отверстия. Скорость заполнения не должна превышать 15 - 20 литров в минуту, поскольку в этом случае возможно появление воздушных пробок, препятствующих полному заполнению системы охлаждения. После заполнения системы охлаждения двигатель должен поработать в течение нескольких минут со снятой пробкой радиатора. Далее нужно закрыть пробку радиатора и дать двигателю поработать на холостом ходу пока охлаждающая жидкость не станет тёплой. Необходимость долива охлаждающей жидкости определяется по её уровню в расширительном бачке.

Категорически запрещается пуск и кратковременная работа двигателя после слива охлаждающей жидкости для удаления её остатков из системы, поскольку это ведёт к разрушению уплотнительных резиновых колец, гильз цилиндров, выпаданию седел клапанов, прогоранию прокладок головки блока цилиндров и короблению головки блока цилиндров.

Существуют и другие проблемы системы охлаждения, которые могут привести к повреждению основных узлов и агрегатов двигателя. Так протечки в промежуточном охладителе, в результате которых охлаждающая жидкость попадает в нагнетаемый воздух, приводят к гидравлическому удару. В свою очередь повреждение шлангов и радиатора происходит при использовании старого радиатора с новым двигателем и из-за небрежного не периодического обслуживания отсечного клапана. Неисправность шланга может стать причиной внезапной утечки охлаждающей жидкости, что приведет к очень быстрому повышению температуры и появлению трещин в головках блока цилиндров.

За исключением утечек в охладителе наддувочного воздуха, возникших в результате чрезмерной вибрации, большую часть проблем системы охлаждения можно предотвратить, проводя качественное техническое обслуживание. Вот почему правильная эксплуатация системы охлаждения позволит обеспечить большой срок службы дизельных двигателей, являющихся принадлежностью современной дорожно-строительной техники.

Валерий ВАСИЛЬЕВ, фото автора и фирм-изготовителей

Оставить комментарий

Популярные посты:

gellius

Родированное серебро: защитное покрытие с премиальным блеском

youroker

Умеет ли Польша в танки?

a_nalgin

О провале за провалом На чём опять погорел Макрон?

wasop

Что у них в головах!? Как вам влажные мЕчты дружбонародников ...

aera_pirks

Без названия

guryshkina

Антироссийские настроения как проявление крайнего идиотизма

edvoskina

инвентаризация

katia_lexx

Обложки сатирического журнала «Панч» 1960 года

dymontiger

Замечательные фотографии из путешествий Ганеша Ванаре

• Архив