Системы охлаждения грузовых автомобилей обеспечивают работу двигателя при любых переменных режимах. В стационарных условиях (при работе двигателя на насос) эффективность системы охлаждения сильно снижается, так как в этом случае отсутствует встречный поток воздуха и, следовательно, уменьшается отвод теплоты от радиатора, что приводит к перегреву двигателя в летних условиях.

Отсутствие внешнего обдува приводит к перегреву коробок передач, коробок отбора мощности и т. д. Вследствие этого надежность работы двигателя и механизмов трансмиссий снижается.

Для обеспечения надежной работы двигателя в систему охлаждения включают теплообменник (рис. 2.6, а). В корпус теплообменника вставлен змеевик. Если по змеевику будет проходить холодная вода, то она будет отводить тепло or горячей воды, протекающей через корпус теплообменника. Используя этот принцип, осуществляют дополнительное охлаждение двигателя и других механизмов.

Рис. 2.5. Распределение энергии сгорающего в двигателе топлива

Конструкция теплообменника приведена на рис. 2.6, б. Концы латунной трубки змеевика выведены на крышку и вместе со штуцерами припаяны к ней. Змеевик с крышкой крепится болтами в корпусе теплообменника. Между крышкой и корпусом имеется прокладка из теплостойкой мягкой резины.

В настоящее время в пожарных автомобилях различают три типа систем охлаждения: – без каких-либо дополнительных устройств; например, на пожарных автолестницах и автоцистернах [АЦ-40 (375)-Ц1 и Ц1А] – мощности,-потребляемые механизмами при работе на месте, малы по сравнению с максимальной мощностью двигателя, поэтому перегрев двигателей не происходит, усиливать – систему охлаждения нет необходимости; – с дополнительными теплообменниками в системе охлаждения двигателя; – с дополнительными теплообменниками в системе охлаждения двигателя и механизмах трансмиссий.

Рис. 2.6. Принципиальная схема теплообменника:
1 — змеевик; 2 — крышка; 3 — штуцера; 4 — прокладка; 5 — корпус теплообменника

Системы с дополнительными теплообменниками в системе охлаждения двигателей имеются на пожарных автомобилях АЦ-30 (130)-63А, АЦ-40 (131)-137, АЦ-40 (133Г)-181, АЦ-40 (130)-63Б и АЦ-40 (131)-153.

В систему охлаждения двигателя пожарного автомобиля АЦ-40 (133Г1)-181 (рис. 2.7) включен корпус теплообменника. Змеевик теплообменника посредством трубопроводов подключен к пожарному насосу. Трубопроводы, во избежание вибрации, крепятся планками с прокладками из маслостойкой резины. На трубопроводах имеются вентили и сливной

К^аСоелинительные трубопроводы делаются составными для удобства монтажа. На конце каждого трубопровода приваривается ниппель. На каждый ниппель надеваются накидные гайки, с помощью которых трубопроводы крепятся к штуцерам на насосе. Уплотнение резьбового соединения производится с помощью фибровых прокладок. При монтаже системы охлаждения на резьбы вентилей переходников подматывают лен с суриком. Этим обеспечивается герметичность резьбовых соединений. После сборки всех элементов дополнительной системы охлаждения она подвергается гидравлическому испытанию. Для этого в системе создается гидравлическое давление 1400 кПа. В течение 5 мин не должно быть течи.

Рис. 2.7. Схема дополнительной системы охлаждения пожарной автоцистерны АЦ-40 (1330-181:
1 — корпус теплообменника; 2,3 — трубопроводы; 4 — сливной кран; 5,6 — вентили; 7 — насос

На других автоцистернах применяются аналогичные устройства дополнительных систем. Различие состоит только в длине трубопроводов, их креплении, размещении вентилей и т. д. Так, на АЦ-40 (133Г)-181 вся арматура размещена в первом отсеке, так как насос расположен в средней части автоцистерны.

Если температура воды в летнее время в системе охлаждения более 100 °С, то необходимо включить дополнительное охлаждение. Для этого следует открыть вентили (рис. 2.7). При этом вода из нагнетательной полости пожарного насоса через открытый вентиль по трубопроводу поступит в змеевик теплообменника. Пройдя по змеевику и трубопроводу, она поступит во всасывающую полость насоса. Холодная вода будет отводить часть теплоты от воды двигателя, проходящей внутри корпуса теплообменника.

Регулируя степень открытия вентилей, добиваются установления требуемого температурного режима работы двигателя. Нагрев воды контролируют по указателю температуры, устанавливаемому в насосном отсеке.

Количество воды, циркулирующей по дополнительной системе охлаждения, составляет 5—10 % от подачи пожарного насоса. Нагретая в двигателе вода охлаждается также и в радиаторе. Часть теплоты от нее отводит воздух, просасываемый вентилятором через радиатор.

Рассмотренный выше комбинированный отвод теплоты обеспечивает непрерывную шестичасовую работу двигателя на насос при температурах окружающего воздуха до +35 °С.

После работы вентили необходимо закрывать. Удаление воды из дополнительной системы охлаждения производится следующим образом. Во время подачи насосом воды необходимо закрыть вентиль, открыть вентиль и кран. Работающий пожарный насос отсосет всю воду из трубопровода системы охлаждения. Используя кран, можно продувать систему охлаждения, открывая поочередно вентили.

Системы с дополнительными теплообменниками в системах охлаждения двигателей и механизмах трансмиссий используются на ряде автоцистерн и автонасосах. Необходимость применения таких систем обусловлена тем, что при эксплуатации пожарных автомобилей на пожарах (по существу — при работе на месте, без движения) перегревались коробки передач, коробки отвода мощности, гидроусилители руля. Для охлаждения этих механизмов теплообменники размещают в их картерах. Теплообменники двигателей принципиально не отличаются от рассмотренного ранее.

Рассмотрим особенности систем охлаждения некоторых пожарных автомобилей.

Система охлаждения пожарного автонасоса АН-40 (130)-127 (рис. 2.8) включает теплообменник коробки передач, змеевик которого смонтирован на крышке, теплообменник двигателя, систему трубопроводов, вентили. Дополнительная система включается в насос. Вода из пожарного насоса проходит через змеевик, теплообменник и затем поступает в насос. Циркулирующая в системе вода отводит часть теплоты от двигателя и от масла в коробке передач. Регулирование температуры осуществляется перекрытием трубопроводов вентилями.

Система охлаждения пожарной автоцистерны АЦ-30 (53А)-106А (рис. 2.9) включает теплообменник двигателя, теплообменник-змеевик коробки отбора мощности, трубопроводы, вентили. Система включается в насос. В боковой крышке коробки отбора мощности ввернуты штуцеры, к которым подведены концы змеевика. К штуцерам накидными гайками подсоединены трубопроводы системы охлаждения. При открытых вентилях вода из нагнетательной полости насоса 5 поступает в теплообменник-змеевик коробки отбора мощности, проходит теплообменник двигателя и поступает во всасывающую полость насоса. Циркулирующая вода охлаждает двигатель и масло в коробке отбора мощности.

Система охлаждения пожарной автоцистерны А Ц-30 (53А)-106Б наиболее мощная. В ней обеспечивается дополнительное охлаждение двигателя, механизмов трансмиссий и бензобака. Система охлаждения АЦ-30 (53А)-106Б (рис. 2.10) включает теплообменник двигателя, теплообменник коробки передач, теплообменник коробки отбора мощности, ороситель бензобака, вентили, системы включения в насос.

Рис. 2.8. Схема дополнительной системы охлаждения пожарного автонасоса АН-4П Л301-127:
1 — теплообменник двигателя; 2 — вентили; 3 — насос; 4 — теплообменник коробки передач; 5 — трубопроводы; 6 змеевик; 7 — крышка теплообменника

Охлаждение коробки отбора мощности осуществляется следующим образом: открывают вентили вода из нагнетательной полости насоса через вентиль начнет поступать в змеевик коробки отбора мощности; нагретая вода будет уходить во всасывающую полость насоса через вентиль.

Охлаждение коробки передач в этой модели автоцистерны осуществляется с помощью теплообменника. Корпус теплообменника отлит из сплава алюминия. На крышке теплообменника укреплен змеевик. Уплотнение крышки и корпуса обеспечивается паронитовыми прокладками. Включение теплообменников двигателя и коробки передач производится вентилями. При открывании этих вентилей вода из насоса поступает через вентиль в змеевик теплообменника коробки передач, а затем в теплообменник двигателя. Нагретая вода по трубопроводу через вентиль уходит во всасывающую полость насоса.

Предотвращение перегрева бензобака от нагретых деталей выпускного тракта двигателя осуществляется оросителем. Нагрев бензина в бензобаке приводит кобразованию паровых пробок в теплопроводах и, следователыю, к отказам в paботе системы питания.

Ороситель представляет собой медную изогнутую трубку с отверстиями и включается в работу при открытии вентилей.

В систему дополнительного охлаждения пожарного автомобиля АЦ-40 (131)-137 (рис. 2.11) включены теплообменник, змеевик в корпус коробки передач (только для айонов с жарким климатом) и ороситель для охлаждения бензобака при эксплуатации автомобилей в жарких условиях. Температура охлаждающей жидкости регулируется изменением подачи воды из насоса вентилями. Вода при этом поступает в змеевик, теплообменник, а затем в насос. Открывая вентнль включаем систему орошения бензинового бака. Открыв краник и вентиль. при закрытом вентиле и включенном насосе откачивают воду из системы.

Рис. 2.11. Система дополнительного охлаждения АЦ-40 (131)-137:
1 — трубопровод орошения топливного бака; 2 — вентиль включения орошения топливного бака; 3, 4 — трубопроводы; 5 — краник для впуска воздуха в трубопровод дополнительного охлаждения; 6,7 — вентили; 8 — змеевик теплообменника коробки передач; 9 — корпус теплообменника; 10 — змеевик

Система охлаждения пожарной автоцистерны АЦ-Зи (ЬЬ)-МЬ (рис. 2.12) включает теплообменники гидроусилителя руля, двигателя и коробки отбора мощности. Включение теплообменников в насос производится вентилями. При открывании вентилей охлаждается только коробка отбора мощности. Если открыты вентили, то вода из нагнетательной полости насоса через вентиль будет поступать в змеевик (он размещен в масляном баке гидроусилителя руля) теплообменника гидроусилителя руля, а затем в теплообменник двигателя. Нагретая вода по трубопроводу через вентиль 8 подводится к всасывающей полости насоса. Если открыть вентили, то будут охлаждаться все агрегаты.

Змеевики для механизмов трансмиссий изготовляют из медных трубок. Длина трубок: от 1,2 до 1,5 м — для змеевиков коробки передач и от 0,7 до 0,95 м — для коробки отбора мощности. Охлаждающая поверхность достигает 0,065 и 0,042 м2 соответственно. Змеевики испытывают под давлением 1000—1350 кПа в течение 3 мин, а корпус теплообменника — в течение 5 мин при давлении 50 кПа. Плотность сварных швов масляного бака гидроусилителя руля проверяют наливом в него керосина (пропуск керосина не допускается).

Неисправности в системе охлаждения. Неисправности основных систем охлаждения двигателей пожарных автомобилей, их причины и способы устранения такие же, как и у систем охлаждения двигателей грузовых автомобилей. Неисправности в системе охлаждения приводят к перегреву двигателя и, следовательно, к увеличению износа его деталей. При сильном перегреве двигатели могут выходить из строя. Особенности режимов работы пожарных автомобилей и наличие дополнительной системы охлаждения при неправильной эксплуатации их и двигателей приводят к возникновению неисправностей.

Техническое обслуживание системы охлаждения. Система охлаждения обслуживается при всех видах технического обслуживания.

Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО). При смене караула необходимо проверить систему и устранить обнаруженные неисправности.

Рис. 2.12. Схема дополнительной системы охлаждения пожарной автоцистерны АЦ-30 (66)-146:
1 — радиатор; 2 — теплообменник гидроусилителя руля; 3 — теплообменник двигателя; 4 — теплообменник коробки отбора мощности; 6 — пожарный насос ПН-40У; 5, 7, 8 — вентили; 9 — змеевик; 10 — масляный бак гидроусилителя руля

Проверяют: – уровень охлаждающей жидкости в радиаторе, при необходимости дозаправляют, а при систематических больших утечках устраняют возможные причины; – натяжение ремней вентилятора и при необходимости регулируют: – нет ли подтекания воды в соединениях трубопроводов; – работу датчика и указателя температуры воды при работающем двигателе; – легкость открывания и закрывания вентилей и крана в дополнительной системе охлаждения.

Техническое обслуживание на пожаре или учении включает ряд мероприятий.

1. Контроль нагрева воды в системе охлаждения и проверка нагрева картеров механизмов; температура воды в двигателе должна находиться в пределах 80—95 °С; нагрев картеров проверять наощупь, он не должен быть выше 60—70 °С. Летом жалюзи радиатора должны быть открыты, можно открывать и капот двигателя (при этом необходимо лафетный ствол повернуть в сторону во избежание повреждения окраски). Температурный режим двигателя и механизмов устанавливается регулированием открытия вентилей в дополнительной системе охлаждения.
2. Проверка отсутствия течи воды в соединениях трубопроводов, радиатора.

Техническое обслуживание по возвращении с пожара или учения. Необходимо проверить количество жидкости в радиаторе (з случае необходимости выявить причину утечки и устранить ее) и устранить неисправности, выявленные при эксплуатации пожарного автомобиля и его обслуживании.

Техническое обслуживание № 1 (ТО-1). Полностью проводится ЕТО и дополнительно выполняется ряд работ: – проверка крепления всех деталей системы охлаждения (радиатор, водяной насос, жалюзи, шланги и т. д.); – проверка и крепление узлов дополнительной системы охлаждения (вентилей, теплообменников, трубопроводов); смазка подшипников водяного насоса двигателя. Техническое обслуживание № 2 (ТО-2). Полностью проводится ТО-1 и дополнительно выполняется ряд работ: – проверка состояния и исправность работы впускного и выпускного клапанов пробки радиатора (или расширительного бачка), приводов и жалюзи; – проверка и при необходимости устранение неисправностей в дополнительной системе охлаждения.

Сезонное техническое обслуживание (СО). При переходе на летнюю и зимнюю эксплуатацию выполняются работы очередного обслуживания ТО-1 или ТО-2. Кроме того, выполняются дополнительные работы.

При подготовке к летнему периоду эксплуатации пожарного автомобиля необходимо: слить охлаждаю Щую низкозамерзающую жидкость, промыть систему охлаждения и заправить ее водой; включить дополнительную систему охлаждения.

При подготовке к зимнему периоду эксплуатации пожарного автомобиля необходимо: заменить воду низ-коз амерзающей охлаждающей жидкостью; промыть котел пускового подогревателя, систему отопления кабины; проверить исправность ее работы; проверить исправность сливных краников, прочистить и продуть их сжатым воздухом; отключить систему дополнительного охлаждения.

Систему дополнительного охлаждения отключают при температуре окружающего воздуха ниже +10 °С. Отключение производится в следующей последовательности: удалить из системы воду, продуть ее сжатым воздухом; отсоединить накидные гайки трубопроводов от штуцеров вентилей, установить под ниппели заглушки из фибры диаметром 20 мм, а затем повернуть накидные гайки; полностью закрыть вентили и опломбировать.

—

Система охлаждения служит для отвода тепла от деталей двигателя, нагревающихся при работе. Возможно воздушное или жидкостное охлаждение двигателей. В двигателях отечественных автомобилей (кроме автомобиля «Запорожец») применяется жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

В систему охлаждения (рис. 92) входит рубашка охлаждения головки блока цилиндров, рубашка охлаждения блока цилиндров, радиатор, соединительные патрубки, водяной насос, вентилятор, термостат, сливные краны, жалюзи и указатель температуры охлаждающей жидкости.

В качестве охлаждающей жидкости используется вода или жидкость с низкой температурой замерзания — антифриз.

При принудительной закрытой системе охлаждения двигателя водяной насос создает циркуляцию охлаждающей жидкости через рубашки охлаждения, патрубки, шланги и радиатор. Жидкость омывает гильзы цилиндров и через отверстия в блоке цилиндров поступает в полости обеих головок блока цилиндров (у V-образного двигателя), затем, омывая приливы клапанов, охлаждает их и поступает в полость подогрева впускного трубопровода.

Рис. 92. Система охлаждения двигателя ЗИЛ-130:
1 — жалюзи, 2 — верхний бачок радиатора, 3 —пробка радиатора, 4 — компрессор, 5 — дополнительный перепускной канал (байпас), 6 — термостат, 7 —рубашка охлаждения головки блока цилиндров, 8 — отопитель кабины, 9 — рубашка охлаждения блока цилиндров, 10, 11 — сливные краны, 12 — шланг, 13 — нижний бачок радиатора, 14 — вентилятор, 15 — радиатор, 16 — водяной насос

Проходя далее через верхний патрубок, термостат и шланг, охлаждающая жидкость попадает в верхний бачок радиатора. Охлажденная в радиаторе жидкость из нижнего бачка через патрубок и шланг поступает к водяному насосу.

Для обеспечения надежной циркуляции охлаждающей жидкости в головках блока цилиндров при закрытой заслонке термостата и выравнивания потоков жидкости, идущей через правую и левую головки, в систему охлаждения двигателя введен дополнительный перепускной канал (байпас), соединяющий пространство под заслонкой термостата со всасывающим каналом водяного насоса.

Уровень жидкости в системе охлаждения должен быть на 40— 50 мм ниже верхней кромки заливной горловины.

Радиатор отопителя 8 кабины водителя включается в систему охлаждения двигателя краном.

Жалюзи установлены впереди радиатора и служат для изменения интенсивности охлаждения радиатора потоком воздуха. Жалюзи состоят из ряда пластин, шарнирно укрепленных в верхней и нижней частях. Управление (открытие и закрытие) жалюзи осуществляется рукояткой из кабины водителя или автоматически специальным устройством.

Термостат служит для автоматического регулирования температуры воды в системе охлаждения двигателя. У большинства современных двигателей применяется термостат жидкостного типа (рис. 93). Он состоит из корпуса, герметически закрытого гофрированного баллона, заполненного легко испаряющейся жидкостью, и клапана со штоком. Один конец баллона закреплен неподвижно в корпусе, другой соединен со штоком. Пока двигатель не прогрет и температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения не превышает 70—75 °С, клапан термостата закрыт (рис. 93,а). Дальнейшее повышение температуры приводит к тому, что легко испаряющаяся жидкость в баллоне начинает испаряться, давление паров преодолевает упругость стенок баллона, вследствие чего последний удлиняется и, перемещая клапан, открывает его (рис. 93).

При закрытом клапане термостата охлаждающая жидкость через радиатор не циркулирует (см. рис. 92), а идет по малому кругу циркуляции: насос — рубашка охлаждения — термостат — насос, что в значительной степени ускоряет прогрев двигателя.

По мере нагревания жидкости клапан термостата начинает открываться. Полностью он открывается при температуре охлаждающей жидкости 81—85 °С. Жидкость при этом циркулирует по большому кругу: насос — рубашка охлаждения — радиатор — насос.

В системе охлаждения двигателей автомобилей ЗИЛ-130 и ВАЗ-2101 «Жигули» устанавливают более надежные в работе термостаты с твердым наполнителем. Медный баллон такого термостата заполнен активной массой, состоящей из церезина (нефтяного воска) и медного порошка. Температура плавления церезина равна 70—83 °С, поэтому при нагреве охлаждающей жидкости выше этой температуры активная масса расширяется и воздействует на заслонку термостата.

Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных вертикальными трубками. Нагревшаяся охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения двигателя поступает в верхний бачок, откуда по трубкам — в нижний бачок. Для лучшего охлаждения трубки соединены тонкими пластинками, которые одновременно повышают прочность радиатора. В закрытой системе охлаждения пробка радиатора (рис. 94) имеет двойной паровоздушный клапан — впускной (воздушный) и выпускной (паровой). Впускной клапан (нагруженный более слабой пружиной) пропускает внутрь радиатора атмосферный воздух. Открывается он при возникновении в радиаторе разрежения, появляющ; гося при конденсации паров воды.

При закрытой системе охлаждения температура кипения воды повышается до 109—110 °С, поэтому вода в системе охлаждения закипает реже и таким образом меньше расходуется.

Рис. 93. Термостат жидкостного типа:
а — клапан закрыт, б — клапан открыт; 1 — подводящая труба, 2 — патрубок перепускного канала, 3 — прокладка, 4 — отводящий патрубок, 5 — клапан термостата. 6 — шток, 7 — корпус, в — гофрированный баллон

За радиатором установлен вентилятор (рис. 95), повышающий скорость потока воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор установлен на шарикоподшипниках обычно на одном валу с водяным насосом центробежного типа. Привод вентилятора и водяного насоса осуществляется от шкива коленчатого вала двумя клиновидными ремнями. При этом ремень охватывает также шкив генератора, а ремень — шкив привода насоса гидроусилителя рулевого управления.

Рис. 94. Пробка радиатора:
а — открытие выпускного (парового) клапана, б—открытие впускного (воздушного) клапана; 1 — крышка, 2 — упорная пружинная шайба, 3—пружина выпускного клапана. 4 — тарелка выпускного клапана, Ь, в — уплот-нительные шайбы, 6 — пружина впускного клапана, 7 — шайба впускного клапана

Полость между подшипниками аполняется смазкой. На переднем конце вала установлена ступица вентилятора, которая закрепляется при помощи разрезной конусной втулки, шпонки и гайки со шплинтом. Такое крепление позволяет при ослаблении посадки подтягивать ступицу шкивов.

Основные неисправности системы охлаждения. Признаками неисправной работы системы охлаждения двигателя являются подтекание жидкости, перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя может произойти из-за недостатка воды в системе охлаждения, пробуксовки ремня привода вентилятора и водяного насоса, загрязнения или отложения накипи в системе или вследствие неправильной работы термостата.

Рис. 95. Водяной насос и вентилятор двигателя ЗИЛ-130:
1 — вентилятор, 2 — ремень привода генератора, 3 — ремень привода насоса гидроусилителя, 4 — ремень привода компрессора, 5 — водяной насос, 6, 7 — шарикоподшипники, 8 — вал водяного насоса, 9 — втулка шкива, 10 —ступица шкива вентилятора