Важность системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания

Written by sovxoz   // 16.07.2013   // 0 Comments

люди построили социализм

люди построили социализм

Один из хозяев, который в 2008 г. приобрел новый трактор John Deere серии 8530 (сейчас его наработка — около 8 тыс. моточасов), был и по сей день остается довольным своим выбором, однако в этой удачной покупки, по его словам, есть свое достаточно ? узкое ?место, и, не поверите, — это система охлаждения самого двигателя внутреннего сгорания, из-за проблем с которой он едва не? вложил ?полностью трактора.
О системе Vari-Cool
Компания John Deere начала устанавливать систему охлаждения Vari-Cool на тракторах восьмой серии для соблюдения оптимального теплового режима работы двигателя. Также система позволяет экономить дизельное топливо и сохранить номинальную мощность двигателя. Ведь при минимальных оборотов вентилятора двигатель отдает системе охлаждения 2 л., При максимальных оборотов кулера мощность двигателя может уменьшаться на 30 л. Таким образом система Vari-Cool привода вентилятора точно контролирует обороты самого вентилятора в зависимости от потребности в охлаждении для обеспечения максимальной эффективности работы двигателя.

Система охлаждения Vari-Cool состоит из радиатора, в котором содержится охлаждающая жидкость, водяной помпы, гидравлического вариатора (шкив которого ведущим и имеет две составляющие) и механического вариатора (его шкив — ведомый и также состоит из двух частей), на последнем непосредственно размещен вентилятор (кулер) для создания потока воздуха, проходящего через радиатор. Система Vari-Cool эффективна благодаря двум основным факторам: ???ременная передача, используется в системе Vari-Cool, передает 100% мощности от двигателя к вентилятору; ?ременной привод шкива вентилятора с электронным управлением работает только на нужную скорость для охлаждения двигателя и других вспомогательных компонентов. Также система охлаждения Vari-Cool является неотъемлемой частью конструкции капота. Воздушные потоки, идущие от двигателя, проходят через специальные направляющие отверстия, которые направляют теплый воздух в противоположном от почвы направлении для уменьшения ненужного воздействия на него и растения. Воздушные потоки также направлены в противоположную сторону и от кабины, что позволяет избежать прямого действия тепла от работающего двигателя на стекло кабины и тем самым предотвратить снижение эффективности системы кондиционирования воздуха. Принцип работы Например, температура охлаждающей жидкости (ее контролирует термодатчик, который постоянно передает сигнал на электронный блок управления ECU трактора) в радиаторе составляет 90 ° С. Масляный насос, подающий масло из двигателя к гидравлическому вариатора, создает в нем постоянное давление. Анализируя температуру охлаждающей жидкости, электронный блок управления ECU подает сигнал на поступательное клапан, содержащийся в гидравлическом вариаторе. Поступательное клапан открывает отверстие для подачи масла под давлением на поршень, который, в свою очередь, толкает подвижную половину ведущего шкива, уменьшая зазор между его подвижной и неподвижной половинами (углубление шкивов в обоих вариаторов имеют клиновидную форму, пас, соответственно, — тоже). Вместе диаметр прохождения ремня ведущим шкивом увеличивается, и происходит сильнее натяжение ремня между гидравлическим вариатором и шкивом механической вариатора. Зазор между подвижной и неподвижной половинами шкива механического вариатора, в свою очередь, расширяется, уменьшая диаметр прохождения ремня. Подвижная часть механического вариатора давит на пружинный механизм. Соответственно, высшим диаметра прохождения ремня ведущим шкивом гидравлического вариатора и за уменьшенного диаметра прохождения ремня ведомым шкивом механической вариатора увеличиваются обороты самого вентилятора, и таким образом увеличивается поток воздуха, и способствует снижению температуры охлаждающей жидкости. По частичного снижения температуры охлаждающей жидкости система Vari- Cool работает в обратном направлении (рис. — схема: направление движения подвижной части шкива 1 — гидравлического вариатора, 2 — механического). Опять же электронный блок управления ECU (который анализирует сигнал термодатчика) подает сигнал на клапан сброса давления масла, также находящийся на гидравлическом вариаторе. По частичного снижения давления масла в гидравлическом вариаторе происходят увеличение зазора между подвижной и неподвижной частями его шкива и уменьшение диаметра прохождения ремня. Вместе пружинный механизм механического вариатора давит на подвижную часть шкива, уменьшая зазор между подвижной и неподвижной частями и увеличивая диаметр прохождения ремня (не допуская его ослабления). Таким образом, за прохождение меньшего диаметра ремня ведущего шкива гидравлического вариатора и большего диаметра — ведомого шкива механического вариатора снижаются обороты вентилятора. Основной проблемой в этой конструкции было то, что примерно после 200 моточасов работы двигателя внутреннего сгорания сработанный (потерявшей частично свои физико-химические свойства) масло, подается с двигателя на гидравлический вариатор, приводит к уменьшению уплотнения сальников, вследствие чего происходит подтекание гидравлического вариатора. По словам хозяина трактора, проблем с течью вариатора при такой схеме подачи масла в него не возникало на протяжении всего эксплуатационного периода и даже поныне. Однако теперь компания John Deere решила эту проблему путем подачи масла на гидравлический вариатор не из-за двигателя внутреннего сгорания, а из системы смазки коробки передач, где масло дольше сохраняет свои физико-химические свойства, а также усовершенствовала конструкцию гидравлического вариатора. Но вернемся к основному: какой именно сбой в данном случае дала система охлаждения Vari-Cool, из-за чего хозяин почти полностью не вывел двигатель из строя? ! Трактор работал в поле в летний период. Оператор периодически отслеживал показатели давления масла в системе, рабочую температуру охлаждающей жидкости двигателя (которая была в нормальном рабочем диапазоне) и т. п. Вдруг неизвестно по каким причинам температура охлаждающей жидкости начала выходить за пределы допустимых показателей и перешла через отметку 100 ° С. Через несколько минут оператор, замечая, что система охлаждения двигателя не в состоянии охладить жидкость до рабочей температуры, своевременно принял решение остановить двигатель. После этого было проверено уровень охлаждающей жидкости в соответствующих бачках (они показывали норму). Пришлось долго простоять без работы, пока температура охлаждающей жидкости самостоятельно снизилась до допустимых пределов, и оператор снова запустил двигатель в работу. Через несколько минут температура охлаждающей жидкости снова пересекла отметку 100 ° С и система Vari-Cool НЕ охлаждающей жидкости. Соответственно, продолжать полевые работы трактором, у которого ?сдала? система охлаждения, уже нельзя. Технику отбуксировали в ангар для проведения непланового ремонта. Для этого были приглашены главного инженера хозяйства, который должен определить причину неисправности системы охлаждения. Открыв капот и запустив двигатель, главный инженер обнаружил, что при повышении температуры охлаждающей жидкости гидравлический вариатор работал в рабочем режиме, но вентилятор, закрепленный на механическом вариаторе, работал только на 20-25% заданной производительности. Из этого был сделан вывод, что причина минимальной производительности вентилятора пряталась в механическом вариаторе. Далее разбираем подробнее строение механического вариатора Механический вариатор состоит из: основного вала, на котором закреплено неподвижную часть шкива. Подвижная же часть ходит шлицами вала в сторону сближения или удаления относительно неподвижной части. В передней торцевой части вала ввинчивается клуба большого диаметра. К шайбы крепится сам вентилятор. Между шайбой вентилятора и подвижной частью шкива стоит пружина, которая выполняет функцию изменения диаметра шкива в целом. Какую неисправность была обнаружена Сняв механический вариатор и разобрав его полностью, главный инженер хозяйства обнаружил, что шлицы в подвижной части шкива, которые выполняют функцию фиксации (предотвращая самостоятельном прокручивание вокруг вала), были оборваны. По оборванных шлицев подвижная часть шкива начала вращаться вокруг вала. Есть пас, который передавал крутящий момент от гидравлического вариатора на механический, одной стороной обращал подвижную часть шкива и пробуксовывал по неподвижной части шкива, которая обеспечивала вращения вала с закрепленным на нем вентилятором. Соответственно, вентилятор не набирал обороты, необходимые для оптимального охлаждения жидкости. В чем кроются просчеты По версии главного инженера хозяйства, имело конструкционные просчеты: ? Не было учтено, что техника будет эксплуатироваться только для проведения сезонных полевых работ, когда температура воздуха значительно повышается и вариатор постоянно должен работать на 80-90% своей полной производительности. ? Шлицы на валу механического вариатора и в подвижной части шкива размещаются следующим образом: подвижная часть шкива максимально приближена к неподвижной (что вызывает движение ременной передачи с большим диаметром). При таком положении шлицы вала и подвижной части шкива обеспечивали 100%-ную площадь сцепления между собой и фиксировали подвижную часть шкива против вращения независимо от вала (ширина шлицев на валу равна ширине шлицев в подвижной части шкива). Мы помним, что при повышенной температуре воздуха пас в механическом вариаторе для увеличения оборотов вентилятора должна двигаться за малым диаметром. За прохождение ремня малым диаметром происходит отдаление подвижной части шкива от неподвижной, одновременно шлицы на подвижной части вариатора и соответствующие им шлицы вала смещаются на 50% относительно друг друга, что приводит к уменьшению площади сцепления подвижной части шкива с валом. Вследствие этого после наработки 2 тыс. моточасов произошло обрыва шлицев в подвижной части шкива. Непонятно, почему конструкторы не сделали большую ширину шлицев на валу, чтобы даже при максимальном удаления подвижной части шкива от неподвижной обеспечивалось бы 100%-ное сцепление. Каким образом было Проблема устранена? После обрыва шлицев подвижная часть шкива вращалась вокруг вала, что привело к неравномерному срабатывания ее отверстия валом. Соответственно, это увеличило зазор между валом и отверстием, и чтобы его компенсировать, пришлось расточить отверстие в подвижной части шкива и запрессовать бронзовую втулку, внутренний диаметр которой с расстоянием находил на вал (шлицы) механического вариатора. После этого подвижную часть шкива нужно было отбалансировать на соответствие отверстия относительно веса и на исключение эллиптичности. Вы зададитесь вопросом: разве достаточно одной бронзовой втулки для решения проблемы сцепления подвижной части шкива с валом? Ответ: мало! Поэтому для обеспечения безопасности от прокручивания подвижной части шкива вокруг вала эту функцию выполнять три пальца, которые закрепляют на неподвижную часть шкива. Перед закрепить три пальца на неподвижной части шкива, нам необходимо правильно их разместить. Для этого берем вал механического вариатора с неподвижной частью шкива, зажимаем его в барабане токарного станка и центруем с помощью подвижной бабки. Расточной бабкой подводим проходной резец к неподвижной части шкива и наносим линию (синяя стрелка), на которой делать отверстия для пальцев. Учтите: отверстия, в которых будут закреплены пальцы (красная стрелка), должны быть приближены к рабочей зоны шкива (зеленая стрелка), но никоим образом не должны попадать в нее, поскольку пас, попадая на пальцы, постоянно рваться. Заметив резцом метки отводим его назад от неподвижной части шкива, не меняя положения до или от центра станка. Вынимаем вал с неподвижной частью шкива с барабана станка. Далее зажимаем в барабане подвижную часть шкива и также центруем подвижной бабкой. Подводим резец и также наносим линию, на которой делать отверстия для этих самых пальцев. Имея линию на обеих частях шкива, мы через одинаковое расстояние по длине окружности наносим керном три метки, где будем делать отверстия. После этого сверлильным станком делаем отверстия диаметром 10 мм (12 мм) под углом 90 ° к плоскости подвижной и неподвижной частей шкива. Для изготовления пальцев нужна сталь с низким содержанием углерода — такая сталь прочнее, трищиностийкиша, лучше сваривается. Поэтому в качестве пальцев можно использовать клапаны газораспределительного механизма соответствующего диаметра и длины. Далее вставляем пальцы в отверстия неподвижной части шкива (обязательное условие — угол между пальцем и плоскостью шкива должна быть 90 °!) И с тыльной стороны завариваем места стыка. Длина пальцев должна быть несколько больше, чем расстояние между подвижной и неподвижной половинками шкива при максимальном их удаления во время эксплуатации. Отремонтированный таким образом механический вариатор прослужил бесперебойно четыре года! Зимой, когда проводили плановый ремонт, механический вариатор решили разобрать и посмотреть, как он себя ?чувствует?. Оказалось, что во время эксплуатации, когда подвижная часть шкива приближалась и удалялась от неподвижной, это повлекло срабатывание пальцев, а также в результате динамической нагрузки неподвижной части, пальцами в подвижной части шкива были разбиты отверстия. Реставрацию сделали путем замены пальцев, а также расточили отверстия подвижной части шкива и запрессовали в них бронзовые втулки под пальцы. При проведении первого ремонта шкива механического вариатора рекомендуется в его подвижной части расточить (рассверлить) отверстия и также выточить и запрессовать под пальцы бронзовые втулки, способствующие меньшей износа пальцев (в случае частичного срабатывания самых бронзовых втулок достаточно лишь заменить их).


Tags:

системы охлаждения двигателей


Similar posts

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code