Гидромуфта в системе охлаждения

Гидравлическая муфта является центральным элементом в системе жидкостного охлаждения дизельных моторов КАМАЗ. Этот компонент критичен для регулирования температуры двигателя, управляя потоком охлаждающей жидкости, которая абсорбирует тепло от двигателя и передает его радиатору. В радиаторе происходит обмен тепла с наружным воздухом, который ускоряется за счет увеличения объема проходящего через него воздуха.

Температурный диапазон работы охлаждающей жидкости должен оставаться между 85–98°С, хотя временное повышение до 105°С допускается. Для поддержания нужного уровня охлаждения, особенно в условиях недостаточного естественного воздушного потока, в системе применяется вентилятор. Скорость его вращения напрямую зависит от гидравлической муфты, что позволяет оптимизировать охлаждение.

Содержание

• Структура системы охлаждения на КАМАЗ
• Функционирование системы охлаждения и гидравлической муфты
• Строение и действие муфты
• Регулятор гидравлической муфты
• Система вентиляции и охлаждения двигателя
• Расширительный резервуар
• Распространенные неисправности гидравлической муфты
• Рутинное обслуживание охлаждающей системы КАМАЗ

Структура системы охлаждения на КАМАЗ

Система состоит из следующих основных элементов:

• водяной насос, который обеспечивает непрерывную циркуляцию жидкости;
• радиатор, функционирующий как основное место для отдачи тепла от жидкости к внешнему воздуху;
• двойной термостат, контролирующий уровень нагрева охлаждающей жидкости;
• вентилятор, который гарантирует достаточный воздушный поток через радиатор;
• гидравлическая муфта, регулирующая активность вентилятора в зависимости от температуры;
• ключ для включения муфты;
• расширительный бачок, который компенсирует изменения объема жидкости при различных температурах;
• трубопроводы, связывающие радиатор с двигателем;
• регулирующие клапаны, обеспечивающие правильное направление потока жидкости;
• терморасширительный датчик, отслеживающий изменения температуры и давления в системе.

Функционирование системы охлаждения и гидравлической муфты

В холодном состоянии двигателя специализированные клапаны перекрывают путь к радиатору, направляя теплоноситель по замкнутому, меньшему кругу. Это способствует ускоренному прогреву двигателя при запуске. Когда температура теплоносителя достигает 80°С, система переключает клапаны, открывая доступ к радиатору и блокируя малый контур.

Этот процесс контролируется расширительным баллоном, содержащим вещество, которое расширяется при нагревании выше 80°С, изменяя свой объем. Это изменение в объеме переключает путь теплоносителя к радиатору. При повышении температуры до 92°С, теплоноситель полностью переключается на большой контур. С падением температуры ниже 80°С, содержимое баллона сокращается, вновь блокируя доступ к радиатору и возвращая циркуляцию к меньшему контуру.

Строение и действие муфты

Гидравлическая муфта функционирует как связующее звено между коленвалом и вентилятором, состоит из двух основных частей: ведущей и ведомой лопастей. Ведущая лопасть прикреплена к коленвалу через шлицевое соединение и вращается внутри подшипников. Ведомая лопасть, соединенная с вентилятором, также вращается в подшипниках.

Лопасти, изготовленные в форме тороидов, различаются по количеству лопаток: у ведущей их 33, у ведомой — 32. Рабочая полость между лопастями, заполненная маслом, определяет скорость передачи крутящего момента. Плотность масла в этом промежутке регулирует вращение ведомой лопасти, что напрямую влияет на эффективность системы охлаждения за счет оптимизации работы вентилятора.

Регулятор гидравлической муфты

Масло вводится в рабочую камеру гидромуфты через специальный клапан регулятора, который поддерживает работу устройства в трех заранее заданных режимах:

• автоматический режим (обозначается как "А");
• режим непрерывной работы (обозначается как "П");
• режим полного отключения (обозначается как "О").

В автоматическом режиме, при повышении температуры теплоносителя выше 80°С, активируется клапан, соединяющий муфту с центральным маслопроводом автомобиля. Это приводит к заполнению межлопастного пространства маслом. Открытие клапана происходит одновременно с активацией терморасширительного датчика и переключением на большой охлаждающий контур.

С активацией масляного канала соединение штока с ведущей лопастью коленвала позволяет синхронизировать скорость вращения муфты с частотой оборотов двигателя. По мере увеличения масла в рабочей полости ведомая лопасть начинает вращаться более эффективно под воздействием крутящего момента от ведущего колеса.

Когда температура теплоносителя уменьшается до менее чем 80°С, материал в терморасширительном датчике сжимается, что приводит к откату шарика благодаря возвратной пружине и закрытию маслоканала, что обеспечивает сток масла обратно в масляный поддон.

В режиме "Непрерывная работа" доступ масла в рабочую камеру не блокируется, обеспечивая постоянное движение масла и синхронное вращение ведущей лопасти с коленвалом. Этот режим может вступить в силу при неисправности регулятора, что обычно проявляется постоянным перегревом двигателя.

Перед проездом через глубокие водные препятствия рекомендуется переключить регулятор в режим "Отключено". Это позволит теплоносителю охлаждаться за счет более холодной воды, предотвращая обратный ток в рабочей камере и защищая лопасти от повреждений.

В режиме "Полное отключение" маслоканал остается закрытым, что предотвращает заполнение межлопастного пространства маслом и передачу крутящего момента. Лопасти вентилятора продолжают вращаться под действием воздушного потока, не получая дополнительной поддержки от муфты.

Система вентиляции и охлаждения двигателя

Осевой вентилятор, состоящий из пяти лопастей, прикреплён к ведомому валу гидромуфты. Эффективность его работы регулируется с помощью диффузора радиатора, который блокирует боковой поток воздуха, усиливая тем самым прямое всасывание воздуха и повышая эффективность воздушного потока, направляемого на радиатор.

Центробежный водяной насос приводится в движение через ременную систему, соединяющую его шкивы с шкивами гидромуфты. Такая конструкция гарантирует, что скорость циркуляции охлаждающей жидкости будет соответствовать скорости оборотов коленвала.

На оси насоса размещены полузакрытые подшипники, смазываемые через пресс-фитинг. Надежность подшипников обеспечивается за счет манжеты, которая защищает их от проникновения охлаждающей жидкости, даже если уплотнения потеряют герметичность.

Проверка уплотнений насоса осуществляется через специальное дренажное отверстие, которое служит индикатором любой существенной утечки охлаждающей жидкости.

Расширительный резервуар

Установленный на правой стороне двигателя, расширительный бачок связан через трубопроводы с компрессором, верхним баком радиатора и термостатическими устройствами. Бачок предназначен для смягчения гидроударов, возникающих в системе при быстром изменении температуры жидкости.

В корпусе бачка размещена специальная паровоздушная пробка с двумя клапанами: один для сброса давления (работает при превышении давления до 56,9–78,5 кПа), другой — для компенсации вакуума, который может образоваться при быстром остывании жидкости, например, в условиях мороза.

Заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок, уровень которой контролируется с помощью измерительного краника. Оптимальное содержание жидкости в системе должно находиться в пределах от половины до двух третей объема бачка.

Работа гидравлической муфты основывается на принципе бесконтактного взаимодействия, где механическое соединение между ведущей и ведомой частями отсутствует. После того как масло заполняет пространство между лопастями, оно начинает вращаться в соответствии с вращением ведущей лопасти. Это движение масла активизирует ведомую лопасть, что приводит к вращению вентилятора.

Эффективность передачи крутящего момента через гидравлическую муфту сопоставима с механическими устройствами благодаря высокой плотности масла и оптимизированному сопротивлению качению на приводных валах.

Распространенные неисправности гидравлической муфты

Гидравлическая муфта известна своей долговечностью и надежностью. Она работает с минимальным участием со стороны оператора, а вентилятор обычно функционирует без сбоев. Основной признак проблемы — это уменьшение скорости вращения вентилятора, что может спровоцировать перегрев двигателя.

Частая причина снижения оборотов вентилятора связана с недостаточным притоком масла в рабочую камеру муфты. В таком случае следует проверить трубопроводы, по которым масло подается, на предмет утечек, так как любая утечка может привести к недостаточному заполнению рабочей камеры и снижению КПД.

Слабым звеном в конструкции часто оказывается выключатель муфты. При его неисправности масло может не поступать в рабочую камеру вообще. Замена или временное отключение выключателя обычно является более простым и экономичным решением по сравнению с полной заменой муфты. Если гидравлическая муфта выйдет из строя, необходимо произвести её полную замену.

Рутинное обслуживание охлаждающей системы КАМАЗ

Ежедневный осмотр системы охлаждения двигателя КАМАЗ включает проверку уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Это можно сделать, открыв контрольный краник — наличие вытекающей жидкости указывает на адекватный уровень. В противном случае, если жидкость не вытекает, требуется её добавление.

Процесс добавления охлаждающей жидкости выглядит следующим образом:

• закрыть контрольный краник;
• отвинтить крышку на заливной горловине расширительного бачка;
• долить охлаждающую жидкость до уровня, который достигает двух третей высоты бачка;
• повторно закрутить крышку.

Во время первичного сервисного обслуживания требуется смазать подшипники водяного насоса.

На втором этапе техобслуживания осуществляется контроль за работоспособностью жалюзи радиаторной решетки и корректировка натяжения ременной передачи водяного насоса. Жалюзи должны свободно открываться и закрываться для регулировки потока воздуха, охлаждающего радиатор. Ременная передача со временем может удлиняться, что снижает производительность насоса и может привести к недостаточному охлаждению двигателя.

Также важно регулярно инспектировать ременную передачу на предмет чистоты, удаляя масляные или топливные загрязнения, которые могут вызывать скольжение ремня. Рекомендуется проверять натяжение и чистоту ремней каждые 50 часов работы двигателя. Правильное натяжение ремня должно позволять его прогиб на 15–22 мм. При обнаружении износа или повреждения одного ремня следует произвести замену всех ремней.

Перед зимним периодом эксплуатации КАМАЗа выполняется замена охлаждающей жидкости:

• расположите транспортное средство на ровной поверхности;
• подготовьте емкости для сбора отработанной жидкости под сливными кранами;
• откройте пробку на расширительном бачке;
• откройте сливные краны на радиаторе, насосе подогревателя, котле и подводящей трубке отопления кабины;
• после полного слива старой жидкости закройте сливные краны;
• заполните систему новой охлаждающей жидкостью через расширительный бачок до достижения двух третей его объема.