Масляний теплообмінник надійне охолодження масла дизельного двигуна
Головна »Статті» Масляний теплообмінник: надійне охолодження масла дизельного двигуна
Призначення теплообмінника масляного і його відмінність від радіатора
При нагріванні двигуна нагріванню піддається і масло, що циркулює в системі змащення, і чим потужніший двигун, тим в більш складних теплових умовах працює масло. Перегрів моторного масла загрожує серйозними проблемами - змінюється в'язкість масла, підвищується інтенсивність його вигоряння і розкладання, і в цілому погіршуються його робочі характеристики. Перегрітий масло забезпечує недостатньо якісну мастило тертьових деталей, а також ускладнює охолодження двигуна, а це вже може вилитися в різноманітні поломки силового агрегату аж до заклинювання.
Тому на багатьох двигунах внутрішнього згоряння в систему змащення вводиться додатковий елемент, що забезпечує охолодження масла. На бензинових моторах частіше застосовується традиційний масляний радіатор, а на дизелях, які в цілому нагріваються менше своїх бензинових побратимів, використовуються рідинно-масляні теплообмінники (ЖМТ або водомасляні теплообмінники).
У чому відмінність між радіатором і ЖМТ? Головне - використовуваний спосіб охолодження масла. Відведення тепла від радіатора здійснюється просто потоком, що набігає повітря, а в теплообміннику тепло від масла відводиться потоком охолоджуючої рідини, що циркулює в системі охолодження силового агрегату. ЖМТ має як переваги перед традиційним радіатором, так і недоліки.
З переваг варто відзначити два. По-перше, температура масла в ЖМТ не опускається нижче температури охолоджуючої рідини, а це значить, що в деталях двигуна, що стикаються одночасно з маслом і ОЖ, виникає менше напружень, і в цілому мотор працює в кращому температурному режимі. По-друге, теплообмінник можна встановлювати в будь-якому зручному місці на двигуні, при цьому можна відмовитися від довгих трубопроводів і безлічі з'єднань. Для роботи радіатора, як відомо, необхідний потік повітря, що викликає складності з його установкою і вимагає застосування додаткових деталей.
З недоліків водомасляного теплообмінника можна відзначити його більш складну конструкцію, необхідність технічного обслуговування і ремонту. Крім того, ЖМТ - це досить складний агрегат, в якому необхідно забезпечити герметичність, що іноді стає причиною проблем (зокрема, через старіння прокладок і разбалтиванія кріплень). Радіатор в цьому плані більш надійний і простий. Однак в більшості випадків на дизельних двигунах ефективніше працюють саме теплообмінники.
В даний час водомасляні теплообмінники широко застосовуються на вітчизняних двигунах КАМАЗ і ЯМЗ, також ЖМТ знайшли застосування в багатьох сучасних вантажівках зарубіжного виробництва і навіть в компактних моторах легкових автомобілів.
Типи, пристрій і робота масляних теплообмінників
На сучасних двигунах знаходять застосування два типи масляних теплообмінників:
- Кожухотрубні (або просто трубчасті);
- Пластинчасті.
Кожухотрубні ЖМТ встановлюються переважно на двигунах КАМАЗ, пластинчасті використовуються на агрегатах ЯМЗ і інших. Ці теплообмінники мають серйозні відмінності в конструкції і деякі особливості роботи.
Кожухотрубний ЖМТ. Його основу складає литий алюмінієвий циліндричний корпус, всередині якого встановлюється серцевина. Серцевина складається з ряду паралельних тонкостінних трубок, укладених в кожух. Кожух розділений на кілька секцій (в КАМАЗ таких секцій чотири) поперечними пластинами. Корпус теплообмінника з одного боку закритий подводящим колектором, з іншого боку - відводить колектором (вони встановлюються через прокладки). Безпосередньо в корпусі виконані фланці для монтажу збірки з масляних фільтрів і термосилового клапана (який поміщений в корпус з каналами).
Водомасляний теплообмінник монтується безпосередньо на блок двигуна, його колектори з'єднуються з системою охолодження двигуна. Таким чином, теплообмінник стає частиною системи охолодження двигуна, і через нього пропускається певну кількість охолоджуючої рідини. Рідина проходить через серцевину теплообмінника, причому через наявність поперечних пластин в кожусі шлях охолоджуючої рідини збільшується (вона чотири рази перетинає систему трубок) і ефективність відведення тепла підвищується.
Працює такий теплообмінник просто. Масло з картера двигуна за допомогою насоса нагнітається в фільтри, а з них - в канали двигуна. При підвищенні температури масла до 95-97 ° C спрацьовує термоклапан, і частина потоку масла направляється в теплообмінник - тут масло проходить по системі труб, що омиваються потоком охолоджуючої рідини, охолоджується до необхідної температури і надходить у двигун. При підвищенні температури до 110-112 ° C через ЖМТ проходить вже весь потік масла, що надходить на фільтри. При температурі 115 ° C настає перегрів масла, з яким ЖМТ вже не справляється, в цьому випадку загоряється індикаторна лампа, що повідомляє про необхідність зупинити автомобіль і охолодити мотор.
Пластинчастий теплообмінник. Його основу теж становить корпус, всередині якого знаходиться пакет гофрованих металевих пластин (або теплопередающих елементів). Пластини встановлені таким чином, що їх гофри утворюють два зустрічних і багато разів пересічних потоку: один - потік охолоджуючої рідини, другий - потік гарячого масла. Тепло від масла через пластини передається охолоджуючої рідини, за рахунок чого і забезпечується підтримання температури масла на необхідному рівні.
Пластинчастий ЖМТ монтується на блок двигуна, при цьому теплообмінник відділений від масляних фільтрів і оснащується тільки перепускним клапаном. Таке рішення спрощує конструкцію, обслуговування і ремонт теплообмінника (так як для ремонту або демонтажу даного вузла не потрібно знімати інші деталі).
Питання обслуговування і ремонту рідинно-масляного теплообмінника
Водомасляний теплообмінник потребує періодичного огляду та технічного обслуговування. При плановому ТО проводиться огляд ЖМТ на предмет витоків охолоджуючої рідини і масла, все витоку усуваються заміною прокладок або пошкоджених деталей. Також перевіряється робота всіх клапанів - термосилового і перепускних.
З плином часу теплообмінник засмічується, внаслідок чого потік масла і води (у пластинчастих ЖМТ) відчуває підвищений опір - зазвичай це призводить до спрацьовування перепускного клапана, внаслідок чого масло обходить теплообмінник. Засмічення водомасляного теплообмінника ускладнює охолодження масла, тому дана несправність призводить до перегріву масла і спрацьовування відповідного індикатора на приладовій панелі. Засмічений теплообмінник знімається і промивається, в деяких випадках простіше замінити вузол в зборі.
Зазвичай водомасляні теплообмінники мають тривалий термін служби, а при регулярному обслуговуванні і своєчасної промиванні і ремонті ця деталь не буде доставляти проблем, забезпечуючи ефективне охолодження масла на всіх режимах роботи двигуна.