Система охлаждения дизелей.
При рассмотрении теплового баланса двигателя было установлено, что только часть тепла, выделяемого при сгорании топлива внутри цилиндров дизеля, превращается в полезную механическую работу (до 47%). Из оставшегося тепла примерно 25% уносится с отходящими газами, а остальное тепло (25-28%) для предотвращения перегрева деталей двигателя отводят охлаждающей водой. Для отвода тепла в основных деталях двигателя (цилиндр, цилиндровая крышка, поршень, корпус выпускного клапана) устраивают специальные полости или зарубашечные пространства, через которые пропускают охлаждающую воду.
Для охлаждения судовых дизелей применяют две системы: проточную (одноконтурную) и замкнутую (двухконтурную).
При проточной системе охлаждения специальный насос забирает воду из кингстона (специальный клапан в подводной части борта судна для забора воды) и прокачивает ее через зарубашечное пространство дизеля; при замкнутой системе через зарубашечное пространство дизеля прокачивается пресная вода, которая затем в специальном теплообменнике (охладителе) охлаждается забортной водой и снова направляется в двигатель. Проточная система значительно проще замкнутой, однако имеет ряд существенных недостатков, поэтому для охлаждения дизелей на судах, построенных в последние годы, не применяется.
Основные недостатки проточной (одноконтурной) системы охлаждения дизеля: возможность засорения зарубашечного пространства дизеля илом и другими взвешенными частицами, содержащимися в забортной воде; интенсивное отложение солей в зарубашечном пространстве (на морских судах) и образование накипи, плохо проводящей тепло и резко ухудшающей теплообмен, в результате чего происходит перегрев деталей и даже их разрушение. Для того чтобы предотвратить образование накипи в зарубашечном пространстве, приходится снижать температуру воды на выходе из дизеля до 50-55°С и тем самым ухудшать температурный режим двигателя и полезное использование тепла.
При замкнутой системе охлаждения во внутреннем (замкнутом) контуре применяют пресную воду, которая проходит техническую обработку и не содержит солей, в результате удается поддерживать высокий температурный режим двигателя (температура воды на выходе из систем, сообщенных с атмосферой, – до 85° С, а при наличии паровоздушного клапана у некоторых напряженных четырехтактных дизелей – до 105° С).
Для контроля пресной воды из системы периодически проводят анализ проб воды для определения содержания солей, и если соленость достигает критических значений, воду в системе заменяют.
Для предотвращения коррозии охлаждаемых деталей и трубопроводов в пресную воду добавляют различные присадки (например, бихромат калия, хромпик) или антикоррозионные масла.
При проточной системе охлаждения забортная вода от кингстона насосом забортной воды прокачивается через масляный холодильник (часть воды прокачивается мимо масляного холодильника) и смеситель, подается через регулировочные вентили в нижнюю часть зарубашечного пространства цилиндров. Из зарубашечного пространства цилиндров вода по патрубкам переходит в цилиндровые крышки, а оттуда в сливной коллектор и из него через невозвратный клапан сливается за борт.
При замкнутой системе охлаждения (см. рис. 1 после текста) пресная вода, подаваемая насосом 7 через входные вентили, поступает на охлаждение в двигателе цилиндров и цилиндровых крышек, затем горячая вода попадает по пароотводной трубке 2 в расширительный бак 1 и направляется в водяной холодильник пресной воды 4, где пресная вода охлаждается забортным контуром, далее пресная вода охлаждает масло в водомасляном холодильнике 5 и поступает в двигатель для его охлаждения.
Забортная вода из кингстона (клапана забортной воды) забирается насосом 6, прогоняется через водяной холодильник 4 и прокачивается через невозвратный клапан за борт.
Для автоматического поддержания постоянной температуры в замкнутую систему включают термометры и терморегулятор (термостат), который при ещё холодном двигателе (сразу после запуска) пропускает часть воды мимо холодильников 4 и 5. Импульс на терморегулятор поступает от трубопровода горячей воды.
Недостатки замкнутой системы охлаждения: наличие дополнительного оборудования и трубопроводов.
Рисунок 1.
Внимание! Задание для самостоятельной работы:
1. выполнить в тетради схему системы охлаждения, указав все ее элементы.
2. разобраться в схеме и раскрасить трубопроводы и направления потоков воды и масла (то есть разграничить наружный, внутренний и масляный контуры) так: внутренний контур – голубым цветом, наружный контур – темно-синим или зеленым цветом, масляный контур – желтым или оранжевым цветом.
3. фото получившейся схемы жду в личных сообщениях.