Двигатели и устройства малотоннажного моторного судна
Общие сведения о двигателях
Замкнутая система водяного охлаждения
Замкнутая (циркуляционная) система охлаждения. Замкнутая система
охлаждения лишена недостатков проточной системы - в ней используют
очищенную воду и поддерживают постоянную, наиболее выгодную температуру.
Конвертированные автомобильные и вообще более мощные быстроходные
двигатели, а также двигатели, работающие в морских условиях, оборудуют
замкнутой системой охлаждения. Забортная вода, охлаждая циркуляционную,
нагревается на 8-10° С, причем летом температура на выходе не превышает
30-35° С, поэтому выпадение солей и образование накипи незначительны.
В замкнутой системе охлаждения большинства сухопутных транспортных
двигателей циркуляционным насосом прокачивают воду по охлаждающим
полостям двигателя, отбирая у них тепло. Проходя по трубкам радиатора,
нагретая вода отдает тепло воздуху. У судовых двигателей пресная
циркуляционная вода охлаждается проточной забортной водой в заменяющем
радиатор теплообменнике - водо-водяном холодильнике того или иного типа.
Замкнутая система охлаждения постоянно заполнена чистой пресной водой,
что уменьшает коррозию стенок зарубашечного пространства; циркуляционный
насос двигателя имеет подпор на всасывании, что устраняет срывы
циркуляции воды в системе.
Общую поверхность охлаждения трубчатого водяного холодильника при
замкнутой системе охлаждения приближенно можно принимать 0,1-0,12 м? на
каждые 10 л. с. используемой мощности двигателя, а длину трубок
рассчитать способом, описанным в 24.
Примером замкнутой системы охлаждения может служить схема охлаждения
конвертированного шлюпочного двигателя АМ-402ср-3 (рис. 142).
Пресная вода циркулирует в замкнутой системе. Движение забортной воды
обеспечивает самовсасывающий насос, всасывающий воду через фильтр и
подающий ее в водо-водяной холодильник, на выходе из которого часть воды
поступает для охлаждения масла в ванне реверс-редуктора и оттуда
отводится за борт, а часть направляется в выхлопную трубу и вместе с
отработавшими газами выбрасывается за борт.
Насос пресной воды крепят к торцу блока цилиндров двигателя; насос
приводится во вращение клиновидным ремнем от коленчатого вала. Вал
насоса установлен на Двух шариковых подшипниках; смазка их
осуществляется при помощи установленной на корпусе насоса колпачковой
масленки.
Водо-водяной холодильник трубчатого типа предназначен для охлаждения
пресной воды. Корпус его отлит из алюминиевого сплава, трубки
изготовлены из латуни. Пресная вода проходит по трубкам, а забортная
вода циркулирует в межтрубном пространстве.
Водо-масляный холодильник (также трубчатого типа), предназначенный для
охлаждения смазочного масла, размещен в одном корпусе с водо-водяным
холодильником. Пресная вода движется по трубкам, а масло - в межтрубном
пространстве. Для улучшения теплоотдачи масло направляют поперек трубок
при помощи перегородок.
Двигатель заливают водой через горловину расширительного бачка. Спуск
воздуха из системы пресной воды производят через специальную пробку на
фланце трубки между холодильником и выпускным коллектором. Для спуска
циркуляционной воды из холодильника в нижней его крышке предусмотрен
спускной кран. Расширительный бачок, отлитый из алюминиевого сплава,
служит одновременно крышкой холодильников.
Термостат предназначен для сокращения времени прогрева холодного
двигателя при запуске и для автоматического поддержания температуры
охлаждающей воды в пределах 70-85° С, чтобы обеспечить экономичную
работу двигателя при различных режимах.
Перепускной клапан термостата обеспечивает непрерывную циркуляцию
пресной воды, что устраняет возможность образования паровых мешков в
рубашке выхлопного коллектора при работе с малыми нагрузками.
При температуре циркуляционной воды менее 70 + 2° С основной клапан
термостата закрыт, и вода через перепускной клапан, минуя расширительный
бачок и водо-водяной холодильник, поступает в водо-масляный холодильник!
По достижении 70 + 2° С основной клапан начинает открываться. Когда
температура воды достигает 83 + 2° С основной клапан полностью
открывается, а перепускной закрывается, и вся пресная вода через
расширительный бачок поступает для охлаждения в водо-водяной
холодильник. Для периодического выпуска воздуха и скопившегося пара, а
также для прогрева двигателя горячей водой или паром на выхлопном
коллекторе предусмотрен кран.
Заслуживает внимания замкнутая система охлаждения, описанная в книге Ю.
В. Емельянова и В. С. Дзякевича <Катер с автомобильным мотором>. В этой
системе в качестве поверхности охлаждения используется часть днища
судна; особенно это удобно на металлических судах, но такую систему
можно применить и на деревянных судах.
Для устройства холодильника к части днищевой обшивки с зазором 10-15 мм
приваривают второе дно. Пространство между днищем и приваренным листом
заполняют пресной водой и включают в систему замкнутого охлаждения. Это
пространство выполняет функции водяного холодильника, охлаждаемого
снаружи судна забортной водой.
При скорости хода судна 15-20 км/ч для охлаждения конвертированного
двигателя МЗМА-401 достаточно 0,3 м2 наружной площади такого
холодильника, т. е. примерно 50x60 см.
Для автомобильных двигателей, устанавливаемых на судах средней
быстроходности, поверхность' днищевого холодильника можно принимать
0,12-0,18 м2 на каждые 10 л. с. мощности двигателя.
При этой системе отпадает необходимость в установке самовсасывающего
насоса, так как циркуляцию воды обеспечивает штатный насос двигателя.
Преимуществом всех замкнутых систем охлаждения является возможность
сохранения термостата, автоматически регулирующего температурный режим
двигателя.
Устраивая днищевой холодильник на судах с деревянным корпусом, следует
уменьшить влияние вибрации двигателя на корпус, тщательно уплотнить
соединения корпуса с холодильником на болтах с резиновыми прокладками, а
соединение трубопровода и деталей системы охлаждения выполнить на
дюритах.
Существенный недостаток днищевого холодильника - трудность спуска воды
из системы, что при отрицательных температурах и недосмотре может
привести к размораживанию системы охлаждения.