Наблюдение и технический уход за системой охлаждения

Технический уход за системой охлаждения осуществляется в сроки, указанные в инструкции по эксплуатации двигателя, и состоит главным образом в периодической очистке от накипи водяных полостей блока, крышек цилиндров, масляных и водоводяных холодильников.

Температура охлаждающей воды, контролируемая с помощью термометров, установленных на отливных патрубках цилиндровых крышек, должна быть примерно одинаковой для всех цилиндров и соответствовать указаниям инструкции по обслуживанию двигателя. При охлаждении морской водой температура ее по выходе из системы должна быть не выше 50° С во избежание интенсивного отложения накипи. Если охлаждение производится пресной водой, то температура воды по выходе из двигателя поддерживается в пределах 70 — 80° С. Разность температур воды, выходящей из крышек различных цилиндров, не должна превышать 5° С.

Для регулирования температуры отходящей воды в каждом цилиндре имеются регулировочные краны, установленные на отливных патрубках цилиндровых крышек.

Повышение, или понижение температуры воды у отдельных цилиндров при одинаковой величине открытия регулировочных кранов указывает либо на неравномерность распределения нагрузки по цилиндрам, либо на нарушение режима охлаждения из-за наличия отложений. При сильном повышении температуры отходящей воды из какой-либо крышки цилиндра увеличивают охлаждение соответствующего цилиндра, проверяют равномерность распределения нагрузки между цилиндрами, а также температуру отработавших газов.

Быстрое повышение или понижение температуры воды, охлаждающей двигатель, не допускается, так как это может привести к появлению температурных напряжений и деформаций деталей и, как следствие, задиров поршней или возникновению трещин в крышках цилиндра. Температура воды одновременно во всех цилиндрах регулируется количеством воды, поступающей в систему охлаждения.

Низкая температура охлаждающей воды может вызвать деформацию цилиндровых втулок и поршней, увеличивает тепловые потери и снижает экономичность двигателя. При температуре поступающей в дизель воды ниже 15° С ее подогревают до температуры не ниже 25° С. Для этого часть нагретой воды из сливного трубопровода через специальный трубопровод с регулировочным клапаном (последний открывают) перепускают в приемный трубопровод насоса и смешивают с холодной водой, в результате чего температура воды, поступающей в систему охлаждения двигателя, повышается.

Для снижения тепловых напряжений в охлаждаемых деталях двигателя, улучшения процесса горения топлива и уменьшения закоксования поршневых колец стремятся к тому, чтобы разность температур входящей и выходящей из двигателя воды была небольшой (7 — 15° С для замкнутых систем и 10 — 20° С для проточных систем). Интенсивность охлаждения повышается за счет увеличения скорости протекания воды в водяных рубашках двигателя. Если давление воды в системе охлаждения ниже 0,75 кгс/см², скорость протекания становится очень малой, что вызывает образование накипи и паровых подушек в застойных местах полостей охлаждения, а следовательно, и местные перегревы.

Повышенный нагрев охлаждающей воды при нормальной температуре отработавших газов и равномерной нагрузке по цилиндрам может происходить вследствие значительного отложения солей и осадков в водяных полостях. Если при полном открытии регулировочного крана температура воды не понижается до нормы, то нагрузка перегретого цилиндра должна быть снижена и при первой возможности должны быть очищены водяные полости дизеля.

Воздух, попадающий в систему охлаждения двигателя, ухудшает охлаждение, и его выпускают через воздушные краны, установленные в верхних частях трубопроводов водяного холодильника.

Вода или масло после охлаждения поршней должны стекать в смотровую воронку беспрерывными струями, без пузырей и с одинаковой температурой для всех поршней, которая измеряется в каждой сливной трубе при помощи термометра. При ухудшении условий охлаждения поршней двигатель останавливают, выясняют неисправность и устраняют ее. Давление в системе охлаждения поршней составляет 2,5 — 4 кгс/см², в системе охлаждения цилиндров 0,75 — 2 кгс/см²; контролируется оно по показаниям манометра и регулируется клапанами, установленными на трубопроводах системы охлаждения.

При замкнутой системе охлаждения двигателя перепад температуры пресной воды в водо-водяном холодильнике регулируется количеством забортной воды, прокачиваемой через него, и должен быть в пределах, указанных в заводской инструкции.

При выходе из строя водяного насоса охлаждение двигателя может быть обеспечено резервным насосом или переводом двигателя на аварийное охлаждение от пожарного насоса. Последний имеет большую производительность и сильный напор. Чтобы вода из пожарного насоса не повредила систему охлаждения двигателя, ее необходимо дросселировать разобщительным клапаном.

При заполнении системы охлаждения двигателей водой обращают особое внимание на ее химический состав, который играет важную роль в обеспечении нормальной работы двигателя. Вода хорошо растворяет соли, щелочи, кислоты и такие газы, как кислород, азот, углекислоту и др.

Соли кальция и магния, находящиеся в растворенном состоянии в воде, придают ей особое свойство, которое принято называть жесткостью. За единицу жесткости принят миллиграмм-эквивалент солей на 1 л воды. Один миллиграмм-эквивалент соответствует содержанию в 1 л воды 20,04 мг Са или 12,16 мг Mg.

Временная, или устранимая, жесткость зависит от содержания в воде бикарбоната кальция Са(НСО₃)₂ и бикарбоната магния Mg(HCO₃)₂. При кипячении воды эти соли распадаются на карбонаты, которые выпадают в осадок, и углекислый газ, уходящий в атмосферу. Таким образом, бикарбонаты кальция и магния находятся в воде в растворенном состоянии только до ее кипячения. Постоянная жесткость определяется присутствием в воде солей, которые при концентрации меньше предела насыщения не выпадают в осадок даже при нагревании. К таким солям можно отнести CaSO₄, СаСl₂, MgSO₄ и др. Общая жесткость воды складывается из временной и постоянной жесткости.

Показатели жесткости воды приведены ниже

Наиболее мягкой является атмосферная (дождевая) и дистиллированная вода.

Газы, растворенные в воде, вызывают коррозию металлов, а соли кальция и магния образуют в системе охлаждения накипь, которая обладает малой теплопроводностью. Поэтому накипь вызывает перегрев двигателя, перерасход топлива и масла, уменьшение мощности, повышенный износ деталей и появление в них трещин вследствие неравномерного расширения и значительных внутренних напряжений.

Присутствие в воде нефтепродуктов очень вредно влияет на работу двигателя, так как они ухудшают теплопроводность накипи, при работе двигателя могут вызвать вспенивание воды, выброс ее и перегрев двигателя.

Если нет дистиллированной или атмосферной воды, то рекомендуется применять для заполнения замкнутой системы охлаждения речную или озерную воду. Воду для замкнутой системы охлаждения можно умягчить добавлением к ней химических реагентов или пропусканием ее через специальные фильтры. Наиболее простой способ умягчения воды — кипячение ее в течение не менее 30 мин с последующим, пропусканием через плотный фильтр. Если нет возможности получить умягченную воду, то в нее добавляют специальные присадки — антинакипины. В качестве антинакипинов используют эмульсолы (применяемые при механической обработке металлов), мыльную воду, хромпик К₂Сr₂О₇, ВНИИНП-117/119, эмульсол Э-2, ИНК-8, «Шелл Дромус Ойл В» и др. Антинакипины не только уменьшают процесс накипеобразования, но и тормозят процессы коррозии и кавитационных разрушений.

Хромпик добавляют в охлаждающую воду в следующих количествах: при общей жесткости воды 5,5 мг-экв/л добавляют 3 г хромпика на 1 л воды, при общей жесткости 5,5 — 9 мг-экв/л — 10 г на 1 л воды. Хромпик — ядовитое вещество, поэтому при работе с ним следует применять резиновые перчатки и противогаз.

Если замкнутая система охлаждения заполняется водопроводной водой, необходимо помнить, что в ней имеется хлор (обычно в 1 л хлорированной водопроводной воды содержится около 100 мг хлора). Последний вызывает коррозию металлов. Для нейтрализации хлора приготовляют раствор (80 г хромпика на 1 л воды) и заливают его в охлажденную воду.

Для двигателей с чугунными блоками можно применять смесь в пропорции на 1 м³ воды хромпика 1,5 кг, нитрата натрия 2 кг и каустической соды 0,3 кг.

Для уменьшения электрохимической коррозии различных деталей в системе охлаждения устанавливают протекторы, представляющие собой цинковые пластины. Протекторы крепят на стальных болтах или шпильках. Крепление протекторов на болтах или шпильках из цветного металла запрещается. По мере разрушения протекторы заменяют новыми.

Вода, просачиваясь через уплотняющие резиновые кольца втулки цилиндра, попадает в картер двигателя и, смешиваясь с маслом, делает последнее не пригодным для дальнейшего использования. При повреждении резиновых колец вода может поступить в ресивер продувочного воздуха, а из него в рабочий цилиндр двигателя. При обнаружении воды в ресивере или картере двигателя выясняют, какая из втулок пропускает воду, и заменяют на ней резиновые уплотнительные кольца.