Гидромуфта КАМАЗ: бесперебойная работа вентилятора охлаждения

В ряде двигателей КАМАЗ используется привод вентилятора охлаждения от коленчатого вала через специальную гидромуфту. О том, что такое гидромуфта, какую роль она играет в системе охлаждения дизелей, как она устроена и работает, а также о ее правильном использовании, ТО и ремонте — читайте в статье.

Конструкция, технические особенности и работа системы охлаждения двигателей КАМАЗ

Во всех двигателях КАМАЗ используется традиционная жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (с помощью центробежного насоса) и отводом излишков тепла через теплообменник (радиатор). Конструктивно данная система построена таким образом, что обеспечивает оптимальные режимы работы силового агрегата при его прогреве, в теплое и холодное время года, и под различной нагрузкой.

Система охлаждения содержит следующие компоненты:

• Рубашка охлаждения блока цилиндров и ГБЦ. В КАМАЗах используются V-образные двигатели с индивидуальными головками, все они пронизаны каналами и полостями для прохождения антифриза. В процессе работы силового агрегата жидкость от насоса подается на левую половину блока, откуда через трубу поступает на правую половину. Из каждого ряда цилиндров жидкость подается на головки;
• Водяной насос (помпа). Здесь используется насос центробежного типа, монтируется на левой половине блока цилиндров, со всеми частями системы охлаждения связан трубопроводами;
• Коробка термостатов. Блок содержит два твердотельных термостата (на основе церезина), управляющих потоками антифриза при изменениях температуры силового агрегата. Коробка расположена на правой половине блока цилиндров, она включена в систему между насосом, головками цилиндров и радиатором, все соединения выполнены трубопроводами;
• Радиатор. Традиционной конструкции, трубчато-пластинчатый, преимущественно используются радиаторы с вертикальным расположением трубок. Перед радиатором предусмотрена «шторка» (жалюзи), с помощью которой можно регулировать поток воздуха. Радиатор устанавливается в передней части автомобиля;
• Вентилятор. Обычный осевой, его крыльчатка может изготавливаться из пластика или металла. В ранних двигателях использовался преимущественно пятилопастной вентилятор, сегодня часто применяются вентиляторы с увеличенным числом лопастей особого профиля. Вентилятор имеет привод от коленвала двигателя, поэтому он устанавливается в специальном кожухе за радиатором;
• Привод вентилятора. Сегодня используется два типа привода вентилятора — традиционная гидравлическая муфта и более современная вискомуфта. Привод обеспечивает не только подключение крыльчатки к коленвалу, но также запуск и остановку крыльчатки при изменении температуры мотора.

Функционирует система следующим образом. При холодном пуске силового агрегата охлаждающая жидкость от насоса подается в рубашку охлаждения, откуда поступает на коробку термостатов и, минуя радиатор, снова подается на вход насоса. При прогреве двигателя термостаты открывают клапаны, и горячая жидкость поступает на радиатор, где отдает излишки тепла. При еще большем нагреве радиатор уже не способен справиться с отводом тепла, поэтому включается вентилятор и обеспечивает принудительный обдув радиатора. В процессе работы двигателя его температура постоянно изменяется, поэтому постоянно меняется скорость вращения вентилятора. Управление работой системы также выполняется и положением жалюзи перед радиатором.

Одну из ключевых ролей в системе играет гидравлическая муфта, о которой нужно рассказать отдельно.

Назначение гидромуфты, ее роль и место в системе

Гидравлическая муфта является ключевым элементом привода вентилятора, на нее возлагается несколько основных функций:

• Осуществляет передачу крутящего момента от коленвала двигателя на вентилятор;
• Предотвращает резкое изменение угловой скорости вентилятора в случае резкого изменения оборотов двигателя;
• Не допускает возникновения ударов и всех связанных с этим негативных последствий при включении и выключении вентилятора (то есть, играет роль демпфера);
• Входит в систему управления вентилятором.

При этом гидромуфта не является самостоятельным узлом — она входит в узел привода навесных агрегатов двигателя (генератора, водяного насоса), который непосредственно связан с коленчатым валом (через промежуточный вал). Этот узел устанавливается в передней крышке двигателя, причем чаще всего крышка поставляется с уже смонтированной муфтой.

Муфта функционирует только совместно с регулятором-выключателем вентилятора, благодаря которому осуществляется перераспределение потоков масла и управление режимом работы вентилятора. Об этом узле и его работе рассказано ниже.

Устройство и принцип работы гидромуфты

Муфта состоит из нескольких основных частей: ведущего колеса, имеющего жесткое (болтовое) соединение с кожухом, и ведомого колеса, установленного в полости кожуха рядом с ведущим колесом, и жестко соединенного с валом, который через подшипники установлен в кожухе и внутри полого вала шкива (он в свою очередь является продолжением ведущего колеса). Ведущее и ведомое колеса — это две половины разрезанного вдоль тора («бублика»), в их обращенных друг к другу полостях имеются лопасти. Благодаря этим лопаткам момент от вращающегося ведущего колеса благодаря вязкости масла передается на ведомое колесо, вследствие чего и осуществляется привод крыльчатки.

Кожух, ведущее колесо и вал шкива жестко соединены друг с другом, при этом кожух имеет шлицевое соединение с приводным валом, который передает крутящий момент от коленчатого вала. Вся эта конструкция на подшипниках установлена в передней крышке двигателя и сзади закрыта крышкой (которую называют корпусом подшипника), с внешней стороны к валу шкива прикручен шкив. Таким образом, во время работы двигателя этот узел вращается, благодаря чему от шкива осуществляется привод ряда агрегатов.

В корпусе ведомого колеса, в ступице кожуха и в крышке подшипника предусмотрены каналы, обеспечивающие подвод масла из центральной масляной магистрали силового агрегата и обратный отвод в поддон. Все каналы сходятся в одной точке на правом ряду блока цилиндров двигателя, рядом с впускным патрубком системы охлаждения — здесь устанавливается регулятор-выключатель гидромуфты.

Регулятор состоит из корпуса, в котором выполнена система каналов, установлен золотник, термосиловой датчик и рукоятка управления положением золотника. При установке регулятора на двигатель датчик оказывается погруженным в поток антифриза, благодаря чему отслеживается температура мотора и осуществляется управление вентилятором.

Функционирует муфта довольно просто. При холодном двигателе термосиловой датчик имеет минимальную длину и золотник закрыт, поэтому масло в полость муфты не подается, и она не вращается — в результате вентилятор либо покоится, либо слабо вращается под воздействием сил трения в подшипниках. При прогреве двигателя датчик тоже разогревается и удлиняется, золотник открывает каналы и масло поступает в полость муфты — вентилятор постепенно приходит во вращение, причем с повышением температуры силового агрегата увеличивается и угловая скорость крыльчатки. При охлаждении двигателя все процессы происходят в обратном порядке.

Однако описанная здесь ситуация — это общий принцип работы всей системы, в реальности режим работы муфта задается водителем с помощью регулятора-выключателя.

Вопросы эксплуатации гидромуфты КАМАЗ

Регулятор-выключатель можно перевести в одно из трех положений, каждое из которых задает свой режим работы вентилятора:

• Автоматический режим, рукоятка в положении «А». В данном случае все процессы происходят так, как описано выше. Пограничная температура включения-отключения крыльчатки лежит в районе 85-90°C (может в некоторых пределах регулироваться);
• Постоянное включение, положение «П». В данном случае крыльчатка вращается всегда и не выключается при изменении температуры мотора;
• Постоянное отключение, положение «О». В данном случае крыльчатка всегда покоится и обдува радиатора не происходит.

Водитель сам выбирает необходимый режим работы вентилятора, однако в большинстве случаев регулятор устанавливается в положение «А». Переход в режим «О» рекомендуется выполнять в холодное время года и при эксплуатации автомобиля в регионах с холодным климатом. А режим «П» чаще всего используется при различных поломках регулятора либо в случае постоянно высоких нагрузок мотора и при эксплуатации авто в условиях жаркого климата.

ТО и особенности ремонта гидромуфты

Гидромуфта вентилятора в процессе эксплуатации не нуждается в специальном ТО, она может бесперебойно работать в течение всего срока эксплуатации двигателя. Лишь иногда может возникнуть необходимость регулировки температуры срабатывания выключателя-регулятора, обычно это делается изменением толщины пакета шайб под термосиловым датчиком. А при поломке муфты она обычно заменяется в сборе с передней крышкой мотора.

В остальном же гидромуфта не напоминает о себе и может долго служить, обеспечивая эффективную работу системы охлаждения.