Das Kühlsystem dient dazu, das optimale Wärmeregime des Motorbetriebs zu gewährleisten.
Das Kühlsystem des Motors ist ein Flüssigkeitskühlsystem geschlossener Bauart mit Zwangsumlauf der Kühlflüssigkeit.
Zu den Hauptaggregaten und Baugruppen des Kühlsystems gehören: der Kühler, der Lüfter mit viskoser Antriebskupplung, die Lüfterverkleidung, der Lüftermantel, das Gehäuse der Wasserkanäle, die Wasserpumpe, die Thermostate, die Kanäle und Verbindungsrohrleitungen für den Durchgang der Kühlflüssigkeit.
Das Schema des Kühlsystems mit koaxial zur Kurbelwelle angeordnetem Lüfter und mit viskoser Antriebskupplung des Lüfters ist in Abbildung 1 dargestellt.
Während des Motorbetriebs wird die Zirkulation der Kühlflüssigkeit im System durch die Wasserpumpe 8 erzeugt.
Die Kühlflüssigkeit wird aus der Pumpe 8 in den Kühlraum der linken Zylinderreihe durch den Kanal 9 und durch den Kanal 14 — in den Kühlraum der rechten Zylinderreihe gefördert.
Beim Umspülen der Außenflächen der Zylinderlaufbuchsen gelangt die Kühlflüssigkeit durch Öffnungen in den oberen Anlageflächen des Zylinderblocks in die Kühlräume der Zylinderköpfe.
Aus den Zylinderköpfen gelangt die erwärmte Flüssigkeit durch die Kanäle 4, 5 und 6 in den Wasserkasten des Gehäuses der Wasserkanäle 17, aus dem sie, je nach Temperatur, in den Kühler oder zum Eintritt der Pumpe geleitet wird.
Ein Teil der Flüssigkeit wird durch den Kanal 15 in den Ölwärmetauscher 16 abgeführt, wo die Wärmeübertragung vom Öl auf die Kühlflüssigkeit erfolgt.
Aus dem Wärmetauscher wird die Kühlflüssigkeit in den Wassermantel des Zylinderblocks im Bereich des vierten Zylinders geleitet.
Das Wärmeregime des Motors wird automatisch geregelt:
- durch zwei Thermostate, die die Richtung des Flüssigkeitsstroms in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlflüssigkeit am Austritt aus dem Motor steuern. Die Nenntemperatur der Kühlflüssigkeit am Austritt aus dem Motor muss im Bereich von 85–90 °C liegen;
- durch die viskose Antriebskupplung des Lüfters in Abhängigkeit von der Lufttemperatur am Austritt aus dem Kühler.
Das Gehäuse der Wasserkanäle (Abbildung 1) ist aus einer Gusseisenlegierung gegossen und mit Schrauben an der vorderen Stirnfläche des Zylinderblocks befestigt.
Im Gehäuse der Wasserkanäle sind der Eintrittsraum 7 und der Austrittsraum 11 der Wasserpumpe, die Verbindungskanäle 5 und 12, die Kanäle 9 und 14, die die Kühlflüssigkeit in den Zylinderblock zuführen, die Kanäle 4 und 6, die die Kühlflüssigkeit aus den Zylinderköpfen abführen, der Umgehungskanal 13, der Kanal 15 zur Abführung in den Ölwärmetauscher, die Räume des Wasserkastens 17 zur Montage der Thermostate, der Kanal 10 zur Zufuhr der Kühlflüssigkeit in die Wasserpumpe aus dem Kühler, eingegossen.
Die Wasserpumpe (Abbildung 2) ist vom Kreiseltyp und am Gehäuse der Wasserkanäle installiert.
In das Gehäuse 1 ist ein radiales zweireihiges Kugel-Rollenlager mit Welle 6 eingepresst. Beidseitig sind die Stirnflächen des Lagers durch Gummidichtungen geschützt. Das Schmierfett wurde vom Hersteller in das Lager eingebracht.
Ein Nachfüllen von Schmierfett im Betrieb ist nicht erforderlich.
Der Anschlagring 8 verhindert die Verschiebung des Außenrings des Lagers in axialer Richtung. Auf die Enden der Lagerwelle sind das Laufrad 3 und die Riemenscheibe 7 aufgepresst.
Der Wellendichtring 2 ist in das Pumpengehäuse eingepresst, und sein Gleitring wird durch eine Feder ständig an den Gleitring 5 angepresst, der über die Gummidichtungsmanschette 4 in das Laufrad eingesetzt ist.
Im Pumpengehäuse sind zwischen dem Lager und dem Wellendichtring zwei Öffnungen ausgeführt: eine untere und eine obere.
Die obere Öffnung dient zur Belüftung des Raums zwischen dem Lager und dem Wellendichtring, die untere — zur Kontrolle der Funktionstüchtigkeit der Stirndichtung.
Ein Flüssigkeitsaustritt aus der unteren Öffnung zeugt von einer Störung der Dichtung.
Im Betrieb müssen beide Öffnungen sauber sein, da ihre Verstopfung zum Ausfall des Lagers führt.
Der Wellendichtring der Wasserpumpe (Abbildung 3) besteht aus einem Außengehäuse 1 aus Messing, in das eine Gummimanschette 2 eingesetzt ist.
Im Inneren der Manschette ist eine Feder 3 mit Innenkäfig 4 und Außenkäfig 5 angeordnet. Die Feder drückt den Gleitring 6 an.
Der Gleitring ist aus einem graphit-bleihaltigen hartgepressten Antifriktionswerkstoff hergestellt.
Lüfter und viskose Kupplung (Abbildung 4).
Der neunflügelige Lüfter 1 mit einem Durchmesser von 710 mm ist aus glasfaserverstärktem Polyamid hergestellt, die Lüfternabe 3 — aus Metall.
Für den Antrieb des Lüfters wird eine automatisch einschaltende Kupplung 2 vom viskosen Typ verwendet, die an der Lüfternabe 3 befestigt ist.
Das Funktionsprinzip der Kupplung beruht auf der viskosen Reibung der Flüssigkeit in kleinen Spalten zwischen dem getriebenen und dem treibenden Teil der Kupplung. Als Arbeitsflüssigkeit wird eine Silikonflüssigkeit mit hoher Viskosität verwendet.
Die Kupplung ist nicht zerlegbar und erfordert im Betrieb keine Wartung.
Das Einschalten der Kupplung erfolgt bei Anstieg der Lufttemperatur am Austritt aus dem Kühler auf 61–67 °C.
Die thermobimetallische Spirale 4 steuert die Funktion der Kupplung.
Der Lüfter ist in einem feststehenden ringförmigen Mantel angeordnet, der starr am Motor befestigt ist.
Die Lüfterverkleidung und der Lüftermantel tragen zur Erhöhung des Durchsatzes des vom Lüfter durch den Kühler geförderten Luftstroms bei.
Die Lüfterverkleidung und der Lüftermantel sind durch eine ringförmige Gummidichtung mit U-förmigem Querschnitt verbunden.
Der Kühler (der KAMAZ-Automobile) ist kupfergelötet; zur Erhöhung der Wärmeabgabe sind die Kühlbänder mit Lamellenstanzungen ausgeführt; er ist über seitliche Halterungen durch Gummipuffer an den Rahmenträgern und mit einer oberen Zugstrebe am vereinigenden Luftkollektor befestigt.
Die Thermostate (Abbildung 5) ermöglichen es, die Erwärmung des kalten Motors zu beschleunigen und die Temperatur der Kühlflüssigkeit nicht unter 75 °C zu halten, indem ihr Durchsatz durch den Kühler geändert wird.
Im Wasserkasten 5 des Gehäuses der Wasserkanäle sind parallel zwei Thermostate mit einer Öffnungstemperatur von (80 + 2) °C installiert.
Bei einer Temperatur der Kühlflüssigkeit unter 80 °C wird das Hauptventil 12 durch die Feder 11 an den Sitz des Gehäuses 14 angepresst und verschließt den Durchgang der Kühlflüssigkeit zum Kühler.
Das Umgehungsventil 6 ist geöffnet und verbindet den Wasserkasten des Gehäuses der Wasserkanäle durch den Umgehungskanal 4 mit dem Eintritt der Wasserpumpe.
Bei einer Temperatur der Kühlflüssigkeit über 80 °C beginnt der im Ballon 10 befindliche Füllstoff 9 zu schmelzen und vergrößert sein Volumen.
Der Füllstoff besteht aus einer Mischung von 60 % Zeresin (Erdölwachs) und 40 % Aluminiumpulver.
Der Druck des sich ausdehnenden Füllstoffs wird über den Gummeinsatz 8 auf den Kolben 13 übertragen, der, nach außen gedrückt, den Ballon 10 mit dem Hauptventil 12 verschiebt und dabei die Feder 11 zusammendrückt.
Zwischen dem Gehäuse 14 und dem Ventil 12 öffnet sich ein ringförmiger Durchgang für die Kühlflüssigkeit zum Kühler.
Bei einer Temperatur der Kühlflüssigkeit von 93 °C erfolgt die vollständige Öffnung des Thermostats, das Ventil hebt sich auf eine Höhe von mindestens 8,5 mm.
Gleichzeitig mit dem Öffnen des Hauptventils verschiebt sich mit dem Ballon das Umgehungsventil 6, das die Öffnung im Wasserkasten des Gehäuses der Wasserkanäle verschließt, die ihn mit dem Eintritt der Wasserpumpe verbindet.
Bei Absenkung der Temperatur der Kühlflüssigkeit auf 80 °C und darunter erfolgt unter der Wirkung der Federn 7 und 11 die Rückkehr der Ventile 12 und 6 in die Ausgangsstellung.
Zur Kontrolle der Temperatur der Kühlflüssigkeit sind am Wasserkasten des Gehäuses der Wasserkanäle zwei Temperatursensoren 1 und 2 installiert.
Der Sensor 1 gibt die Anzeigen des aktuellen Temperaturwerts an das Armaturenbrett, der Sensor 2 dient als Anzeige für die Überhitzung der Kühlflüssigkeit.
Bei Anstieg der Temperatur auf 98–104 °C leuchtet am Armaturenbrett die Kontrolllampe für kritische Überhitzung der Kühlflüssigkeit auf.
Der Ausgleichsbehälter 1 (Abbildung 1) ist am Motor der KAMAZ-Automobile auf der rechten Seite in Fahrtrichtung des Automobils installiert.
Der Ausgleichsbehälter ist durch das Umgehungsrohr 19 mit dem Eintrittsraum der Wasserpumpe, durch das Dampfabführungsrohr 2 mit dem oberen Kühlerbehälter und mit dem Rohr zur Flüssigkeitsabführung aus dem Kompressor 3 verbunden.
Der Ausgleichsbehälter dient zum Ausgleich der Volumenänderung der Kühlflüssigkeit bei ihrer Ausdehnung durch Erwärmung sowie zur Kontrolle des Füllgrads des Kühlsystems und fördert die Entfernung von Luft und Dampf aus ihm.
Der Ausgleichsbehälter ist aus einem halbtransparenten Propylen-Copolymer hergestellt.
Auf den Hals des Behälters wird der Verschluss des Ausgleichsbehälters (Abbildung 6) mit Ventilen aufgeschraubt: dem Einlassventil 6 (Luftventil) und dem Auslassventil (Dampfventil).
Das Auslassventil und das Einlassventil sind in einem Ventilblock 8 vereinigt. Der Ventilblock ist nicht zerlegbar.
Das Auslassventil, belastet durch die Feder 3, hält im Kühlsystem einen Überdruck von 65 kPa (0,65 kgf/cm²) aufrecht; das Einlassventil 6, belastet durch eine schwächere Feder 5, verhindert die Entstehung eines Unterdrucks im System beim Abkühlen des Motors.
Das Einlassventil öffnet und verbindet das Kühlsystem mit der Umgebung bei einem Unterdruck im Kühlsystem von 1–13 kPa (0,01–0,13 kgf/cm²).
Das Befüllen des Motors mit Kühlflüssigkeit erfolgt über den Einfüllstutzen des Ausgleichsbehälters.
Vor dem Befüllen des Kühlsystems ist vorher der Hahn des Heizungssystems zu öffnen.
Zum Ablassen der Kühlflüssigkeit sind die Ablasshähne des Wärmetauschers und des Pumpenaggregats der Startvorwärmung zu öffnen, die Verschlussschrauben am unteren Kühlerbehälter und am Ausgleichsbehälter herauszudrehen.
Es ist nicht zulässig, den Verschluss des Ausgleichsbehälters bei heißem Motor zu öffnen, da dabei ein Ausstoß heißer Kühlflüssigkeit und von Dampf aus dem Hals des Ausgleichsbehälters erfolgen kann.
Der Betrieb des Automobils ohne Verschluss des Ausgleichsbehälters ist nicht zulässig.
Die Einstellung der Spannung (Abbildung 7) des Poly-V-Riemens 2 des Antriebs des Generators und der Wasserpumpe für Motoren mit Anordnung des Lüfters auf der Kurbelwellenachse ist wie folgt durchzuführen:
- die Schraube 11 der Befestigung des hinteren Generatorfußes, die Mutter 10 der Befestigung des vorderen Generatorfußes, die Schraube 8 der Befestigung der Generatorplatte, die Schraube 5 der Befestigung der Spannschraube lösen;
- durch Verschieben der Mutter 6 die erforderliche Riemenspannung sicherstellen; mit der Mutter 7 die Position des Generators fixieren;
- die Schrauben 5, 8 und 11 festziehen, die Mutter 10 festziehen.
Nach der Einstellung die Spannung kontrollieren:
- ein richtig gespannter Riemen 2 muss bei Druck auf die Mitte des größten Trums mit einer Kraft von 44,1 ± 5 N (4,5 ± 0,5 kgf) einen Durchhang von 6–10 mm aufweisen.
