Система охлаждения двигателя служит для отвода тепла от дета­лей, испытывающих действие высоких температур при сгорании топлива в цилиндре или трении.

Без отвода тепла чрезмерно перегретые детали могут быстро выйти из строя. Количество тепла, которое необходимо отводить, определяется путем испытания двигателей различных типов. Можно принять, что удельный съем тепла должен быть:

для тихоходных дизелей в пределах ……………….… 400—600 ккал/л. с. ч.

для быстроходных дизелей...................................... 200—300 ккал/л. с. ч.

По способу отвода тепла системы охлаждения подразделяются на испарительные, воздушные и жидкостные. В испарительной системе охлаждения отвод тепла происходит в результате испарения жидкости, омывающей нагретые детали. При воздушном охлаждении на наружной поверхности цилиндров и крышек расположены ребра, которые охлаждаются потоком воздуха, создаваемым при помощи вентилятора. Для стационарных двигателей преимущественное рас­пространение получило жидкостное охлаждение. Теплоносителем в этом случае чаще всего служит вода. Однако для охлаждения порш­ней часто применяют масло или объединяют систему охлаждения поршней с системой смазки.

Системы водоохлаждения подразделяются на проточные и замк­нутые.

На фиг. 141 представлена схема проточного охлаждения. Вода, забираемая водяным насосом 4 из водоема 1, направляется в напор­ный бак 6, откуда самотеком в нижнюю часть зарубашечного про­странства цилиндров. Затем охлаждающая вода перетекает во внут­реннюю полость цилиндровых крышек, после чего направляется к выхлопному трубопроводу и отводится в слив.

В тех случаях, когда подача охлаждающей воды в двигатель осуществляется непосредственно насосом (напорный бак отсут­ствует), необходимо предусмотреть резервный насос на случай выхода из строя работающего. Так как использованная в двигателе вода выбрасывается, проточное охлаждение требует наличия источника недорогой воды. Во избежание отложения накипи в проточных системах температура охлаждающей воды по выходе из двигателя обычно ограничивается 40 — 50° С. При этом перепад температур вхо­дящей в двигатель и выходящей из него воды желательно б.рать не выше 15 — 20° С. Увеличение этого перепада приводит к неравно­мерности температур охлаждаемых деталей двигателя, а следова­тельно, к увеличению температурных напряжений. Для поддержания нужного перепада температур прибегают к частичному перепуску через вентиль 3 теплой воды во всасывающую магистраль.

Одним из существенных недостатков проточной системы является повышенное загрязнение полостей водяных рубашек цилиндров механическими примесями.

Замкнутая система охлаждения является более современной. В такой системе охлаждающая жидкость многократно возвращается в двигатель, предварительно охладившись в теплообменнике.

Различают термосифонный и насосный способ побуждения к дви­жению охлаждающей жидкости в замкнутой системе.

Термосифонный метод циркуляции жидкости основан на разности плотностей жидкости в полостях, где она нагревается, охлаждая детали, и в теплообменнике, где жидкость охлаждается.

Термосифонная система применима только для ненапряженных двигателей малой мощности, так как в ней слишком малы скорости циркуляции жидкости.

При насосном способе циркуляция охлаждающей жидко­сти производится специальным насосом.

Теплообменники, в зависимости от типа, охлаждаются проточ­ной водой или воздухом. В качестве теплообменников применяются: градирни башенного типа, открытые градирни капельного или брыз­гального типа брызгальные бассейны, естественные водоемы и тепло­обменники трубчатого типа. Последние часто применяются при нали­чии слишком жесткой воды, которую в этом случае используют для охлаждения более мягкой воды, циркулирующей в системе охлаж­дения двигателя.

На фиг. 142 представлена схема такой замкнутой системы охлаж­дения. Предварительно умягченная вода из напорного бака 2 направ­ляется в двигатели 3. Нагретая вода сливается в бак умягченной воды 6, откуда насосом 7 прогоняется через трубчатый теплообмен­ник 10, где, охладившись, вода вновь направляется в напорный бак 2. Более жесткая вода, омывая трубчатый теплообменник 10 и нагре­ваясь, направляется насосом 8 в градирню 14, где вновь охлаждается. Убыль умягченной воды восполняется из водоумягчителя 5.

При наличии умягченной воды температура воды по выходе из двигателя составляет обычно 75—85° С.

Количество циркулирующей жидкости определяют по формуле

Примерное количество воды, проходящее через систему охлаж­дения, составляет:

для проточной системы охлаждения 25—30 кг!э. л. с. ч.;

для замкнутой системы охлаждения 50—100 кг!э. л. с. ч.

Для замкнутой системы охлаждения, где теплообменником является радиатор, в котором охлаждающая жидкость охлаждается воздухом, количество циркулирующей воды доходит до 80 — 180 кг/э. л. с. ч.

При подсчете мощности, потребляемой насосом, его расчетную производительность G_расч берут на 15—20% больше, чем G_в. Эта мощность исчисляется по формуле

здесь Н_м — необходимый напор, зависящий от сопротивления системы;

?_г —гидравлический к. п. д. насоса;

?_м —механический к. п. д. насоса.

Необходимый напор Н обычно находится в пределах 5—15 м вод. ст.

Механический к.п.д. ?_м можно при ориентировочных расчетах принимать равным единице.

Режим охлаждения в современных установках регулируется по показаниям приборов или автоматически действующими клапа­нами — термостатами, которые поддерживают постоянную темпе­ратуру охлаждающей жидкости, выходящей из двигателя.