При жидкостном охлаждении для непрерывного отвода тепла от нагретых деталей двигателя необходимо подвести жидкость (воду) к этим деталям. Затем вода должна передать воспринятое тепло воздуху.
Если подвести охлаждающую воду к нагретым деталям невозможно (например, к поршням), усиливают охлаждение соседних деталей, соприкасающихся с ними (тепло от поршня частично передается воде через стенки цилиндра).
Для того чтобы осуществить этот процесс передачи тепла, в головках и цилиндрах двигателя устраивают вторую стенку (рубашку) и пространство между стенками заполняют водой.
Тепло от воды воздуху передается при помощи радиатора / (рис. 97).
Чтобы усилить теплопередачу, радиатор обдувают потоком воздуха, засасываемого вентилятором 7.
Для непрерывного охлаждения деталей вода должна циркулировать между рубашкой 5 двигателя и радиатором. Для этого радиатор сообщают с рубашкой двигателя при помощи трубопроводов 4 и 6.
Вода в системе охлаждения может циркулировать вследствие разности удельного веса холодной и нагретой воды или под действием насоса.
В первом случае система будет называться термосифонной, а во втором — с принудительной циркуляцией.
В настоящее время термосифонную систему охлаждения имеют только пусковые двигатели ПД-ЮМ и П-46.
Принудительная система охлаждения. В этой системе вода интенсивно циркулирует под действием водяного насоса 9 (рис. 97, а). Напор, создаваемый насосом, значительно превышает термосифонный напор. Это позволяет все проходные сечения сделать небольшими и тем самым уменьшить емкость системы и вес двигателя. Перепад температуры у нагретой и охлажденной воды при такой системе не превышает 4—8°, что повышает равномерность охлаждения двигателя и уменьшает расходы воды.
Принудительную систему охлаждения имеют двигатели Д-20, Д-54А, СМД-14, КДМ-100,
Д-48М(Л),Д-50 и др.
При этой системе охлаждения интенсивность циркуляции воды и обдува радиатора воздухом в основном зависит от числа оборотов вала двигателя. Производительность водяного насоса и вентилятора принимают такой, чтобы обеспечить охлаждение двигателя при работе с полной нагрузкой и при высокой температуре окружающего воздуха. Однако при уменьшении нагрузки и понижении температуры воздуха двигатель с таким насосом и вентилятором будет переохлаждаться.
Для того чтобы температурное состояние двигателя сохранить постоянным независимо от нагрузки и условий работы, в систему в месте выхода воды из головки цилиндров включают термостат 13.
Термостат направляет поток воды из головки непосредственно в водяной насос (минуя радиатор) по трубке 20 до тех пор, пока вода не нагреется до определенной температуры.
При дальнейшем повышении температуры воды термостат будет частично или полностью направлять воду из головки цилиндров в радиатор.
Для ускорения прогрева двигателя после запуска и предотвращения переохлаждения его в холодную погоду перед радиатором помещают шторку // (дизель Д-54А) или жалюзи (дизель Д-50).
На некоторых двигателях используют специальный подогреватель 18 для предварительного подогрева воды перед пуском. Подогреватель включают в систему охлаждения между радиатором и водяной рубашкой.
Для проверки температурного состояния двигателя применяют дистанционный термометр 14, датчик 15 которого омывается нагретой водой.
У многоцилиндровых двигателей передние цилиндры омываются охлаждающей водой интенсивнее, чем задние. Для устранения этого в некоторых двигателях вода перед поступлением в рубашку попадает в специальную водораспределительную трубу 16, в которой сделаны отверстия против каждого цилиндра.
Принудительная система охлаждения может быть открытой или закрытой.
Открытой системой охлаждения называют такую, в которой верхний резервуар радиатора сообщается с атмосферой при помощи трубки.
Двигатели с открытой системой охлаждения расходуют больше воды вследствие испарения ее и расплескивания. При испарении в системе откладывается накипь, очистка которой представляет значительные трудности.
Закрытая система охлаждения непосредственно не сообщается с атмосферой.
Если систему закрыть герметически, то при перегреве двигателя пар, находящийся под высоким давлением, может разорвать трубки радиатора. При охлаждении такого двигателя вследствие конденсации пара в радиаторе создается разрежение, что тоже приводит к порче трубок.
Для устранения этого недостатка радиатор снабжают паровоздушным клапаном 12, не допускающим значительного повышения или понижения давления в радиаторе. Паровоздушный клапан монтируют в отдельном корпусе (дизель КДМ-100) или в крышке горловины радиатора.