- Dainius ŠIŠLAVAS LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS
- Mano ūkis
Pastarąjį dešimtmetį sparčiai tobulėjo ne tik traktorių variklių maitinimo sistemos. Nors degiojo mišinio ruošimo technologijai skiriamas ypatingas dėmesys: nuo jo tiesiogiai priklauso ekonomiškumas, lyginamoji galia, išmetamų deginių toksiškumas, jėgainės darbo stabilumas, tačiau konstruktoriai nepamiršta ir kitų variklio sistemų. Jos vaidina ne mažiau svarbų vaidmenį, nes, pavyzdžiui, maitinimo sistemos valdymo signalai formuojami pagal aušinimo skysčio, įleidžiamo oro ir net degalų temperatūrą.
Aušinimo sistema, nukreipdama šilumą nuo įkaitusių detalių į aplinką, užtikrina optimalų variklio šiluminį režimą. Jei jis nors kiek sutrinka, iškyla pavojus varikliui perkaisti, o dėl blogesnio tepimo nuolatos judančios alkūninio ir skirstymo mechanizmų detalės gali net užstrigti. Sutrikus variklio šiluminiam režimui, cilindrai blogiau užpildomi šviežiu oru (efektyvumą praranda net tarpinis oro aušinimas ir turbokompresorinis pripūtimas), todėl sumažėja variklio galia ir sukimo momentas. Tačiau negerai variklį ir peraušinti – tokią jėgainę ištinka analogiškos bėdos.
Vidutinės ir didelės galios traktorių varikliai aušinami skysčiu (priverstinė aušinimo sistema), o mažos galios varikliuose dažniausiai įrengiama orinė aušinimo sistema. Pastarųjų variklių konstrukcija paprastesnė, jėgainės lyginamoji masė mažesnė, jie pigesni, todėl visiškai atitinka nedidelės galios ir nebrangaus traktoriaus koncepciją. Vienok oru aušinami dyzeliniai varikliai gali būti montuojami ir į nedidelio laidumo kombainus, pvz., Fendt 5160 C/5180 C.
Pagrindiniu ir didžiausiu oru aušinamų variklių ekspertu jau daugiau kaip 50 metų yra laikoma kompanija „KHD Deutz“. Šios korporacijos pagaminti varikliai gerai vertinami toli už Vokietijos ribų: net ir ypač sunkiomis sąlygomis jie veikia nepriekaištingai. Pagal „KHD Deutz“licenciją tikrąjį technikos reliktą šiandien dar bando gaminti Mažeikių „Oruva“. Verta prisiminti Baikalo-Amūro magistralės statyboje dirbusius ir vis dar tebeveikiančius savivarčius Magirus-Deutz.
Nedidelės galios traktorių gamintojai oru aušinamus variklius renkasi ir dėl to, kad jie yra mažesnių matmenų. Be to, žiemą tokio variklio detalės įšyla greičiau, todėl ir mažiau dyla. Nereikia pamiršti ne mažiau svarbios detalės: tokiam varikliui nereikia aušinimo skysčio, reiškia iš amortizacijos išlaidų galima atimti ir su tuo susijusius kaštus. Beveik visi oru aušinami varikliai, atitinkantys Tier I išmetamų deginių toksiškumo reikalavimus, yra gaminami kompanijoje „KHD Deutz“ ir naudojami specialios paskirties (sodo, daržo, komunaliniuose) traktoriuose: Fendt Farmer 200 V/P/S/F (3-4 cl. Deutz 44 kW/60 AG – 66 kW/90 AG varikliai), Renault/Claas Dionis/Fructus/Pales 200 (3-4 cl. Deutz 39 kW/52 AG – 57 kW/76 AG varikliai). Kompanijos „KHD Deutz“ specialistai garantuoja ne mažesnį kaip 10 000 mval. (motovalandų) tokių variklių išdirbį iki pirmojo didesnės apimties remonto.
Iš pirmo žvilgsnio, regis, smulkmena, tačiau, didėjant efektyviajai variklio galiai, traktorių dekoratyvinių grotelių paviršiaus plotas variklio gaubto priekyje ir šonuose didėja taip pat. Tokios grotelės - ne tik traktoriaus dizainerio vaizduotės vaisius, bet ir tikslus konstruktorių reikalavimų išpildymas. Beveik visuose naujos kartos modeliuose grotelių paviršiaus plotas padidintas. Kai kurių modelių priekinė traktoriaus liemens dalis pailginama specialiais intarpais. Taip daroma dėl to, kad reikia daugiau šviežio oro jėgainei, o ypač cilindrų sienelėms, aušinti, nes nuo per didelės temperatūros gali sutrikti tepimas. Šviežio oro kiekį reikia apskaičiuoti pagal tarpinio oro aušintuvo, ypač „oras-oras“ tipo, taip pat alyvos bei degalų aušintuvų poreikius. Be to, konstruktoriams tenka suderinti nevienodas jėgainės darbo sąlygas skirtingomis klimato sąlygomis.
Variklio temperatūros režimas reguliuojamas hidrodinamine ventiliatoriaus perdava (klampio arba viskomova). Šios movos darbo kamera užpildyta klampiu skysčiu (silikonine alyva), kurio trinties jėga didėja kartu su variklio temperatūra. Tokią perdavą sudaro dvi dalys – varančioji, sujungta su skriemuliu, ir varomoji, sujungta su ventiliatoriumi. Varančioji dalis sukasi kameroje, kuri, priklausomai nuo variklio temperatūros, užpildoma silikonine alyva. Padidėjus variklio temperatūrai, į šią kamerą patenka daugiau skysčio, o didėjant skysčio trinties jėgai, ventiliatorius pradeda greičiau suktis, todėl variklis aušinamas intensyviau.
Ventiliatoriaus sukimosi dažnis reguliuojamas belaipsniškai, nepriklausomai nuo alkūninio veleno sukimosi dažnio. Jei darbo kameroje silikoninės alyvos nėra arba jos nedaug (paleidus variklį ir kol jis nepasiekė darbinės temperatūros), ventiliatoriaus sukimosi dažnis yra 4 kartus mažesnis už varančiosios dalies (skriemulio) sukimosi dažnį. Standžią perdavą naudoti ekonomiškai neefektyvu – nuolat sukant didelio skersmens ventiliatoriaus sparnuotę, galima prarasti iki kelių procentų variklio galios. Be to, padidėja triukšmas nedidelių sūkių diapazone. Kita vertus, dar nepasiekusio darbinės temperatūros variklio priverstinai aušinti nereikia.
Ventiliatoriaus mentelės gali būti su jas juosiančiu kreiptuvu (pvz., kompanijų „Deutz“, „John Deere“, MAN varikliuose). Jis sumažina oro recirkuliaciją atgal per aušintuvą. Kai kuriuose traktoriuose, siekiant nupūsti ant aušintuvo plokštelių susikaupusius nešvarumus, galima keisti ventiliatoriaus mentelių posūkio kampą. Pažangios konstrukcijos varikliuose ventiliatoriaus skriemulį su kitais skriemuliais, gaunančiais judesį nuo varančiojo alkūninio veleno skriemulio, jungia vienas bendras plačiaeilis dirželis, o oro kompresorius turi standžią krumpliaratinę perdavą šalia smagračio. Plačiaeilio dirželio optimalus įtempimas specialiu įtempikliu palaikomas automatiškai.
Traktorių varikliai skiriasi vienas nuo kito ir tam tikrais specifiniais sprendimais. Vieni varikliai gaminami su integruotomis, sausosiomis cilindrų įvorėmis, kiti – su šlapiosiomis. Kai kurie gamintojai naudoja šlapiąsias ir paprastai pakabinamas įvores (pvz., John Deere PowerTech 6,8l ir 8,1 l varikliai, ios mažesnio litražo jėgainės taip pat montuojamos ir Claas/Renault traktoriuose; SisuDiesel 6,6 l ir 7,4 l varikliai, naudojami Valtra, Massey Ferguson ir Steyr traktoriuose). Aušinimo skystis cirkuliuoja aplink šių įvorių išorinį paviršių. Naudoti šlapiąsias įvores gamintojui ekonomiškai naudinga: cilindrų blokas yra technologiškai paprastesnis, sudėtinės detalės atsparesnės dilimui, tokiuose varikliuose tolygiau pašalinama šiluma (ypač cilindrų viršutinėje dalyje, kur veikia didelis slėgis ir temperatūra). Be to, remontuojant kur kas paprasčiau jas pakeisti į kitokio matmens įvores. Šlapiųjų įvorių trūkumai: padidėja atstumas tarp gretimų cilindrų centrų, dėl tiesioginio sąlyčio su aušinimo skysčiu didesnis korozijos pavojus, skystis gali pratekėti per sandarinimo žiedus, susidaro aukštadažniai virpesiai.
Integruotosios cilindrų įvorės naudojamos firmos „Iveco“/“New Holland“ varikliuose (pvz., traktoriuose Case IH MXM Maxxum/New Holland TM). Esant tokiai variklio konstrukcijai, cilindrų blokas būna standesnis, tačiau lydinys, iš kurio jis pagamintas, turi būti atsparus dilimui. Remontuojant tokius variklius, reikia naudoti ne didesnio matmens įvores, o stūmoklius. Sausosios cilindrų įvorės naudojamos kadaise etalonu laikytuose kompanijos „Perkins“ 6,0 l ir 6,6 l darbo tūrio varikliuose, kurie montuojami traktoriuose McCormic MTX 100, Massey Ferguson 6200/8200/8200 Xtra. Šiam įvorių tipui prioritetą teikia ir firmos „Deutz“ bei MAN. Variklis su integruotomis įvorėmis nepraranda standumo, cilindrų bloko lydinys gali būti pigesnis, o kapitalinio remonto metu pakeisti įvores nesunku. Vienok dėl korozijos arba dėl deformacijų šiluma pašalinama netolygiai. Nevienodu šiluminiu laidumu pasižymi ir skirtingos cilindrų bloko bei įvorių medžiagos.
Aušinimo sistemos apkrovai didelės įtakos turi ir išleidimo vožtuvų bei išleidimo kanalų išdėstymas. Nepalankiausios sąlygos susidaro tuomet, kai gretimų cilindrų išleidimo vožtuvai yra šalia (įleidimo vožtuvai ir, atitinkamai, kanalai taip pat vienas šalia kito). Darbo metu, ypač veikiant didelėms apkrovoms, šiose variklio zonose išsiskiria didelis šilumos kiekis, dėl to cilindrų galvutės netolygiai įšyla.
Kokių naujovių tikėtis artimiausiu metu? Kadangi daugelį traktorių jėgainių gamina plataus profilio variklių gamintojai, tikėtina, jog pasirodys cilindrų blokai ir galvutės su tarpusavyje nesusietais aušinimo bei tepimo sistemų kanalais. Tokiu atveju aušinimo skystis ir alyva į cilindrų galvutę bei bloką bus nukreipiama atskiromis linijomis. Šio sprendimo nauda akivaizdi: aušinimo skystis per sandariklį nepateks į alyvą. Vienok padidėjus alyvos lygiui karteryje bei pablogėjus šilumos pašalinimui nuo įkaitusių variklio paviršių, o svarbiausia, šio proceso nepastebėjus laiku, pasekmės bus liūdnos.
Pabaigai paprastas, bet efektyvus patarimas: aušinimo skysčio lygis išsiplėtimo bakelyje visada turi būti ne mažesnis kaip „min“ žymė ir ne didesnis už žymę „max“.