Система охлаждения автомобиля – Система охлаждения двигателя: описание и принцип работы

Содержание

Система охлаждения автомобиля – из чего она состоит и принцип ее работы

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня речь пойдет о системе охлаждения автомобиля, а конкретнее – из чего она состоит, принцип ее работы. Рассмотрим и другие полезные вопросы, которые не раз возникают у владельцев авто. Назначение этой системы обсуждать не будем, если вы читаете эту статью, то это уже известно вам. Коснемся вопроса: «Чем ее промывать, как часто это нужно делать и как»? – предложу подробные рекомендации.

Система охлаждения автомобиля – устройство и принцип работы

Система охлаждения автомобиля – устройство и принцип работы

Устройство автомобильной системы охлаждения

В большинстве случаев, она состоит из двух контуров. Это малый и большой круг. Давайте рассмотрим назначение каждого из них, и почему их несколько, если двигатель один, радиатор один и т.д.

Малый контур охлаждения

Его назначение – как можно быстрее нагреть двигатель до оптимальной температуры. Если этого не сделать, то будет повышенный износ деталей ДВС и большой расход топлива.

Схематическое изображение малого контура системы охлаждения автомобиля

Схематическое изображение малого контура системы охлаждения автомобиля

В себя включает:

  • Рубашка охлаждения двигателя
  • Жидкостный насос, он же помпа
  • Шланги
  • Радиатор салонной печки (отопителя салона)
  • Термостат

Рассмотрим каждый из компонентов в отдельности

Охлаждающая рубашка ДВС

Она расположена в корпусе двигателя. В нем вырезаны или отлиты на заводе специальные каналы. По ним протекает охлаждающая жидкость (вода, антифриз или тосол). Эта жидкость отбирает тепло от цилиндров двигателя во время его работы, не давая ему перегреваться, позволяет работать в оптимальных температурных режимах.

Расположение рубашки системы охлаждения в блоке двигателя и головке блока цилиндров

Расположение рубашки системы охлаждения в блоке двигателя и головке блока цилиндров

Эти каналы отделены от головки блока цилиндра резиновой, а в большинстве случаев металлической прокладкой. Она герметизирует блок двигателя от головки, не давая жидкости перетекать в цилиндры, клапана. Если эта прокладка «рассохнется» и потеряет герметичность, то последует немедленный перегрев движка и попадание тосола в цилиндры.

Это чревато дорогостоящим ремонтом, так как охлаждающая жидкость по стенкам цилиндров стекает в масленый поддон, разбавляя моторное масло. Из-за этого оно теряет свои смазывающие свойства, а это задиры на трущихся деталях.

Помпа или циркуляционный насос

Из его названия следует и его назначение. Он заставляет циркулировать «охлаждайку» по системе. На некоторых автомобилях в действие его приводит либо ремень ГРМ, либо ремни навесных агрегатов.

Где находится и из чего состоит помпа системы охлаждения автомобиля

Где находится и из чего состоит помпа системы охлаждения автомобиля

Читайте также: Что такое помпа в автомобиле и зачем она нужна, возможные поломки и как их избежать, описание ее конструкции

Чем опасно его поломка? – Нарушение циркуляции и гарантированный перегрев двигателя со всеми последствиями.

Из частых неисправностей можно отметить:

  1. Выход из строя подшипника. Он начинает гудеть, а со временем его просто заклинивает. Насос перестает работать.
  2. Износ сальника крыльчатки. В подкапотное пространство течет охлаждающая жидкость во время работы насоса.

Помпа является расходным материалом, поэтому ее ремонтом никто не занимается. Есть, конечно, гаражные умельцы, но срок отремонтированной детали не велик. Стоимость относительно не большая, поэтому меняется целиком.

Радиатор печки

Он, вместе с вентилятором обогрева салона встроен в малый контур системы охлаждения автомобиля. Это сделано для того, чтобы можно было нагреть салон уже в первые минуты работы двигателя. На большинстве современных автомобилях радиатор салонного отопителя не оснащается кранами, для перекрытия циркуляции жидкости через него. Он нагрет постоянно, при помощи заслонок водитель может контролировать температуру, перекрывая поток воздуха, проходящий через него.

Радиатор отопителя салона (печки) встроен в малый контур системы охлаждения авто

Радиатор отопителя салона (печки) встроен в малый контур системы охлаждения авто

В отечественных авто, например в систему охлаждения ВАЗ 2101-07, встроен кран. При помощи его можно перекрыть подачу тосола в радиатор печки, но это сопровождается определенными трудностями, о которых поговорим в следующих статьях.

Термостат

Это механическое устройство. Контролирует температуру жидкости в системе охлаждения автомобиля. При необходимости открывается клапан и тосол течет по большому контуру, снижая температуру.

На разных моделях он расположен по-разному. В некоторых он вынесен наружу, например классические авто ВАЗ, в некоторых встроен в корпус блока цилиндров. В системе он может находиться до или после основного радиатора охлаждения. Устройство и принцип работы термостата читайте в следующих статьях.

Назначение термостата в системе охлаждения двигателя

Назначение термостата в системе охлаждения двигателя

В современных машинах часто стали применять термостаты с электронным управлением, при необходимости закрывая его, чтобы быстрее подогреть жидкость в системе.

Большой контур системы охлаждения

Он нужен для понижения температуры тосола или антифриза (смотря что залито в систему) до оптимальных параметров, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Основной радиатор с вентилятором системы охлаждения автомобиля

Основной радиатор с вентилятором системы охлаждения автомобиля

Существуют модификации автомобилей, где за включение вентилятора радиатора отвечает сам датчик. При достижении определенной температуры антифриза, в корпусе его соединяются пластины, замыкающие электрическую цепь, вентилятор включается.

Расширительный бачок

Он служит для запаса охлаждающей жидкости и для сброса давления. В системе охлаждения автомобиля оно должно поддерживаться определенного значения, для оптимального температурного режима двигателя и сохранения герметичность системы в целом.

Из курса физики помните, что при нагревании любая жидкость расширяется. Так как автомобильная охлаждающая система мотора замкнутая, то при нагреве, антифриз или вода расширяются, излишки нужно куда-то девать. Это все перетекает в расширительный бачок. Если этого не будет, то при достижении высокого давления, в слабом месте может появиться течь. По-простому – тосол будет хлестать из сальников, порвутся шланги и т.д.

Но если вся жидкость при малейшем подогреве будет перетекать в расширительный бачок, то не будет достаточного давления для оптимальной работы. Как говорилось выше – это важный момент для хорошего охлаждения двигателя. Почему? – Чем выше давление, тем выше температура закипания тосола, тем больше тепла он сможет забрать из двигателя, не превратившись в пар.

Если в системе давление будет атмосферное, то при незначительном нагреве в жидкости будут образовываться пузырьки, она начнет кипеть. Это повышенный износ крыльчатки помпы, худшее охлаждение ДВС и т.д.

Система охлаждения автомобиля – расширительный бачок с крышкой радиатора

Система охлаждения автомобиля – расширительный бачок с крышкой радиатора

За его регулировку отвечает крышка (пробка) радиатора. В некоторых моделях она устанавливается на расширительный бачок. Состоит из двух клапанов: впускного и выпускного. Более детально о конструкции, принципе работы и назначению в других статьях.

Видео устройства и принципа работы системы охлаждения автомобиля:

Неисправности системы охлаждения

Одной из главных проблем, «выносящих» мозг автовладельцу – течь в местах соединения элементов системы охлаждения. Загляните под капот и вы будете в шоке. Куча хомутов, соединяющих шланги, патрубки, радиаторы, расширительный бачок и все это может начать течь.

Кроме этого радиаторы тоже подвержены этой болячке, что основной, что отопителя. Резина рассыхается, краны отопления закисают, их внутренние втулки разъедает агрессивная среда антифриза и высокая температура – они текут при открытии или закрытии.

Система охлаждения автомобиля и ее основные неисправности

Система охлаждения автомобиля и ее основные неисправности

Сальник помпы изнашивается, тосол попадает на подшипник. В результате ее заклинит и придется ее менять. В некоторых случаях жидкость вытекает в подкапотное пространство и под машиной нередко можно найти лужу.

Термостат – маленький прибор тоже может принести немало хлопот автовладельцу. Заклинивший клапан не откроется или не закроется в нужный момент. Автомобиль не будет прогреваться до оптимальных температур, если будет открыт большой контур системы охлаждения. Или наоборот, машина будет кипеть, жидкость будет «ходить» по малому кругу, минуя основной радиатор не охлаждаясь.

Даже маленькая пробка радиатора или расширительного бочка может преподнести неприятный сюрприз. Заклинившие внутренние клапаны не будут создавать оптимального давления в системе, или приведут к его сильному повышению. Результат – закипание авто или разрыв шланг и хомутов.

Как и чем промывать систему охлаждения автомобили и как часто это нужно делать

Все производители рекомендую менять тосол или антифриз раз в 5 лет. Это связано с химическим составом «охлаждайки». При постоянном нагреве и остывании она постепенно меняет свой состав. Как и любая другая жидкость она имеет свой срок службы.

Замена охлаждающей жидкости производится при каждой смене деталей системы охлаждения двигателя. А промывку нужно производить в случае:

  • Если приходилось доливать ОЖ неизвестного производителя или марки, отличающейся от той, которая залита в авто
  • При перегреве двигателя
  • Если заливалась или доливалась вода
  • При случайном смешивании тосола и антифриза (это разные жидкости, как по составу, так и по характеристикам).
  • Если в систему охлаждения попало масло

Для промывки системы применяются специализированные промывочные средства. Но их стоимость может быть высокой для некоторых автовладельцев. Некоторые для этих целей используют лимонную кислоту или Кока-Кола. Эти два ингредиента легко разъедают накипь в трубках радиатора и выводят ее. Можно промыть водой, но удалить накипь ей не получится. Подробная инструкция с рекомендациями, как правильно промывать систему охлаждения читайте в другой статье.

Видео по теме:


avtoyoutube.ru

Как это работает: система охлаждения ДВС

Система охлаждения двигателя    Сегодня из нашей постоянной рубрики «Как это работает» Вы узнаете устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя, для чего нужен термостат и радиатор, а так же почему не получила широкого распространения воздушная система охлаждения.

 

 

 

 

 

 

    Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляет отвод теплоты  от деталей двигателя и передачу её в окружающую среду. Кроме основной функции система выполняет ряд второстепенных: охлаждение масла в системе смазки; нагрев воздуха в системе отопления и кондиционирования; охлаждение отработавших газов и др.


    При сгорании рабочей смеси, температура в цилиндре может достигать 2500°С, в то время как рабочая температура ДВС составляет 80-90°С. Именно для поддержания оптимального температурного режима существует система охлаждения, которая может быть следующих типов, в зависимости от теплоносителя: жидкостная, воздушная и комбинированная. Следует отметить, что жидкостная система в чистом виде уже практически не используется, так как не способна длительное время поддерживать работу современных двигателей в оптимальном тепловом режиме.

 

 

    Комбинированная система охлаждения двигателя:


    В комбинированной системе охлаждения в качестве охлаждающей жидкости часто используется вода, так как имеет высокую удельную теплоемкость, доступность и безвредность для организма. Однако вода имеет ряд существенных недостатков: образование накипи и замерзание при отрицательных температурах. В зимнее время года в систему охлаждения необходимо заливать низкозамерзающие жидкости – антифризы (водные растворы этиленгликоля, смеси воды со спиртом или с глицерином, с добавками углеводородов и др.).

 

 

 

 

    Рассматриваемая система охлаждения состоит из: жидкостного насоса, радиатора, термостата, расширительного бачка, рубашки охлаждения цилиндров и головок, вентилятора, датчика температуры и подводящих шлангов.

    Стоит оговорить, что охлаждение двигателя принудительное, а значит в нём поддерживается избыточное давление (до 100 кПа), вследствие чего температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 120°С.

 

 

    При запуске холодного двигателя происходит его постепенный нагрев. Первое время охлаждающая жидкость, под действием жидкостного насоса, циркулирует по малому кругу, то есть в полостях между стенками цилиндров и стенками двигателя (рубашка охлаждения), не попадая в радиатор.  Это ограничение необходимо для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. Когда температура двигателя превышает оптимальные значения, охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор, где активно охлаждается (называют большим кругом циркуляции).

 

малый круг циркуляции

большой круг циркуляции 

 

 

 

    Далее рассмотрим отдельно каждый элемент системы охлаждения двигателя.

 

 

Система охлаждения двигателя

    ТЕРМОСТАТ.  По своей сути, это маленькое устройство работает как автоматический клапан. Термостат в закрытом состоянии не позволяет охлаждающей жидкости проникнуть в радиатор. Но при температуре среды 85-95°С он открывается и тогда циркуляция жидкости проходит по большому кругу (через радиатор). Причем чем выше температура среды, тем шире термостат открывается, что увеличивает его пропускную способность.

    Устройство и принцип работы:

 

Система охлаждения двигателя

    Термостат сделан из латуни и меди. Состоит из цилиндра наполненного смесью воска и пыли графита (различные производители применяют свои собственные разработки и компоненты). В цилиндр с смесью вдавлен штырь и соединен с клапаном. Нагреваясь, искусственный воск значительно расширяется, выталкивая штырь, который открывает проход охлаждающей жидкости к радиатору. Стальная пружина, по мере остывания рабочего тела, возвращает клапан в закрытое состояние.
   

Система охлаждения двигателя

    ЖИДКОСТНОЙ НАСОС. Насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Чаще всего применяют лопастные насосы центробежного типа.

 

     Вал 6 насоса установлен в крышке 4 с использованием подшипника 5. На конце вала напрессована литая чугунная крыльчатка 1. При вращении вала насоса охлаждающая жидкость через патрубок 7 поступает к центру крыльчатки, захватывается ее лопастями, отбрасывается к корпусу 2 насоса под действием центробежной силы и через окно 3 в корпусе направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя.

     

Система охлаждения двигателя

    РАДИАТОР обеспечивает отвод теплоты охлаждающей жидкости в окружающую среду. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков и сердцевины. Его крепят на автомобиле на резиновых подушках с пружинами.

    Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У первых сердцевина образована несколькими рядами латунных трубок, пропущенных через горизонтальные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения и придающие радиатору жесткость. У вторых сердцевина состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных между собой по краям гофрированных пластин. Верхний бачок имеет заливную горловину и пароотводную трубку. Горловина радиатора герметически закрывается пробкой, имеющей два клапана: паровой для снижения давления при закипании жидкости, который открывается при избыточном давлении свыше 40 кПа (0,4 кгс/см2), и воздушный, пропускающий воздух в систему при снижении давления вследствие охлаждения жидкости и этим предохраняющий трубки радиатора от сплющивания атмосферным давлением. Используются и алюминиевые радиаторы: они дешевле и легче, но теплообменные свойства и надёжность ниже.

 


    Охлаждающая жидкость «бегая» по трубкам радиатора, охлаждается при движении встречным потоком воздуха.

 

 

    ВЕНТИЛЯТОР усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора. Ступицу вентилятора крепят на валу жидкостного насоса. Они вместе приводятся во вращение от шкива коленчатого вала ремнями. Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор. Чаще всего применяют четырех- и шестилопастные вентиляторы.

 

   
   

Система охлаждения двигателя

    РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК служит для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости при колебаниях ее температуры и для контроля количества жидкости в системе охлаждения. Он также содержит некоторый запас охлаждающей жидкости на ее естественную убыль и возможные потери.

 

Система охлаждения двигателя

    ДАТЧИК температуры охлаждающей жидкости относится к элементам управления и предназначен для установления значения контролируемого параметра и дельнейшего его преобразования в электрический импульс. Электронный блок управления получает данный импульс и посылает определенные сигналы исполнительным устройствам. При помощи датчика охлаждающей жидкости компьютер определяет количество топлива, требуемое для нормальной работы ДВС. Также, основываясь на показаниях датчика температуры охлаждающей жидкости блок управления, формирует команду включения вентилятора.
 

 

 

    Воздушная система охлаждения:

 

    В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Эта система охлаждения является самой простой, так как не требует сложных деталей и систем управления. Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.


Система охлаждения двигателя    В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных — обычно в развале между цилиндрами. В зависимости от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.


    Оптимальным температурным режимом двигателя с воздушным охлаждением считается такой, при котором температура масла в смазочной системе двигателя составляет 70… 110°С на всех режимах работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.


    Воздушная система охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов. Теплоёмкость воздуха мала, что не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки.

 

 

autogrodno.by

Система охлаждения

Содержание статьи

Назначение и классификация систем охлаждения

Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.

Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.

Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.

Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).

По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:

  • принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
  • термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
  • комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.

Устройство системы охлаждения

Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ). В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.

ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее – за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.

Устройство пробки радиатора Закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией ОЖ Устройство радиатора Виды сердцевин радиатора

Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые. Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.

В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.

В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.

В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.

Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок. В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.

Расширительный бачок Устройство насоса ОЖ Насос ОЖ

Насос ОЖ обеспечивает ее принудительную циркуляцию в системе охлаждения. Насос центробежного типа устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и сальника. Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. Привод насоса осуществляется ремнем от шкива коленвала двигателя. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, ОЖ из нижнего бачка радиатора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса ОЖ попадает в отверстие рубашки охлаждения блока цилиндров. Вытеканию ОЖ между корпусом насоса и блоком препятствует прокладка, а в месте выхода вала – сальник.

Для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, установлен вентилятор. Его монтируют либо на одном валу с насосом ОЖ, либо отдельно. Он состоит из крыльчатки с лопастями, привернутой к ступице. Для улучшения обдува воздухом двигателя и радиатора на последнем может быть установлен направляющих кожух. Привод вентилятора может осуществляться несколькими способами. Самый простой – механический, когда вентилятор жестко закрепляется на одной оси с насосом ОЖ. В этом случае вентилятор постоянно включен, что приводит к излишнему расходу мощности двигателя. Кроме того, вентилятор работает даже в неоптимальных режимах, например, сразу после запуска двигателя. Поэтому в современных двигателях такое подключение не используется, а вентилятор соединяется с приводом через муфту. Конструкция муфты может быть различной – электромагнитная, фрикционная, гидравлическая, вязкостная (вискомуфта), но все они обеспечивают автоматическое включение вентилятора при достижении определенной температуры ОЖ. Такое включение обеспечивает температурный датчик. Причем использование гидромуфты и вискомуфты делает возможным не только автоматическое включение и выключение вентилятора, но и плавное изменение частоты его вращения в зависимости от температуры.

Вентилятор может приводиться не от коленвала двигателя, а отдельным электродвигателем. Такое подключение используется наиболее часто, так как позволяет довольно просто осуществлять автоматическое регулирование моментов включения и выключения с помощью термисторного датчика (его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от нагрева). Если же работой системы охлаждения управляет контроллер двигателя, то появляется возможность изменения и частоты вращения. Кроме того, вентилятор «реагирует» и на режимы движения. Например, он включается на холостом ходу при езде в пробках для предотвращения перегрева и выключается при загородной езде на высокой скорости, когда естественного обдува радиатора вполне достаточно для его охлаждения.

В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит термостат. Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.

Малый и большой круг охлаждения Работа термостата Термостат Датчик системы охлаждения

Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ – рубашка охлаждения – термостат – насос.

При нагреве ОЖ до 70-75 градусов в гофрированном цилиндре термостата жидкость начинает испаряться, давление повышается, цилиндр, разжимаясь, перемещает шток и, поднимая клапан, открывает путь для жидкости через радиатор. При температуре жидкости в системе охлаждения 90 градусов клапан термостата полностью открывается, одновременно скошенной кромкой закрывает выход жидкости в малый круг, и циркуляция происходит по большому кругу: насос – рубашка охлаждения – термостат – верхний бачок радиатора – сердцевина – нижний бачок радиатора – насос.

Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан.

Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров.

В качестве теплоносителя может применяться вода (в устаревших конструкциях двигателей) или антифриз. Качество ОЖ, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов.

Антифризы — охлаждающие жидкости для системы охлаждения автомобиля, не замерзающие при отрицательной температуре. Даже если температура внешней среды будет ниже минимальной рабочей температуры антифриза, он превратится не в лед, а в рыхлую массу. При дальнейшем понижении температуры эта масса затвердеет, не увеличившись в объеме и не повредив при этом двигатель. Основа антифризов — водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля. Пропиленгликолевая основа применяется реже. Ее главное отличие – безвредность для человека и окружающей среды, но и более высокая цена при тех же потребительских качествах. Этиленгликоль агрессивен к материалам двигателя, поэтому в него добавляют присадки. Всего их может быть до полутора десятков – противокоррозионных, антивспенивающих, стабилизирующих. Именно комплектом присадок и определяется качество и область применения антифриза. По типу присадок все антифризы делятся на три большие группы: неорганические, органические и гибридные.

Неорганические (или силикатные) – наиболее «древние» жидкости, в которых в качестве ингибиторов коррозии применяются силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. К этой группе антифризов относится и широко распространенный у нас Тосол (хотя многие ошибочно считают его особым типом ОЖ). Главный их недостаток – малый срок службы из-за быстрого разрушения присадок. Пришедшие в негодность компоненты присадок образуют отложения в системе охлаждения, ухудшая теплообмен. Также возможно образование силикатных гелей (сгустков) в ОЖ.

В наиболее современных органических (или карбоксилатных) антифризах используются присадки на основе солей карбоновых кислот. Такие антифризы, во-первых, образуют значительно более тонкую защитную пленку на поверхностях системы охлаждения, а во-вторых, ингибиторы действуют только в местах появления коррозии. Следовательно, присадки расходуются намного медленнее, тем самым существенно повышая срок службы антифриза.

Промежуточное положение между органическими и неорганическими антифризами занимают гибридные. Их пакет присадок в основном включает соли карбоновых кислот, но и небольшую долю силикатов или фосфатов.

Антифризы выпускаются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат перед применением нужно разбавить дистиллированной водой. Пропорция определяется необходимой минимальной температурой замерзания антифриза. Основа антифризов бесцветна, поэтому производители окрашивают их в разные цвета с помощью красителей. Это делается для облегчения контроля уровня антифриза и предупреждения о токсичности жидкостей. Совпадение цвета не всегда является свидетельством совместимости антифризов.

В современных двигателях система охлаждения двигателя может использоваться для охлаждения отработавших газов в системе их рециркуляции (EGR), охлаждения масла в автоматической коробке передач, охлаждения турбокомпрессора. Некоторые двигатели с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом имеют двухконтурную систему охлаждения. Один контур предназначен для охлаждения головки блока цилиндров, другой – блока цилиндров. В контуре, охлаждающем ГБЦ, поддерживается температура на 15-20 градусов ниже. Это позволяет улучшить наполнение камер сгорания и процесс смесеобразования, а также снизить риск возникновения детонации. Циркуляция жидкости в каждом из контуров регулируется отдельным термостатом.

Основные неисправности системы охлаждения

Внешними признаками неисправностей системы охлаждения является перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя возможен в результате следующих причин: недостаточное количество ОЖ, слабое натяжение или обрыв ремня насоса ОЖ, невключение муфты или электродвигателя вентилятора, заедание термостата в закрытом положении, отложение большого количества накипи, сильное загрязнение наружной поверхности радиатора, неисправность выпускного (парового) клапана пробки радиатора или расширительного бачка, неисправность насоса ОЖ.

Заедание термостата в закрытом положении прекращает циркуляцию жидкости через радиатор. В этом случае двигатель перегревается, а радиатор остается холодным. Недостаточное количество ОЖ возможно в случае ее утечки или выкипания. Если уровень ОЖ понизился в результате выкипания – следует долить дистиллированной воды, если жидкость вытекла – доливается антифриз. Открывать пробку радиатора или расширительного бачка можно только когда ОЖ достаточно остынет (10-15 минут после остановки двигателя). В противном случае находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и причинить ожоги. Вытекание жидкости происходит через неплотности в соединениях патрубков, трещин в радиаторе, расширительном бачке и рубашке охлаждения, при повреждении сальника насоса ОЖ, пробки радиатора или повреждении прокладки головки блока цилиндров. При эксплуатации автомобиля необходимо следить не только за уровнем, но и за состоянием антифриза. Если его цвет становится рыже-бурым, значит, детали системы уже коррозируют. Такой антифриз подлежит немедленной замене.

Переохлаждение двигателя может происходить из-за заедания термостата в открытом положении, а также при отсутствии утеплительных чехлов в зимнее время. Если закрытая система охлаждения негерметична, то повышенное давление в ней не создается и двигатель не прогревается до рабочей температуры. А раз двигатель не прогревается, ЭБУ постоянно обогащает смесь. Таким образом, негерметичная система охлаждения увеличивает расход топлива. Систематическая работа двигателя на обогащенной смеси приводит к разжижению масла, увеличению нагарообразования, быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора.

avtonov.info

Автомобильный радиатор системы жидкостного охлаждения

Радиатор является одним из ключевых и наиболее важных элементов жидкостной системы охлаждения. Основной задачей становится рассеивание в атмосферу тепла, которое было отведено от двигателя охлаждающей жидкостью. Радиатор системы охлаждения двигателя можно считать важнейшей деталью самого силового агрегата.

Устройства, похожие на современный радиатор, устанавливались на самых ранних версиях автомобилей с ДВС, так как без указанного элемента охлаждения работа силовой установки становится попросту невозможной.  Это устройство напрямую отвечает за поддержание нормальной рабочей температуры двигателя в строго отведенных рамках. Такая защита бережет мотор от перегрева, который неминуемо выведет практически любой двигатель внутреннего сгорания из строя.

Читайте в этой статье

История создания радиатора

Водяная система охлаждения появилась на заре двигателестроения. Впервые концепцию радиатора применили на первом серийном автомобиле под названием Benz Velo, который оказался в свободной продаже в 1886 году. Данную идею устройства продолжил развивать Вильгельм Майбах, который сконструировал изделие с сотами. Разработка нашла применение в конструкции модели Mercedes 35HP.  За последующие десятилетия и до наших дней устройство радиатора не претерпело глобальных изменений, оставшись практически в том же самом виде, что и во времена Майбаха.

Первые жидкостные системы охлаждения двигателя не имели водяного насоса (помпы), который заставлял охлаждающую жидкость (в самом начале это была простая вода) принудительно циркулировать в системе. Ранние разработки системы охлаждения ДВС опирались на эффект термосифона.

Благодаря такому эффекту охлаждающая жидкость попадала в радиатор. Эффект термосифона основывается на том, что плотность воды понижается при нагреве. Разогретая вода благодаря этому свойству устремляется вверх. В итоге нагретая жидкость оказывалась в устройстве, проникая туда посредством прохода через верхний патрубок.

Внутри радиатора происходило охлаждение воды, плотность жидкости снова возрастала. Это приводило к тому, что вода опускалась в нижнюю часть радиатора, а уже оттуда проникала обратно в рубашку двигателя через нижний патрубок. Главным недостатком систем с эффектом термосифона стало то, что они не могли обеспечить должного охлаждения на фоне постоянно растущей мощности ДВС. Такие системы достаточно быстро вытеснили решения, которые основывались на применении центробежного водяного насоса (помпы).

Радиатор в системе жидкостного охлаждения

Главной задачей элемента является отвод тепла от силовой установки в атмосферу путем охлаждения жидкости, которая проходит внутри по каналам. Для обеспечения лучшего отвода тепла устройство монтируется в таком месте, где отмечен наилучший обдув встречным воздушным потоком в процессе движения автомобиля. Типичным местом установки в подкапотном пространстве является область за радиаторной решеткой спереди автомобиля. Стоит отметить, что даже в автомобилях с задним расположением ДВС радиатор зачастую устанавливается спереди. Отличием становится прокладывание более длинных магистралей системы охлаждения к двигателю.

Существуют и другие места для монтажа устройства охлаждения, но встречаются реже. Автомобили с заднемоторной компоновкой могут иметь радиатор, который установлен вдоль боковой стенки. Такое решение можно встретить на спортивных автомобилях, которые имеют сразу два радиатора охлаждения, расположенные вдоль обеих стенок моторного отсека. Эффективный обдув воздухом реализован путем использования воздухозаборников. Указанный воздухозаборник располагают в задней части машины на боковых стенках.

 Устройство радиатора

а – устройство; б – паровой клапан открыт; в – воздушный клапан открыт.

  • Радиатор конструктивно имеет верхний (1) и нижний (7) бачок.  Эти бачки соединены между собой трубками (5) из латуни или алюминия. К этим трубкам посредством пайки прикреплены пластины (6), которые увеличивают площадь поверхностного охлаждения элемента. Через эту поверхность тепло отводится от охлаждающей жидкости и отдается в окружающую среду.
  • Верхний бачок имеет заливную горловину для заправки охлаждающей жидкостью. Горловина перекрывается пробкой (3). В этой пробке имеются паровой (11) и воздушный (12) клапаны.
  • Верхний бачок также имеет патрубок (2) для того, чтобы соединить радиатор с рубашкой охлаждения мотора. Такое соединение реализовано посредством резинового шланга.  Дополнительно имеется пароотводная трубка (4), а также датчик  электрического термометра (13).
  • Нижний бачок (7) имеет патрубок (8) для соединения устройства с насосом (помпой). Еще имеется  дополнительный кран, который способен обеспечить слив охлаждающей жидкости. На раме автомобиля радиатор крепится специальными крепежными деталями (9).

Так называемые сердцевины (пластины радиатора)  являются основными элементами теплообмена. В зависимости от типа сердцевины выделяют следующие типы радиаторов:

  1. трубчатые;
  2. пластинчатые;
  3. трубчато-ленточные и т.д.

Бачки радиатора могут быть изготовлены из пластика или металла. Если взглянуть на устройство более детально, тогда  основная часть сердцевины, по сути, является набором бесшовных алюминиевых или латунных трубок. Трубки, соединяющие верхний и нижний патрубки, имеют толщину стенок до 0,15 миллиметра. Жидкость, проходящая через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на большое количество микропотоков. Каждая такая трубка покрывается своеобразными ребрами, которые являются тонкой гофрированной медной или алюминиевой лентой.

Изделия из алюминия имеют меньший вес сравнительно с другими материалами изготовления, но склонны к ускоренному разрушению. Дело в том, что возникает ряд существенных сложностей при попытке сварки этого металла, а также алюминий плохо противостоит механическим повреждениям.

Для того чтобы алюминиевый продукт приблизился по качеству охлаждения к латунной конструкции,  его необходимо изготавливать большим по размеру и увеличивать толщину элемента. В начале эпохи автомобилестроения активно использовались сотовые радиаторы. Такое устройство было выполнено из небольших отрезков латунных трубок, которые имели пятиугольное сечение. Жидкость внутри таких трубок не циркулировала принудительно, а весь процесс охлаждения осуществлялся посредством контакта металлических ребер со встречным потоком воздуха. 

Вернемся к устройству современного радиатора. Паровой клапан, изображенный на рисунке, нагружается специальной пружиной (10). Пружина имеет упругость 1250—2000 г. Это позволяет нарастить давление в радиаторе охлаждения и повысить температуру закипания охлаждающей жидкости в жидкостной охлаждающей системе до отметки 110-119°С. Такое решение обеспечивает уменьшение объема охлаждающей жидкости во всей системе, что означает параллельное снижение массы двигателя. При этом сохраняется необходимая интенсивность охлаждения силового агрегата. Еще одним плюсом становится уменьшение потерь, под которыми следует понимать испарение охлаждающей жидкости. 

Воздушный клапан также нагружают пружиной, но более слабой по силе противодействия. Упругость такой пружины находится на отметке 50-100 г. Задачей воздушного клапана является пропуск воздуха внутрь устройства в том случае, если произошла конденсация охлаждающей жидкости после того, как она закипела и была охлаждена.

Другими словами, внутри системы за счет явления парообразования может возникнуть избыточное давление. Точка кипения охлаждающей жидкости соответственно ему повышается, при этом нет зависимости от атмосферного давления, так как давление сброса задается клапаном в крышке. Такое свойство системы охлаждения незаменимо в процессе езды по горной местности. По причине пониженного атмосферного давления в горах охлаждающая жидкость закипает быстрее, чем в обычных условиях. Данное решение установки воздушного клапана позволяет таким образом предотвратить разрушение радиатора. который может быть попросту раздавлен атмосферным давлением.

Пробка, оснащенная клапанами, обеспечивает открытие выпускного клапана в случае закипания охлаждающей жидкости внутри системы и возникновения избыточного давления, которое приблизительно находится на отметке 0,5 кг/см2. Пар выводится в пароотводную трубку. Впускной клапан обеспечивает доступ воздуха тогда, когда давление внутри оказывается ниже атмосферного давления (ниже 1 кг/см2), что возникает в устройстве при остывании охлаждающей жидкости.

Таким образом, устройство пробки полностью изолирует систему охлаждения от внешней атмосферы. По этой причине описанную систему называют системой охлаждения закрытого типа.

В закрытой системе охлаждения для слива охлаждающей жидкости нужно открыть сливные краны и извлечь пробку радиатора. Чтобы спустить жидкость из водяной рубашки двигателя, в нижней части блока отдельно предусмотрен соответствующий кран для слива. Существует также система охлаждения открытого типа. В открытой системе горловина устройства охлаждения закрыта пробкой без клапанов. В такой системе вода закономерно кипит при температуре 100°С.

Регулировка температуры охлаждающей жидкости

За поддержание постоянной температуры в системе охлаждения  двигателя отвечает термостат. Данный элемент распределяет движение охлаждающей жидкости по контурам. Эти контуры называются малый и большой круг. Рубашку двигателя можно считать малым кругом, движение потока через радиатор-большой круг. Возникает такая ситуация, когда охлаждения  наружным воздухом при движении ОЖ по большому кругу в жаркую погоду или при нагрузках  оказывается недостаточно. Чтобы обеспечить эффективный отвод нагретого воздуха и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости дополнительно устанавливается один или целый ряд вентиляторов. Такие вентиляторы  могут иметь механический привод (вискомуфту) или электрический привод. 

 Регулирование теплового режима «шторкой»

Жидкостная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть оснащена двойным регулированием теплового режима. Первым регулятором выступает термостат, о котором мы уже говорили. Вторым терморегулирующим элементом становится шторка-жалюзи.

Устройства с двойным регулированием конструктивно имеют жалюзи, установленные непосредственно перед радиатором. Благодаря такому решению в сильные морозы радиатор можно прикрыть, уменьшив интенсивность обдува наружным воздухом. Отвод тепла снизится, а само тепло можно более эффективно использовать для поддержания рабочей температуры ДВС и интенсивного отопления салона автомобиля.

Жалюзи представляют собой пластины из металла, которые соединены между собой шарнирами. Эти шторки могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение перед устройством. Управление таким решением осуществляется рукояткой из салона автомобиля, а также может быть реализовано автоматически в отдельных конструкциях. Принцип действия механического устройства заключается в том, что задвигая или вытягивая рукоять в салоне, водитель осуществляет поворот пластин. Происходит изменение щели между жалюзи и происходит регулировка интенсивности обдува радиатора воздушными потоками. Результатом становится воздействие на температуру охлаждающей жидкости.

В условиях предельно низких температур на капот и радиаторную решетку дополнительно крепят специальный утеплительный чехол. Такой чехол изготовлен из водонепроницаемой пожаробезопасной ткани. Указанные меры способствуют поддержанию рабочего теплового режима двигателя в необходимых рамках.

Установка дополнительного радиатора

Появление мощных высокофорсированных атмосферных и турбодвигателей, которые работают в самых разных режимах нагрузки,  поставило перед разработчиками задачу установить дополнительные устройства охлаждения. Инженеры реализовали параллельную установку дополнительного радиатора. Такое решение получило свой отдельный электрический вентилятор. Не стоит путать дополнительный радиатор охлаждения с интеркулером, который устанавливается для охлаждения сжатого воздуха в системах с турбонагнетателем.

Принцип работы 

Для правильного функционирования современные жидкостные системы охлаждения в процессе работы учитывают множество важнейших параметров. Специальные датчики снимают показания температуры двигателя, температуры охлаждающей жидкости и моторного масла, температуры за бортом и т.д.

Если вкратце описывать принцип работы системы охлаждения, тогда  за точку отсчета стоит принять жидкостной насос. Этот элемент заставляет охлаждающую жидкость постоянно двигаться  и циркулировать по кругу. При этом проход через рубашку охлаждения двигателя (малый круг) позволяет жидкости омывать горячие стенки головки блока и цилиндров.  Когда температура охлаждающей жидкости растет, тогда при определенных показателях срабатывает термостат и открывает доступ жидкости в большой круг (радиатор). Так удается избежать перегрева двигателя и эффективно отдать жидкости избыточное тепло от нагретых деталей мотора. Когда горячая жидкость попадает в устройство охлаждения, от неё происходит отвод тепла в окружающую атмосферу. Полный цикл заканчивается, а охлажденная жидкость движется аналогично по новому циклу.

Вполне очевидно, что радиатор является своеобразным теплообменником, который обеспечивает эффективное охлаждение не самого мотора, а охлаждающей жидкости. Установка дополнительного вентилятора или жалюзи позволяет поддерживать температуру жидкости на оптимальном для работы мотора уровне как в экстремальный  холод, так и в сильную жару.

Диагностика и ремонт неисправностей радиатора своими руками

Главной диагностической процедурой является периодический контроль системы охлаждения двигателя на предмет утечек и снижения объема охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Контролировать количество жидкости можно визуально. Так как жидкость постоянно нагревается и охлаждается, со временем входящая в состав любой ОЖ вода частично выпаривается, что и приводит к общему снижению объема.

Если говорить о неисправностях радиатора, тогда основной является загрязнение его сот и каналов, а также их разрушение. Загрязнение приводит к тому, что циркуляция жидкости внутри устройства ухудшается, ОЖ при движении по большому кругу не успевает остыть. В таких условиях мощности вентилятора перестает хватать, так что перегрев двигателя неминуем.

Начинать ремонт радиатора охлаждения двигателя с загрязненными сотами стоит начинать с обычной промывки сердцевины проточной водой. Необходимо отсоединить нижний патрубок, а далее через горловину начинать заливать воду. Крайне желательно осуществлять промывку сот устройства охлаждения водой под давлением. В ряде случаев, когда радиатор сильно забит, его можно распаять и произвести демонтаж верхнего и нижнего бачков. После демонтажа становится возможным осуществить чистку сердцевины механическим способом.

В процессе эксплуатации верхний или нижний бачок, а также и сами соты начинают течь. Это происходит по причине использования низкосортных охлаждающих жидкостей, механических повреждений и т.д. Если подтекание незначительное, тогда можно попытаться засыпать или залить в радиатор специально предназначенное для временного устранения таких дефектов решение из автомагазина. К «дедовским» методам относят добавку большой порции горчичного порошка, который размокает и затягивает трещину. Как первый, так и второй способ не ремонтирует устройство полностью, а только позволяет устранить течь на время дороги до СТО и постановки автомашины на ремонт.

Помните, что когда двигатель горячий, открывать пробку радиатора опасно! Можно получить сильный ожог паром и горячей охлаждающей жидкостью. Перед тем как открыть пробку на горловине, нужно максимально широко накрыть саму пробку и область вокруг неё тканевым материалом, а уже потом отворачивать.

Что касается расширительного бачка, то пробку на нем при разогретом моторе нужно отвинчивать с аналогичной осторожностью. Слегка прокрутите пробку, но не до конца. Вы услышите характерный звук вырывающегося воздуха, похожий на тот, что возникает при открытии крышки на бутылке газированной воды. После такого стравливания крышку бачка можно постепенно открывать полностью и осуществлять контроль или долив охлаждающей жидкости.

Читайте также

krutimotor.ru

Как устроена система охлаждения автомобиля?

Двигатель автомобиля в процессе работы выделяет значительное количество тепла, нагреваясь до высоких температур. Без системы охлаждения мотор машины выйдет из строя очень быстро.

Как устроена система охлаждения автомобиля

Основная задача системы охлаждения автомобиля

Главная задача системы охлаждения двигателя транспортного средства заключается, прежде всего, в отведении избыточного количество тепла (энергии) от основных элементов агрегата.

Она выполняет ещё ряд дополнительных функций:

  • поддержание оптимальной температуры рабочей жидкости автоматической коробки передач;
  • поддержание оптимальной температуры в системе турбонаддува;
  • охлаждение температуры отработанных газов;
  • поддержание оптимальной температуры моторного масла;
  • обеспечение нагрева воздуха и поддержание заданной температуры в системе вентиляции, кондиционирования и отопления.

Какие бывают системы охлаждения двигателя?

Современные системы охлаждения мотора можно разделить на три группы:

  • воздушная система охлаждения — в своей работе избыточное тепло отводит, используя потоки воздуха. Она ещё может называться открытой;
  • жидкостная система охлаждения — для отвода избыточного количества тепла от мотора использует специальную жидкость;
  • комбинированная система — в равной степени использует два вышеперечисленных типа охлаждения.

Наибольшее распространение в легковых автомобилях получила жидкостная система охлаждения мотора.

Особенности конструкции системы охлаждения автомобиля

Конструктивно системы для бензинового и дизельного мотора не отличаются между собой. Они работают с одинаковой эффективностью.

Можно выделить основные элементы системы охлаждения современного транспортного средства:

  • радиатор;
  • теплообменник;
  • помпа;
  • расширительный бачок;
  • термостат.

Все они объединены в единую систему, обеспечивающую эффективное отведение избыточного количества тепла от мотора.

Принцип работы системы охлаждения автомобиля

Контроль работы охлаждения машины выполняется блоком управления автомобиля. Это сложный математический процесс, учитывающий большое количество внутренних и внешних факторов. Он отслеживается в режиме реального времени. Блоком управления задаются оптимальные условия работы системы для эффективного отведения избыточного количества тепла.

Охлаждающая жидкость перемещается по большому и малому кругу. Если двигатель недостаточно прогрет, то жидкость движется по малому кругу. Радиатор в процессе не задействован. Это помогает быстрее прогреть мотор. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, жидкость начинает циркулировать по большому кругу. Используется радиатор, где она охлаждается под воздействием потока воздуха.

Неисправность системы охлаждения автомобиля чревата перегревом мотора и выходом его из строя.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах.

Это интересно

www.avtogide.ru

ТО и ТР системы охлаждения двигателя автомобиля

В двигателе внутреннего сгорания до 25…30 % энергии топлива поглощается системой охлаждения, моторным маслом, стенками цилиндров. При исправной системе охлаждения обеспечивается нормальный тепловой режим (85…95 °С).

Основными неисправностями системы охлаждения являются ее негерметичность и недостаточная эффективность, заключающаяся в повышении или понижении рабочей температуры двигателя.

Герметичность системы охлаждения оценивают визуально по наличию подтеканий из соединений, шлангов, прокладки или сальника жидкостного насоса и т.д. Также ее можно оценить методом опрессовки, создавая в верхней части радиатора давление 0,06…0,1 МПа, поддерживаемое пневматическим редуктором 1.

Схема проверки системы охлаждения опрессовкой

Рис. Схема проверки системы охлаждения опрессовкой: 1 — пневморедуктор; 2 — манометр; 3 — герметизирующий насадок; 4 — радиатор

Если подтеканий нет, то показания прибора стабильны. При негерметичности прокладки головки блока или наличии трещин в двигателе, куда будет уходить жидкость, наблюдается колебание стрелки манометра и снижение давления.

При изменении теплового режима проверяют натяжение ремня привода жидкостного насоса, его производительность, охлаждающую способность радиатора, исправность термостата и других деталей.

Натяжение ремня влияет на производительность насоса и определяется по величине прогиба при нажатии на середину ведущей ветви ремня с требуемым усилием. Для легковых автомобилей нормальным считается прогиб 8…12 мм при усилии 20…30 Н, для грузовых —10…20 мм при усилии 30…40 Н. Прогиб ремня определяется с помощью динамометрического устройства. Его с помощью захвата устанавливают на середину ветви ремня и нажимают на рукоятку 1 до достижения требуемого усилия, фиксируемого по шкале 2. Прогибающийся ремень воздействует на подвижные лепестки 5, закрепленные на одной оси 6, заставляя их складываться. Устройство снимают и по шкале лепестков 5 (выбирается в зависимости от межцентрового расстояния ременной передачи: 150—250 мм, 250—350 мм и т.д.) считывают величину прогиба в миллиметрах.

Схема динамометрического устройства для измерения натяжения ремня

Рис. Схема динамометрического устройства для измерения натяжения ремня: I — динамометрическая рукоятка; 2 — шкала динамометра; 3 — пружина; 4 — шток; 5 — складывающиеся лепестки; 6 — ось лепестков; 7 — захват; 8 — ремень

Охлаждающую способность радиатора проверяют по разности температур верхнего и нижнего бачков радиатора. Для исправного радиатора она должна быть не менее 8… 12 °С.

Техническое состояние термостата проверяют в случае замедленного прогрева двигателя или его быстрого перегрева. При проверке его опускают в ванночку с нагреваемой водой и фиксируют температупу. Клапан исправного термостата должен начинать открываться при температуре 75—80 °С. За температуру открытия принимается та, при которой ход клапана составляет 0,1 мм. Полное открытие (ход клапана 6…8 мм) должно осуществляться при температуре 90…95 °С. Допускается потеря хода клапана не более 20 %. Если термостат не соответствует указанным требованиям, его заменяют на новый.

Схема установки для проверки термостата

Рис. Схема установки для проверки термостата: 1 — кронштейн; 2 — термометр; 3 — индикатор перемещений; 4 — термостат; 5 — ванна с водой; 6 — электронагреватель

Пробка радиатора (расширительного бачка) должна герметично закрывать систему охлаждения. Паровой клапан, предназначенный для предохранения радиатора от повышенного давления паров охлаждающей жидкости, должен открываться при избыточном давлении 45…70 кПа. Воздушный клапан пробки, предохраняющий радиатор от снижения давления при остывании и конденсации жидкости, должен впускать воздух в систему охлаждения при разрежении 5… 10 кПа.

В настоящее время систему охлаждения заполняют специальными незамерзающими жидкостями (антифризами), представляющими собой смесь этиленгликоля с водой (плотность раствора 1067… 1085 кг/м3) с добавлением антипенных и антикоррозионных присадок. Также возможно использование и воды, но при этом на внутренних поверхностях элементов системы охлаждения образуются отложения солей кальция, магния и других металлов, содержащихся в воде.

Накипь обладает низкой теплопроводностью и затрудняет теплообмен между водой и элементами системы охлаждения, уменьшает сечение трубок радиатора, затрудняет циркуляцию воды. Например, накипь толщиной более 1 мм способствует увеличению расхода топлива до 20…25 %, масла — до 25…30 %, снижению мощности двигателя до 10…20 %. Для уменьшения накипи в систему охлаждения заливают «умягченную» воду с малым содержанием солей. Ее получают электромагнитной обработкой воды, когда она многократно прокачивается через силовое магнитное поле в направлении, перпендикулярном силовым линиям. При этом вода приобретает новые свойства: содержащиеся в ней соли не образуют накипи и выпадают в виде шлама. Кроме того, она способствует растворению ранее образовавшейся накипи, превращая ее в легко смываемый порошок. Смягчать воду можно также кипячением, добавлением соды, извести, нашатырного спирта или очисткой воды от солей путем пропускания ее через минеральные, глауконитные или натрий-катионовые фильтры.

Если накипь все же есть, то ее удаляют специальными веществами. Они подразделяются на щелочные и кислотные. Основой щелочных составов является каустическая или кальцинированная сода (1 кг соды и 0,15 кг керосина на 10 л воды). Их заливают в систему на 5… 10 ч, затем запускают двигатель на 15…20 мин и раствор сливают. После этого целесообразно провести промывку системы охлаждения водой, так как щелочные растворы вызывают коррозию цветных металлов: алюминиевых сплавов головки цилиндров, латунных элементов радиатора и мест их спайки.

В качестве кислотных используют 5… 10% -й водный раствор соляной кислоты с добавкой 3…4 г на 1 л утропина для предохранения черных металлов от коррозии. Шлам смывают водой, пропуская ее в направлении, обратном циркуляции охлаждающей жидкости.

Герметичность латунных радиаторов восстанавливают пайкой, а их поврежденные трубки заменяют на новые или заглушают. Места установки пропаивают мягким припоем ПОССу 30-2. Небольшие повреждения бачков радиатора тоже восстанавливают наложением заплат. Поврежденный участок зачищают, лудят и припаивают. Допускается заменять не более 20 % трубок и заглушать не более 5 %. Если повреждена большая их часть, то радиатор меняют.

Радиаторы из алюминиевых сплавов тоже восстанавливают пайкой. Для этого используют газовые горелки (температура пайки должна быть 450…550 °С). В качестве расходных материалов используют прутковый припой 34А, проволоку СВАК5 и порошкообразный флюс Ф-34А.

Перед установкой на автомобиль герметичность радиатора оценивают опрессовкой: в течение 3…5 мин к одному из патрубков радиатора (остальные заглушают резиновыми пробками) подают воздух под давлением 0,1 МПа. При этом радиатор помещают в ванну с водой и визуально определяют выход пузырьков воздуха в местах повреждений радиатора или плохой пайки.

Радиаторы, имеющие пластмассовые бачки и сердцевины из алюминиевых сплавов, как правило, не ремонтируются. Небольшие трещины на поверхности расширительного бачка, изготавливаемого из пластмассы, заваривают, используя паяльник. При больших повреждениях бачок заменяют.

Жидкостные насосы ремонтируются при подтекании охлаждающей жидкости через сальник крыльчатки в результате износа текстолитовой шайбы, износа подшипников, повреждения манжеты или разрушения крыльчатки. Поврежденные элементы заменяют.

На ряде моделей автомобилей устанавливаются неразборные насосы. Поэтому при возникновении утечек их заменяют полностью.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Уход за системой охлаждения двигателя автомобиля

Уход за системой охлаждения заключается в поддержания нормального уровня охлаждающей жидкости в радиаторе, проверке и устранении подтекания жидкости в различных соединениях, проверке и регулировке натяжения ремня вентилятора, смазке подшипников водяного насоса, периодической проверке термостата и промывке системы охлаждения для удаления накипи, ржавчины и осадков.

В систему охлаждения нужно заливать только мягкую пресную воду. Жесткая вода вызывает значительное отложение накипи на стенках радиатора и в водяной рубашке двигателя и ухудшает условия охлаждения.

Уровень охлаждающей жидкости в радиаторе, который должен быть на 10—15 мм ниже торца наливной горловины, надо проверять только на холодном двигателе. Если уровень будет выше, то при прогреве двигателя, когда от нагревания объем жидкости увеличится, избыточная жидкость выйдет через сливную трубку радиатора.

При значительном понижении уровня не следует доливать холодную воду в горячий или перегретый двигатель, так как это может привести к появлению трещин или деформации блока цилиндров и головки. Нужно подождать, когда двигатель несколько остынет, или доливать только горячую воду.

При сливе воды из краника, установленного на блоке цилиндров, необходимо убедиться в наличии на кранике резиновой удлинительной трубки. В случае отсутствия трубки сливаемая жидкость может проникнуть в масляный картер двигателя через отверстие, предназначенное для маслоизмерительного стержня. Течь охлаждающей жидкости в различных соединениях легче обнаружить на холодном двигателе, так как на горячем двигателе вытекающая жидкость может легко испаряться, и обнаружить ее значительно труднее. Течь из-под шлангов устраняется подтяжкой соединительных хомутиков. Течь по разъемам патрубков и насоса устраняется подтяжкой болтов.

Регулировка натяжения ремни вентилятора

Рис. Регулировка натяжения ремни вентилятора

Натяжение ремня вентилятора следует проверять периодически. Слабое натяжение ремня приводит к его пробуксовке, перегреву двигателя и к недостаточной зарядке аккумуляторной батареи. Сильное натяжение ремня вызывает быстрый его износ, преждевременный износ подшипников вала водяного насоса и переднего подшипника генератора. При нормальном натяжении ремня прогиб его ветви, расположенной между шкивами водяного насоса и генератора, при небольшом усилии нажатия большим пальцем руки должен быть равен 12—15 мм. При необходимости натянуть ремень отпускают гайку болта шарнирного соединения генератора с регулировочной планкой,гайку шпильки крепления регулировочной планки и корпуса водяного насоса к блоку цилиндров, гайки и контргайки болтов крепления генератора к его кронштейну на блоке цилиндров. Затем перемещают генератор в направлении от блока цилиндров настолько, чтобы ветвь ремня, расположенную между шкивами водяного насоса и генератора, можно было прогнуть на 12—15 мм небольшим усилием большого пальца руки, приложенным к масштабной линейке. После того, как требуемое положение генератора найдено, затягивают гайку болта шарнирного соединения генератора с регулировочной планкой и снова проверяют натяжение ремня. Если регулировка не нарушилась, можно окончательно затянуть гайки и контргайки болтов крепления генератора к кронштейну, а затем гайку регулировочной планки и корпуса насоса. Недопустимо регулировать натяжение ремня при затянутых гайках крепления установочной планки, перемещая генератор с помощью какого-либо рычага.

Уход за водяным насосом в эксплуатации заключается в периодической смазке подшипников вала крыльчатки через каждые 12 000 км пробега автомобиля. Для смазки следует применять тугоплавкую водостойкую смазку УТВ (смазка 1-13 жировая) или консталин жировой марок УТ-1 и УТ-2. Смазку с помощью шприца подают через пресс-масленку во внутреннюю полость корпуса насоса. Прекращают набивку в момент, когда смазка появится в контрольном отверстии, сделанном в передней части корпуса насоса, вблизи ступицы шкива вентилятора с левой стороны. Периодически (не чаще 2 раз в год), а также при разборке двигателя или снятии головки блока цилиндров рекомендуется проверять термостат. Чтобы вынуть термостат, нужно снять отводящий патрубок на впускном трубопроводе. При осмотре термостат необходимо обращать внимание на чистоту отверстия в тарелке клапана, предназначенного для выпуска воздуха из водяной рубашки блока цилиндров при заполнении ее охлаждающей жидкостью, и на чистоту углублений в гофрах баллона.

Накипь и грязь на поверхности термостата удаляют деревянной палочкой, заточенной в виде лопатки, а затем тщательно смывают струей воды. Если при температуре окружающего воздуха клапан термостата открыт, то это указывает на его неисправность. Такой термостат надо заменить новым. Чтобы проверить исправность термостата, нужно определить температуру воды, соответствующую началу открытия, полному открытию и полному закрытию его клапана. Для этого термостат надо опустить в сосуд с водой так, чтобы его гофрированный баллон был полностью погружен в воду. В сосуд также нужно опустить термометр. Подогревая воду в сосуде, следует наблюдать за клапаном. Если термостат исправен, то при температуре воды 80 +/- 2,5° С клапан начнет открываться. Клапан должен открываться полностью на высоту 8 мм от его седла при температуре 90 +/- 2,5° С. Термостат, неудовлетворяющий этим требованиям, неисправен и его необходимо заменить.

Если обнаружено заметное отложение накипи, существенно ухудшающее работу двигателя (перегрев двигателя, частое кипение воды, падение мощности двигателя и перерасход бензина), а также при обнаружении значительного количества ржавчины в воде, систему охлаждения двигателя необходимо промыть. Для предупреждения разрушения стенок рубашки головки блока цилиндров и впускной трубы, отлитых из алюминиевого сплава, промывать систему охлаждения допускается только специальными промывочными растворами. Составы таких растворов, а также указания о методике и последовательности промывки системы охлаждения двигателя приводятся в специальных руководствах по эксплуатации и ремонту автомобилей.

Если воздушные проходы сердцевины радиатора засорены пылью и грязью, то сердцевину следует промыть струей воды и продуть сжатым воздухом, направляя поток воды и воздуха со стороны двигателя.

В зимнее время для предохранения системы охлаждения от замерзания воды рекомендуется заполнять систему специальной жидкостью с низкой температурой замерзания (антифризом). Эта жидкость (ГОСТ 159—52) представляет собой водный раствор этиленгликоля, температура кипения которого выше 107° С, поэтому из смеси испаряется в первую очередь вода. При снижении уровня охлаждающей жидкости в радиатор нужно доливать только роду. Этиленгликолевый антифриз по сравнению с водой имеет более высокий температурный коэффициент расширения, поэтому данную жидкость нужно заливать в систему охлаждения примерно на 0,4 л меньше, чем воды.

При заправке жидкости в систему охлаждения надо следить за тем, чтобы в нее не попали бензин и масло. Иначе при работе двигателя произойдет вспенивание смеси, и она будет выходить через сливную трубку радиатора.

Антифриз ядовит, поэтому при обращении с ним необходимо принимать меры предосторожности. Наполняя радиатор антифризом, следует соблюдать осторожность и не расплескивать жидкость, так как она может повредить окрашенные поверхности деталей.

После зимней эксплуатации автомобиля антифриз сливают и хранят в герметически закрытом сосуде до следующей зимы. При низких температурах окружающего воздуха необходимо поддерживать нормальный тепловой режим работы двигателя. Это необходимо для предупреждения повышенного и преждевременного износа двигателя и для предупреждения замораживания системы вентиляции картера. Поэтому на автомобиле предусмотрены, наряду с картонными боковинами радиатора, утеплительный фартук капота и направляющие пазы на щите радиатора для установки защитного щитка из фанеры или плотного картона.

При температуре окружающего воздуха от 0 до —10° С нормальный тепловой режим двигателя поддерживается при условии уменьшения доступа холодного воздуха к радиатору и в подкапотное пространство. Для этого зазор между капотом и полкой щита радиатора перекрывается утеплительным фартуком капота. Фартук крепят при помощи пистонов и шайб с одной стороны к внутренней панели капота, а с другой — к полке щита радиатора.

В теплое время года сторона фартука, которая крепилась к внутренней панели капота, копится при помощи пистонов и шайб к верхней части полки щита радиатора, для чего в этой части полки предусмотрены отверстия.

При температуре окружающего воздуха ниже —10° С следует дополнительно полностью закрыть окно в щите радиатора, устанавливая щиток из фанеры или плотного картона в направляющие пазы щита радиатора. Кроме того, картонные боковины радиатора должны быть плотно прижаты к радиатору.

Следует отметить, что иногда при низкой температуре окружающего воздуха после пуска двигателя из глушителя выбрасываются в небольших количествах водяные брызги и пар. Это связано с тем, что в отработавших газах всегда имеется водяной пар, который конденсируется в глушителе, пока он не прогрет. Но если указанное явление сопровождается заметной утечкой охлаждающей жидкости из системы при отсутствии наружных подтеканий, то это свидетельствует о том, что в глушитель проникает вода через неплотности в прокладке головки блока цилиндров, или через образовавшиеся трещины в цилиндрах или головке блока. Для проверки нужно слить масло из картера двигателя в чистую прозрачную посуду и дать отстоятся. Если на дне сосуда отделится вода, то, следовательно, в цилиндры проникла вода. Если после подтяжки болтов крепления головки блока цилиндров проникновение воды в цилиндры не прекратится, то нужно внимательно осмотреть прокладку головки блока, головку блока, цилиндры и найти причину неисправности.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о