Posted in: Разное

Как работает система охлаждения: как устроена и нужно ли ее промывать? — журнал За рулем

Содержание

как устроена и нужно ли ее промывать? — журнал За рулем

Выясняем, какие могут быть характерные неисправности у системы охлаждения двигателя и как их избежать.

Воздушка или водянка

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки.

Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.

Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Система охлаждения восьмиклапанного двигателя Лады Гранты. Термостат стоит перед радиатором.

Расширительный бачок циркуляционного типа находится под давлением, имеет герметичную пробку. Через него постоянно проходит охлаждающая жидкость. 1 — расширительный бачок; 2 — пароотводящий шланг радиатора системы охлаждения; 3 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — корпус термостата; 6 — вентилятор; 7 — головка блока цилиндров; 8 — радиатор системы охлаждения; 9 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 10 — насос охлаждающей жидкости; 11 — блок цилиндров; 12 — подводящая труба насоса; 13 — отводящий шланг радиатора отопителя; 14 — радиатор отопителя; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — наливной шланг.

Система охлаждения восьмиклапанного двигателя Лады Гранты. Термостат стоит перед радиатором. Расширительный бачок циркуляционного типа находится под давлением, имеет герметичную пробку. Через него постоянно проходит охлаждающая жидкость. 1 — расширительный бачок; 2 — пароотводящий шланг радиатора системы охлаждения; 3 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — корпус термостата; 6 — вентилятор; 7 — головка блока цилиндров; 8 — радиатор системы охлаждения; 9 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 10 — насос охлаждающей жидкости; 11 — блок цилиндров; 12 — подводящая труба насоса; 13 — отводящий шланг радиатора отопителя; 14 — радиатор отопителя; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — наливной шланг.

Компоненты

Рубашка головки и блока цилиндров

представляют собой каналы, отлитые в алюминиевом или чугунном изделии. Каналы герметичны, а стык блока и головки цилиндров уплотнен прокладкой.

Насос охлаждающей жидкости лопастной, центробежного типа. Приводится во вращение либо ремнем ГРМ, либо ремнем привода вспомогательных агрегатов.

Насос охлаждающей жидкости двигателя Chevrolet Lacetti

Насос охлаждающей жидкости двигателя Chevrolet Lacetti

Термостат представляет собой автоматический клапан, срабатывающий при достижении определенной температуры. Он открывается, и часть горячей жидкости сбрасывается в радиатор, где и остывает. В последнее время стали применять электронное управление этим простым устройством. Охлаждающую жидкость начали подогревать специальным ТЭНом для более раннего открытия термостата в случае потребности.

Термостат двигателя Chevrolet Cruze: 1 — патрубок подвода жидкости к радиатору системы охлаждения; 2 — электрический разъем нагревательного элемента термостата; 3 — корпус; 4 — уплотнительное кольцо в соединении модуля с распределителем жидкости; 5 — основной клапан термостата; 6 — пружина термостата; 7 — баллон с термочувствительным наполнителем; 8 — дополнительный клапан термостата; 9 — шток термостата.

Термостат двигателя Chevrolet Cruze: 1 — патрубок подвода жидкости к радиатору системы охлаждения; 2 — электрический разъем нагревательного элемента термостата; 3 — корпус; 4 — уплотнительное кольцо в соединении модуля с распределителем жидкости; 5 — основной клапан термостата; 6 — пружина термостата; 7 — баллон с термочувствительным наполнителем; 8 — дополнительный клапан термостата; 9 — шток термостата.

Радиатор представляет собой теплообменник, содержащий два бачка (входной и выходной), соединенных множеством алюминиевых трубок, по которым проходит охлаждающая жидкость. Для увеличения теплообмена к трубкам присоединены тонкие пластины, во много раз увеличивающие поверхность теплообмена. Для улучшения теплоотвода воздух протягивается через радиатор принудительно с помощью электровентилятора.

Радиатор и вентилятор системы охлаждения двигателя Лады Ларгус: 1 — дополнительный резистор; 2 — кожух; 3 — электродвигатель; 4 — крыльчатка; 5 — радиатор.

Радиатор и вентилятор системы охлаждения двигателя Лады Ларгус: 1 — дополнительный резистор; 2 — кожух; 3 — электродвигатель; 4 — крыльчатка; 5 — радиатор.

Радиатор отопителя выполняет функцию нагревания воздуха, поступающего в салон автомобиля. Краны отопителя сейчас не устанавливают, а потому радиатор этот нагрет всегда, когда прогрет двигатель, и только воздушные заслонки не дают летом поступать горячему воздуху в салон автомобиля.

Радиатор отопителя кроссовера Renault Duster.

Радиатор отопителя кроссовера Renault Duster.

Расширительный бачок это хранилище резерва жидкости. Но в зависимости от типа системы охлаждения (см. выше) он может быть циркуляционным или тупиковым. Соответственно, находиться под давлением или без него.

Пробка, обеспечивающая герметичность системы, может быть установлена либо прямо на радиаторе, либо на расширительном бачке. Вне зависимости от места установки пробка обеспечивает повышенное давление в системе охлаждения. Такое давление (достигающее 1,1–1,3 бара) повышает температуру кипения жидкости, улучшает теплопередачу, предотвращает кавитацию насоса.

Пробка радиатора Лады 4х4.

Пробка радиатора Лады 4х4.


Пробка расширительного бачка Chevrolet Cruze.

Пробка расширительного бачка Chevrolet Cruze.


И главный компонент системы — это сама рабочая жидкость. Идеальной с точки зрения теплотехники была бы вода, но она вызывает коррозию и замерзает зимой. Поэтому применяют антифризы с низкой температурой замерзания (-40°C или — 65°C) и присадками, снижающими коррозию, пенообразование и т.д.

Неисправности системы охлаждения

Все, что может потечь, рано или поздно потечет. Это не только одна из интерпретаций закона Мерфи, но и четкое описание главной неисправности системы охлаждения. Система, включающая в себя порой более 10 резиновых шлангов, постепенно старея, начинает терять герметичность. Текут сами шланги, пропуская жидкость через нитяное армирование, текут хомутовые соединения. Со временем под воздействием противогололедных реагентов и летящих с дороги камней теряет герметичность радиатор. Особенно он страдает на автомобилях без кондиционера, где его не прикрывает теплообменник этой системы. Также радиатор принимает на себя все «удары судьбы» даже при небольших авариях. Течь теплообменника отопителя, хотя он и стоит в более «защищенном» от внешнего воздействия месте, также встречается нередко. Тот же антифриз, просочившийся сквозь сальниковое уплотнение насоса, выводит из строя подшипник, и — «Здравствуй, замена помпы». И хорошо, если вовремя уследите за признаками выхода из строя насоса, а то его поломка приведет или к обрыву ремня ГРМ и аварии двигателя, или к невозможности двигаться дальше на автомобилях, где установлен цепной привод газораспределительного механизма.

Термостат, этот маленький точный приборчик, тоже может начать хандрить. Его клапан может зависнуть или в закрытом, или в открытом состоянии. В первом случае неминуем перегрев двигателя даже в холодную погоду, а во втором двигатель не будет прогреваться до рабочей температуры. Повышенные износ мотора и расход топлива, негреющая печка — вот что гарантирует нам постоянно открытый термостат. Еще остается расширительный бачок. Течь его встречается только в схеме системы охлаждения, где он находится под рабочим давлением.

И последний узел, который может терять герметичность, — это пробка радиатора или расширительного бачка. И хотя жидкость через нее сразу не потечет, но это произойдет после первого же закипания двигателя. А закипит он быстро. Помните назначение пробки? Правильно: обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. Ни один современный мотор не может работать без герметичной пробки, кроме случаев очень низкой температуры окружающей среды и небольшой нагрузки на двигатель.

Интересный тест на знание причин перегрева можно пройти здесь

Замена жидкости и промывка

Если не пришлось заменять какой-либо узел в системе охлаждения раньше, то инструкции рекомендуют менять антифриз не реже чем в 5–10 лет. Если вам не приходилось доливать в систему воду из канистры, а еще хуже — из придорожной канавы, то при замене жидкости систему можно не промывать.

Для удаления охлаждающей жидкости в нижней части радиатора предусмотрено сливное отверстие с пробкой.

Для удаления охлаждающей жидкости в нижней части радиатора предусмотрено сливное отверстие с пробкой.

А вот если автомобиль многое повидал на своем веку, то при замене жидкости полезно произвести промывку системы охлаждения. Разомкнув в нескольких местах систему можно струей воды из шланга тщательно ее прополоскать. Либо просто слить старую жидкость и залить чистую, кипяченую воду. Запустить двигатель и прогреть до рабочей температуры. Выждав, пока система остынет, чтобы не обжечься, слить воду. Затем продуть воздухом систему и залить свежий антифриз.

Промывку системы охлаждения обычно затевают в двух случаях: когда перегревается двигатель (проявляется это прежде всего в летний период) и когда перестает греть печка зимой. В первом случае причина кроется в заросших грязью снаружи и засоренных изнутри трубках радиатора. Во втором — проблема в том, что забились отложениями трубки радиатора отопителя. Поэтому при плановой смене жидкости и при замене компонентов системы охлаждения не упускайте возможности хорошенько промыть все узлы.

Расскажите, с какими неисправностями системы охлаждения сталкивались вы. И желаю вам жаркого отопителя зимой и хорошего охлаждения летом.

Система охлаждения двигателя. Что нужно знать и как проводить профилактику системы

При сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя температура газов достигает 2500 °С, а в среднем при работе двигателя составляет около 900 °С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может привести к заклиниванию поршней, обгоранию головок клапанов, выгоранию смазки, выплавлению подшипников и другим неисправностям.

Чтобы этого не происходило, в двигателе необходимо поддерживать определенный тепловой режим. Его обеспечивает система охлаждения. Разбираемся, как она работает, и что будет, если она выйдет из строя.

Воздушная и жидкостная системы охлаждения


Существуют две разновидности систем охлаждения двигателя: воздушная и жидкостная. В современном автотранспорте, как правило, применяют жидкостную систему охлаждения — воздушную же используют в мототехнике и небольших генераторных установках.
Воздушная система охлаждения
Как следует из названия, в такой системе для отвода излишнего тепла от двигателя используется поток воздуха. Это конструктивное решение широко применяли в 60-70-х годах ХХ века такие производители как Fiat, Volkswagen и другие — в том числе, отечественный «Запорожец».

При воздушной системе охлаждения тепловой режим двигателя определяют температурой масла в системе смазки, которая должна находиться в пределах 70-110 °С.

Основные недостатки воздушной системы охлаждения:

  • значительные затраты мощности на привод вентилятора;
  • повышенный уровень шума при работе;
  • ухудшение наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью;
  • воздушные потоки направляются неравномерно — это может привести к локальному перегреву;
  • большая тепловая напряженность отдельных деталей может привести к перегреву двигателя.
Именно поэтому современные производители отдают предпочтение жидкостной системе охлаждения.
Жидкостная система охлаждения
Эту систему охлаждения устанавливают на современные автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Детали двигателя, подвергающиеся нагреву, охлаждаются при помощи жидкости. В отдельных случаях это может быть вода или тосол, но самое распространенное решение — антифриз.

Для предупреждения неполадок обычному автовладельцу достаточно знать несколько ключевых моментов.

Первые признаки неисправности системы охлаждения


 Очевидные признаки неисправности одного из агрегатов системы охлаждения:
  • утечка охлаждающей жидкости;
  • резкий сладковато-едкий запах в салоне автомобиля при включении системы отопления;
  • плохой прогрев двигателя в холодную погоду;
  • перегрев двигателя.

Столкнулись с чем-то из вышеописанного — пора на станцию техобслуживания. Там проведут диагностику и определят неисправный узел.

Что же может пойти не так в работе системы охлаждения?

Сломался термостат


Начнем с неисправности термостата — самой неявной среди очевидных проблем системы охлаждения.

Основная роль термостата — это регулирование циркуляции охлаждающей жидкости по одному из «кругов»: малому, минуя радиатор охлаждения при первоначальном прогреве двигателя, или большому, по достижении его рабочей температуры.

Когда клапан термостата открыт, охлаждающая жидкость движется по большому кругу, когда закрыт — по малому. Обычно эта деталь меняет свое положение в зависимости от температуры двигателя. Сломанный же термостат «заклинивает» в одном из этих двух состояний.

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута. Но хуже, если Если термостат заклинил в полностью закрытом положении — возможен перегрев двигателя в любом режиме движения при любой температуре воздуха и даже в небольшой мороз. Если термостат открывается, но не до конца, двигатель перегревается, но может и не «закипеть» — все зависит от режима эксплуатации машины.

Если индикатор температуры двигателя неохотно двигается вверх при прогреве либо зашкаливает в красной зоне, вероятнее всего, возникла проблема с термостатом.

Нарушилась герметичность системы охлаждения


Система охлаждения имеет множество патрубков, шлангов, стыковых соединений и уплотнительных прокладок. Каждое из таких соединений может стать брешью в системе — тогда охлаждающая жидкость будет протекать.

Последствия варьируются от траты средств на покупку охлаждающей жидкости «на долив» до перегрева и капитального ремонта двигателя.

Основные причины нарушения герметичности системы охлаждения:

  • эксплуатационный износ деталей;
  • некачественный ремонт;
  • заводской брак.

Увидели под машиной водянистую жидкость, а уровень антифриза в расширительном бачке уменьшается? Нужно искать течь.

Сломалась водяная помпа


Поломка водяной помпы может быть выявлена по схожим с предыдущими неисправностями признакам. Однако такой дефект быстрее других приведёт к печальным последствиям.

Если помпа сломана, охлаждающая жидкость не будет циркулировать по двигателю, регулируя его температуру. Индикатор температуры будет в красной зоне, и даже при самой краткосрочной эксплуатации неизбежен перегрев двигателя.

«На глаз» проблему определить сложно, но некоторые первичные признаки можно обнаружить на плановом техническом осмотре:

  • посторонние шумы из подкапотного пространства;
  • течь охлаждающей жидкости из-под корпуса водяной помпы;
  • повышенная температура двигателя.
Перегрев двигателя — проблема, которая может обернуться самыми печальными последствиями:
  • эмульсия (смешивание) охлаждающей жидкости и моторного масла в результате разрыва прокладки ГБЦ от перегрева;
  • капитальный ремонт цилиндро-поршневой группы, замена коренных и шатунных вкладышей.

Предупредить такие поломки помогает регулярный технический осмотр и своевременная замена узлов.

Профилактика системы охлаждения


Регламент проверки, обслуживания и замены узлов системы охлаждения зависит от производителя и прописан индивидуально под каждый автомобиль в сервисной книжке.

Конкретный пробег или период замены жидкостей и агрегатных узлов нужно уточнять в инструкции по эксплуатации или в сервисной книжке. 


Регулярно осматривайте все узлы системы охлаждения на предмет дефектов. Своевременная замена отслуживших свой срок деталей спасет вас от больших затрат в будущем.

Как это работает: система охлаждения ДВС

    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.

 

 

    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:

 

    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.
   

    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.

     

    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.

 

   
   

    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.

 

    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.


    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.

 

 

Система охлаждения двигателя: как она работает?

При работе автомобиля сгорает топливная смесь, освобождая огромное количество тепла. Чтобы не перегревался и не подвергался разрушению двигатель, в транспортные средства устанавливается система охлаждения (СО), состоящая из нескольких элементов, о функциях каждого из них расскажем подробно.

Работа системы охлаждения

Как только запускается мотор, начинают вращение лопасти помпы. Они принуждают охлаждающую жидкость (ОЖ) циркулировать по малому кругу обращения СО. Мотор прогревается и выходит на отметки рабочей температуры. После этого открывается термостат, ОЖ переходит в режим циркуляции по большому кругу СО, уже включая и радиатор. Уже в охлаждённом виде технические жидкости попадают в рубашку мотора. Если температура ОЖ поднимается до 100 градусов и выше, включается вентилятор, усиливающий воздушные потоки, которые проходят через радиатор, тем самым, делая процесс охлаждения намного эффективней. У автомобилей, выпущенных пару десятков лет назад, вентилятор соединён с валом помпы ремнём, и потому вращение происходит постоянно.


Что заливать в систему охлаждения?

В качестве ОЖ используются тосол или антифриз. Они имеют в составе химические элементы и соединения, не позволяющие воде превращаться в лёд даже при самых низких температурах. ОЖ также содержат вещества, благодаря которым предотвращается:

  • Вспенивание;
  • Появление коррозии и ржавчины;
  • Смазывается водяной насос.

А вот воду использовать в качестве ОЖ нельзя, поскольку она очень скоро разрушит металл СО. Нагреваясь, ОЖ увеличивается в объёме, и её излишки начинают выбрасываться в расширительный бачок, соединённый с горловиной радиатора гибким шлангом. Через расширительный бачок ОЖ заливают и, при необходимости, доливают.

В салоне машины есть ещё один радиатор, так называемая печка. Зимой автовладельцы, как правило, открывают заслонку печки и нагретая ОЖ циркулирует по теплообменнику, согревая и воздух салона в автомобиле.

СО довольно проста и практически не требует никакого обслуживания. При отсутствии утечек ОЖ система работает без проблем 2 года. По истечении двух лет ОЖ в системе следует заменять, и при этом постоянно отслеживать состояние патрубков: резина от старости может пересохнуть и растрескаться, и произойти это может в дороге. Тогда продолжать движение будет невозможно. Следовательно, через каждые 5 – 6 лет надо производить замену всех резиновых патрубков.

В транспортных средствах, выпущенных недавно, СО ещё работает и для:

  • Охлаждения масла;
  • Воздуха системы вентиляции;
  • Турбонаддува;
  • Кондиционера;
  • Печки салона;
  • Газа в рециркуляционной системе;
  • Рабочей жидкости АКПП.

Виды систем охлаждения

Нужно отметить, что современное автомобилестроение использует три вида систем охлаждения:

  • Жидкостную;
  • Воздушную;
  • Комбинированную.

Жидкостная СО, которая отводит тепло потоком жидкости, применяется чаще всех остальных. Она функционирует с гораздо меньшим шумом, чем её воздушная сестра, причём, равномерно и очень эффективно охлаждает детали мотора.

Типичные поломки в системе охлаждения

Поломки СО не относятся к неисправностям, с которыми движение запрещено, однако, каждый разумный автовладелец весьма заинтересован в продлении срока службы своего железного коня, и его сердца – двигателя. И в первую очередь, это касается необходимости интенсивного отвода тепла.

К самым распространённым причинам поломок в СО относится:

  • Течь;
  • Не герметичность.

Это может произойти из-за резкой смены температуры окружающей среды. Ещё одна популярная поломка – закоксованность шлангов и патрубков системы. Они теряют эластичность под воздействием тех же высоких температур. ОЖ может протекать и ввиду повреждений радиатора от удара, или в результате химического воздействия составляющими тосола. Из строя может выйти и термостат. Он находится в контакте с жидкостью, и потому коррозирует, а потом может и заклинить. Серьёзная неприятность для системы – поломка помпы, или циркуляционного насоса из-за некачественной запчасти, или износа. Понять и уловить это можно по характерному свисту подшипника. Это означает, что пришло время замены циркуляционного насоса. Иногда СО банально засоряется из-за отложения солей в каналах. Циркуляция ОЖ нарушается, отвод тепла при этом ухудшается, что приводит к перегреву двигателя.

Уход за системой охлаждения

Элементарные правила эксплуатации СО и их соблюдение позволяет автовладельцам избегать, или минимизировать негативное воздействие неисправностей на работу машины. Следует постоянно контролировать уровень охлаждающей жидкости в системе. Её объём может меняться, а зависит это от условий эксплуатации автомобиля. Если уровень ОЖ понижается постоянно, значит, нужно искать место утечки тосола. Нередко пятна ОЖ обнаруживаются на узлах и агрегатах в моторном отсеке. Перегрев двигателя может происходить, когда:

  • Заклинивает термостат,
  • Засоряются каналы,
  • Уровня ОЖ в системе недостаточно.

Причину же недостаточного нагрева двигателя следует искать в заклиненном термостате.

Система охлаждения процессора: жидкостное охлаждение или воздушное…

Что подойдет именно вам?

Оба варианта охлаждения являются высокоэффективными при правильной реализации, но имеют разные характеристики в разных условиях. При выборе необходимо учитывать ряд факторов.

Цена


Цена может существенно отличаться в зависимости от функций, которым вы отдаете предпочтение. Тем не менее в целом системы воздушного охлаждения обходятся дешевле благодаря более простой работе.

Для обеих систем существуют версии начального и премиум-класса. Модель системы воздушного охлаждения премиум-класса может быть оснащена более крупным теплоотводом, вентиляторами более высокого уровня и иметь различные варианты дизайна. Система жидкостного охлаждения «все в одном» высшего класса может быть оснащена более крупным радиатором и сочетать в себе эстетические и функциональные возможности индивидуальной настройки, такие как программное обеспечение для управления скоростью вращения вентиляторов и подсветкой.

Системы воздушного и жидкостного охлаждения процессора имеют больший диапазон цен в зависимости от необходимых характеристик.

Простота установки


Несмотря на то, что система жидкостного охлаждения «все в одном» зачастую сложнее в установке, чем стандартная система воздушного охлаждения, принцип ее работы достаточно прост. Большинство таких систем состоят только из блока водяного охлаждения, двух шлангов, обеспечивающих циркуляцию охлаждающей жидкости, и радиатора. Дополнительные действия включают установку блока водяного охлаждения, который аналогичен установке системы воздушного охлаждения, а затем установку радиатора и вентиляторов таким образом, чтобы излишки тепла могли легко выйти из ПК. Поскольку охлаждающая жидкость, насос и радиатор являются автономными компонентами устройства (отсюда название «все в одном»), после его установки не требуется значительный контроль или техническое обслуживание.

С другой стороны, установка настраиваемого контура требует дополнительных усилий и знаний со стороны сборщика. Процесс первоначальной установки может занять больше времени, однако дополнительная гибкость позволяет значительно расширить возможности настройки и при необходимости включить в контур другие компоненты, такие как графический процессор. При правильном внедрении эти более сложные настраиваемые контуры также могут поддерживать сборки всех форм и размеров.

Размер


Системы воздушного охлаждения могут быть громоздкими, но их габариты сосредоточены в одной области, а не распределены по всей системе. С другой стороны, при использовании системы «все в одном» вам потребуется пространство для установки радиатора. Кроме того, необходимо учесть такие аспекты, как правильное расположение и взаимодействие блока водяного охлаждения и трубок подачи охлаждающей жидкости.

Таким образом, если вы работаете с небольшой сборкой, громоздкая система воздушного охлаждения может оказаться не лучшим вариантом. В этом случае больше подойдет низкопрофильная система воздушного охлаждения или система «все в одном» с небольшим радиатором. При планировании модернизации или выборе корпуса убедитесь в наличии достаточного пространства для выбранного решения по охлаждению и в том, что корпус поддерживает выбранное вами аппаратное обеспечение.

Звук


Жидкостное охлаждение, особенно при использовании системы «все в одном», работает тише, чем вентилятор на теплоотводе процессора. Это также может варьироваться в зависимости от наличия системы воздушного охлаждения с вентиляторами, специально разработанными для снижения уровня шума, а настройки или выбор вентилятора могут влиять на уровень шума. В целом жидкостное охлаждение обычно создает меньше шума, так как небольшой насос, как правило, хорошо изолирован, а вентиляторы радиатора работают с меньшей скоростью (оборотов в минуту), чем на теплоотводе процессора.

Регулировка температуры


Если вы планируете выполнять оверклокинг или ресурсоемкие задачи, такие как рендеринг видео или потоковая трансляция, лучше всего выбрать жидкостное охлаждение.

По словам Марка Галлины, жидкостное охлаждение «более эффективно распределяет тепло по большей площади конвекционной поверхности (радиатора), чем чистая проводимость, что позволяет снизить скорость вращения вентилятора (для лучшей акустики) или увеличить общую мощность».

Другими словами, оно эффективнее и во многих случаях тише. Если вы хотите добиться минимальной температуры или получить более тихое решение и вас не пугает более сложный процесс установки, лучше всего вам подойдет жидкостное охлаждение.

Системы воздушного охлаждения достаточно хорошо перемещают тепло от процессора, но помните, что тепло затем рассеивается в корпусе. Это может привести к повышению общей температуры внутри системы. Системы жидкостного охлаждения лучше справляются с перемещением тепла за пределы системы через вентиляторы радиатора.

Как работает система охлаждения двигателя?

Сейчас мы с вами разберем, как работает система охлаждения двигателя. Во-первых, система охлаждения двигателя предназначена для принудительной циркуляции охлаждающей жидкости по двигателю в целях отвода тепла от нагреваемых деталей.

Основная задача системы охлаждения – поддержания оптимального теплового режима, который обеспечит нормальную работу двигателя при разных нагрузках.

Температура охлаждающей жидкости должна находиться в пределах 80-95 градусов. Этот режим считается оптимальным для работы двигателя автомобиля.

В системе охлаждения установлен водяной насос принудительного действия, который гоняет охлаждающую жидкость (тосол) по системе охлаждения. Водяной насос системы охлаждения двигателя состоит из корпуса 1, подводящего патрубка охлаждающей жидкости 4, уплотнительной прокладки 2, крыльчатки 3. Крыльчатка  водяного насоса выполнена в такой форме, чтобы качественно качать жидкость из радиатора в рубашку охлаждения (по большому кругу) и через перепускной патрубок (по малому кругу).

Когда двигатель прогревается, охлаждающая жидкость еще не нагрета, поэтому жидкость циркулирует по малому кругу, через перепускной патрубок, под нагнетанием водяного насоса.

 

Когда двигатель нагревается до температуры 80-90 градусов, в работу вступает термостат. Термостат имеет твердый наполнитель с активной массой. В случае нагревания двигателя, масса расширяется и воздействует на шток, закрепленный на клапане, клапан открывается, и жидкость начинает циркулировать по большому кругу, через радиатор.

Радиатор служит для охлаждения жидкости. Жидкость охлаждается за счет потока воздуха через решетку радиатора впереди автомобиля, и за счет работы вентилятора, который создает поток воздуха на радиатор. Когда жидкость охлаждается, то водяной насос через впускной патрубок опять закачивает жидкость с помощью крыльчатки в рубашку охлаждения.

Продолжайте читать и смотреть устройство автомобиля изучая материалы постепенно.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля: виды, устройство, неисправности


Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля (СО) – это конструктивное решение, которое отводит от двигателя транспортного средства излишки тепла и передаёт их в окружающую среду, а также позволяет двигателю оперативно прогреться. Именно возможность быстро прогреться, достигнув оптимального уровня рабочей температуры, и поддержка этой температуры на заданном уровне — одни из важнейших факторов эффективной работы ДВС. 

Назначение системы охлаждения двигателя — предотвращение повреждений деталей двигателя автомобиля в результате его перегрева и износа, охлаждение отработавших газов, масла в системе смазки.

Виды систем охлаждения двигателя (жидкостная и воздушная)

Системы охлаждения  (СO) ДВС транспортных средств бывают разных видов:
  • Воздушными.
  • Жидкостными (функционирующими на воде, антифризах).
  • Гибридными.
Воздушная СО – это конструкция, которая обеспечивает отвод излишек тепла от цилиндров и стенок камер с помощью принудительного потока воздуха. Принуждение возникает за счет вентиляторов. Они могут быть автономными или объединёнными с маховиком. Воздух может нагнетаться или просасываться. 


 
Наиболее активно воздушные системы охлаждения двигателя устанавливались на авто в шестидесятые годы прошлого века. В том числе, такое решение было популярно у заводов, выпускающих Volkswagen, Citroën, Honda, Porsche. Но со временем у легковых автомобилей двигатели с воздушным охлаждением стало возможно встретить всё реже. Это легко объяснить тем, что большинство легковых авто, появившихся позже, в том числе, современные легковые авто – это, преимущественно, переднеприводные модели с поперечным расположением ДВС. При такой системе трудно организовать эффективную систему воздушного охлаждения.

К тому же, при воздушном охлаждении производители вынуждены существенно увеличивать габариты двигателя, а вместе с ним возрастает и уровень шума.

Но на сельскохозяйственные, коммунальные машины, скутера, мотоблоки такие СО по-прежнему ставят. Правда, даже у тракторов их можно встретить уже очень редко.

Вторая же разновидность СО –  жидкостная система охлаждения двигателя – это система, где есть промежуточный теплоноситель (жидкость – антифриз). Именно антифриз основательно «прорабатывает» толщь стенок блока цилиндров. Роль отводящего агента у большинства СО такого типа при этом опять-таки играет воздух. Поэтому часто системы называют не просто жидкостными, а комбинированными, гибридными. С точки зрения физики, это действительно верно (и более грамотно), но при этом, так как жидкостные системы в чистом виде (без отводящего агента в виде воздуха) сейчас не используются (первые системы были именно непосредственно жидкостными и работали исключительно на воде), в том, что жидкостными и гибридными МО называют на практике одни и те же решения, ничего зазорного нет. 

И современные автомобилисты, и механики жидкостными СО называют, как правило, именно гибридные решения. Те, где задействован и воздух, и антифриз.

Потоки жидкостной СО

Жидкостные системы охлаждения двигателей могут быть с параллельными, последовательными и смешанными потоками.

Параллельные потоки. Антифриз под давлением поступает в блок цилиндров, проходит через отверстия прокладки головки блока и в головку блока. 

Последовательные потоки. Жидкость поступает к задней части блока цилиндра, а затем перетекает в головку блока цилиндров. Здесь она течет вокруг каждого цилиндра и только потом через перекрестные проходы попадает во коллектор впуска.

Смешанные потоки. У некоторых ДВС потоки теплоносителя объединены. Вентиляционные отверстия берут на себя функцию выпуска пара.

Устройство системы охлаждения двигателя


Сначала затронем конструирование устройства системы охлаждения. При конструировании системы охлаждения производители учитывают целый комплекс факторов: 
  • тепловая мощностью ДВС (быстрота выделения тепла),
  • габаритов радиатора, вентилятора и водяной помпы, 
  • давления в СО,
  • конструктивных особенностей термостата.
Если проектируется жидкостная система, учитывается тип охлаждающей жидкости – антифриза: этиленгликолевый (карбоксилатный, лобридный, комбинированный), пропилен-гликолевый. 

Если проектируется воздушная СО, обязательно учитывается температура и влажность окружающего ДВС воздуха.

При конструировании воздушных систем специалисты заинтересованы, в первую очередь, обеспечить подачу воздуха к:

  • перемычкам между гнездами клапанов (самым горячим местам головки цилиндров), если речь касается бензиновых ДВС.
  • форсункам, если в фокусе внимания – дизельные двигатели.

Обязательно учитываются параметры оребрения двигателя. Идеальный вариант – брать в расчет показатели аэродинамического сопротивления оребрения двигателя, но на практике чаще берется всё-таки удельная поверхность оребрения. Учитывать показатели аэродинамического сопротивления, когда речь идёт о достаточно простой и недорогой технике достаточно нерационально. И проще пожертвовать именно этим параметром.

Как устроена система охлаждения двигателя автомобиля, работающего на антифризе?


В зависимости от того, какое охлаждение – воздушное или на антифризе, отличается схема системы охлаждения двигателя.

Итак, общее устройство системы охлаждения двигателя автомобиля, работающего  на антифризе состоит из следующих элементов:

1. «Водяная рубашка».  Полости между двойными стенками двигателя, имеющие сообщение друг с другом. Расположены в зонах присутствия избытка тепла. Фактически это всё пространство вокруг цилиндров ДВС, заполненное охлаждающей жидкостью.

 
 
2. Термостат. Специальный клапан между «рубашкой» ДВС и входным патрубком устройства радиатора. Когда клапан открывается, для охлаждающей жидкости возникают все условия, чтобы она беспрепятственно попадала в радиатор. Излишки жидкости возвращаются в водяную рубашку через обводный канал. В зависимости от конструктивных особенностей СО, модели силового агрегата, компоновки ДВС термостат может иметь разную локацию. Чаще всего термостат расположен в зоне выхода антифриза из головки блока цилиндров.
 

 
3. Радиатор. Устройство, предназначенное непосредственно для отдачи (отвода) тепла в атмосферу и охлаждения жидкости внутри каналов. Представляет собой конструкцию из трубок, спаянных в виде прямоугольника, крепящегося на двух бачках. Изготавливается из металла (меди, алюминия), нескольких металлов (медь + латунь), комбинации металла и пластика. Большинство современных радиаторов – с алюминиевой сердцевиной с бачками из армированного пластика. В этом случае деталь обладает более высокими показателями коррозионной стойкости и теплопроводности. Устройство монтируется в зоне, которая лучше всего обдувается. Идеальный вариант – зона в подкапотном пространстве спереди автомобиля (причем к такому конструкционному решению инженеры нередко прибегают даже, если ДВС имеет заднее расположение). У некоторых автомобилей радиаторы устанавливаются возле боковых стенок авто. Но как правило, в этом случае о обдуве заботится воздухозаборник, а радиаторов – несколько. Такой вариант можно встретить у спорткаров. 

 

Теплоноситель может поступать в радиатор сверху и направляться вниз в основной бочок, а может двигаться от одной стороны устройства к противоположной его стороне (СО с поперечным потоком). На подавляющее большинство современных СО монтируют радиаторы именно с поперечным потоком.

У большинства радиаторов горловина имеет крышку, оснащённую подпружиненным клапаном, предназначенного для герметичного закрытия вентиляционных каналов СО. Это конструктивное решение необходимо для поддержания оптимального рабочего давления. Наиболее распространёнными и внушающими доверие пользователям радиаторами являются устройства торговых марок Behr Hella, DENSO, LUZAR, Stellox, SAT, AVA.

4. Вентилятор – устройство, помогающее усилить поток набегающего воздуха на радиатор. Воздушный поток направлен по направлению к двигателю.  Запускается за счёт муфты (электромагнитной, гидравлической от сигнала датчика при превышении порогового значения температуры охлаждающей жидкости.  На большинстве современных транспортных средств стоят электровентиляторы: один или несколько (один непосредственно для охлаждения, другой – для работы с высокими температурами).  На транспортных средствах с продольным расположением ДВС и задним приводом также можно встретить термостатический вентилятор охлаждения (вентилятор с термостатической пружиной). Он запускается ремнем от коленчатого вала.
 
    
5. Помпа — центробежный насос. Именно от помпы зависит, будет ли в системе обеспечена бесперебойная циркуляция жидкости (запускаются, чаще всего ремнем – от коленчатого или распределительного вала, шестернями или дополнительной помпой , работающей от электронного блока управления.

6. Расширительный бачок с подпружиненными клапанами. Присутствует у систем с радиатором без заливной горловины.

7.Температурный датчик. Присутствует у авто с электронным блоком управления. Сигналы с датчика поступают непосредственно на ЭБУ, а затем на исполнительные устройства (например, вентилятор).  

Устройство воздушной СО

Если же перед нами устройство воздушной системы охлаждения, где теплоносителем выступает непосредственно поток воздуха, то устройство включает следующие элементы:
  • вентилятор, состоящий из диффузора с неподвижными лопастями (направляют воздух) и ротора. Как правило, запускается при помощи ремня и работает от шкива коленвала охладительные ребра цилиндров и головки (или головок), 
  • съемный кожух, 
  • дефлекторы (монтируются непосредственно над вентканалом) и контрольные приборы. 

Принцип работы системы охлаждения двигателя автомобиля на антифризе

Принцип работы системы зависит от того, что является теплоносителем.

Работа системы охлаждения двигателя на антифризе:

  • Антифриз циркулирует (движется по маршруту) принудительно. 
  • Движение жидкости производится через «рубашку охлаждения» двигателя.
  • Охлаждение ДВС и нагрев охлаждающей жидкости осуществляются синхронно. 
  • Антифриз к водяной рубашке движется от первого цилиндра к последнему или от выпускного коллектора к впускному (в зависимости от потоков)
  • Жидкость циркулирует по малому (до нагрева) или большому кругу (после нагрева).Свой путь антифриз начинает  по большому кругу. Путь к маломому кругу до достижения определённой температуры  жидкости недоступен, это происходит благодаря закрывающемуся клапану. Когда температура, напротив, падает, то клапан  срабатывает снова, и рабочим путем антифриза, как и в начале работы, становится  малый круг.
  • В момент запуска ДВС антифриз  – холодный. При включении системы он нагревается, проходит через радиатор, охлаждается встречным потоком воздуха, в том числе, при необходимости  –  потоком воздуха от вентилятора.
Проходя путь через рубашку охлаждения блока цилиндров и головки цилиндров, жидкость в СО сначала увеличивается, а затем после прохождения радиатора охлаждается до начального уровня. 
  • Чаще всего у ДВС горячая охлаждающая жидкость выходит из корпуса термостата (температурно-регулирующего клапана), протекает через радиатор поток жидкости охлаждается потоком воздуха, 
  • Назад жидкость возвращается через выходной патрубок основного бачка и через шланг идёт к входному патрубку циркуляционного насоса. Он и прогоняет поток жидкости через рубашку охлаждения двигателя. На некоторых двигателях (например, Chrysler и General Motor’s) альтернативой термостату выступает водяной насос. 

Воздушное охлаждение

Схема работы СО следующая:

  • Вентилятор создает поток воздуха
  • Наружная область блоков цилиндров и головки омываются мощным потоком воздуха,
  • Излишки тепла направляются в атмосферу.

Важно! Воздушный поток целенаправленно направляется на наиболее нагреваемые детали – цилиндры и головки. Степень интенсивности охлаждения зависит от того, какие стоят вентиляторы, и как организовано направление потока воздуха. Распределить воздух на все детали ДВС помогают тонкие пластины-дефлекторы.

Степень интенсивности охлаждения, а значит, и результат, напрямую зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.

Неисправности в системе охлаждения

Не секрет, что именно на СО приходится около 25 – 30% неисправностей ДВС. И, если регулярно не проводить диагностику, не принимать меры, можно «нарваться» на дорогостоящий ремонт. 

Если же всё делать своевременно, то решением проблемы может стать замена небольшой детали или даже просто регулировка одного из узлов.

Популярные неисправности в системе охлаждения:

  • Проблемы со шлангами. Износ, потеря герметичности, повреждение, расслаивание,  набуханием материала, влекущее за собой изменение диаметра шланга. Если шланг получит повреждение во время работы двигателя, вся охлаждающая жидкость будет утеряна. Для того, чтобы решить проблему со шлангом, чаще всего требуется его замена, но иногда достаточно решить проблему только с хомутовым соединением.
  • Нарушение герметичности радиатора. Чаще всего под воздействием камней, противогололедных реагентов. Практика показала, что чаще радиатор «летит» в системах без кондиционера (если он есть те же на себя часто берет теплообменник).
  • Зависание» термостата. Если «зависание» происходит в закрытом состоянии, ДВС начинает перегреваться, если открытом – будет проблема с нагревом. Иногда для решения проблемы достаточно регулировки, но часто может потребоваться и замена этого устройства.
  • Течь расширительного бачка (нередкое явление для тех схем системы охлаждения двигателя, где бачок работает под давлением).
  • Потеря герметичности пробки радиатора.  При этой неисправности система не сможет обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. В зависимости от ситуации проблема может решаться механическим способом, или требуется замена пробки. К пробке ни в коем случае нельзя относится халатно. Именно от неё зависит, удастся ли удержать нужное давление в СО.
  • Воздушная пробка. Приводит к перегреву двигателя либо нарушению прогрева салона (то есть двигатель может хорошо прогреваться, а тепло в салон перестаёт поступать). Для диагностики проверяют уровень антифриза в расширительном бачке, проводят визуальный осмотр. Для решения проблемы ус старых транспортных средств на радиаторе откручивают  отточенных навыков: нужно снять пластиковую защиту, демонтировать хомут, подать в бачок воздух посредством компрессора, провести проверку на отсутствие пузырьков воздуха, накинуть на штуцер патрубок, монтировать специальную пробку и запускают двигатель, у современных авто в большинстве случае решение проблемы требует затянуть хомут, довести антифриз до оптимального уровня.
  • Обрыв ремня вентилятора. Распространённая поломка у мототехники, коммунальной техники, где стоит воздушная СО. Об этой неисправности у большинства транспортных средств сигнализирует контрольная лампа. Проблема решается путём замены ремня.
  • Загрязнение патрубков, влекущее за собой попадание в СО посторонних примесей и её выход из строя. Проблема решается путём промывки, удаления ржавчины, шлака, накипи, остатков масла, силикатного геля.

Как систематизировать знания и получить практические навыки по теме?

Изучить тему «Системы смазки и охлаждения» подробно поможет лицензионный обучающий продукт «Автомобильные основы» на платформе LCMS ELECTUDE.

Видеообзор этого обучающего продукта для вас доступен прямо сейчас:

Огромное преимущество использование платформы состоит в том, что вы не просто последовательно получаете необходимый набор знаний, а имеете возможность поработать с устройствами на практике, отточить навыки диагностики и ремонта (платформа располагает встроенным тренажёром).

Платформа адаптивна как для проведения занятий в аудитории, так и дистанционного обучения. Очень удобно, что система располагает продуманной системой тестов. Можно не просто изучить материал, а проконтролировать, как он усвоен, какой реальный прогресс при изучении системы охлаждения двигателя.

Как работает система охлаждения автомобиля?

Чтобы объяснить, как работает система охлаждения, необходимо сначала объяснить, что она делает. Все очень просто — система охлаждения автомобиля охлаждает двигатель. Но охлаждение этого двигателя может показаться гигантской задачей, особенно если учесть, сколько тепла выделяет автомобильный двигатель.

Подумайте об этом. Двигатель небольшой машины, движущейся по шоссе со скоростью 50 миль в час, будет производить примерно 4000 взрывов в минуту. Наряду со всем трением движущихся частей это много тепла, которое нужно сосредоточить в одном месте.Без эффективной системы охлаждения двигатель нагреется и перестанет работать в течение нескольких минут.

Современная система охлаждения должна обеспечивать прохладу автомобиля при температуре окружающей среды 115 градусов, а также тепло в зимнюю погоду -25 градусов.

Два типа охлаждения

В автомобилях есть два типа систем охлаждения: одна охлаждаемая жидкостью, а другая — воздухом. Двигатели с воздушным охлаждением почти ушли в прошлое и были торговой маркой старых Volkswagen Beetles, а также Chevy Corvair.

В новых мотоциклах используется воздушное охлаждение, но в автомобилях охлаждение двигателя воздухом встречается очень редко. Следовательно, в оставшейся части этой статьи мы будем иметь дело исключительно с системами жидкостного охлаждения.

Что происходит внутри…

Система жидкостного охлаждения работает путем постоянного пропускания жидкости через каналы в блоке двигателя. Охлаждающая жидкость, приводимая в действие водяным насосом, проталкивается через блок цилиндров. Когда раствор проходит через эти каналы, он поглощает тепло от двигателя.

После выхода из двигателя эта нагретая жидкость поступает в радиатор, где охлаждается воздушным потоком, поступающим через решетку радиатора автомобиля. Во время прохождения через радиатор жидкость будет охлаждаться, снова возвращаясь к двигателю, чтобы забрать больше тепла от двигателя и унести его

Между двигателем и радиатором стоит термостат. Термостат регулирует, что происходит с жидкостью в зависимости от температуры. Если температура жидкости опускается ниже определенного уровня, раствор обходит радиатор и вместо этого направляется обратно в блок двигателя.

Охлаждающая жидкость будет продолжать циркуляцию, пока не достигнет определенной температуры и не откроет клапан на термостате, позволяя ей снова пройти через радиатор для охлаждения.

Из-за очень высокой температуры двигателя кажется, что охлаждающая жидкость может легко достичь точки кипения. Однако система находится под давлением, чтобы предотвратить подобное. Когда система находится под давлением, охлаждающей жидкости намного труднее достичь точки кипения.

Однако иногда давление увеличивается, и его необходимо сбросить до того, как оно сдует шланг или прокладку. Крышка радиатора сбрасывает избыточное давление и жидкость, накапливая ее в резервном баке. После того, как жидкость в резервном резервуаре охлаждается до приемлемой температуры, она возвращается в систему охлаждения для повторной циркуляции.

The Killer Cooling Agent: антифриз

Антифриз — неотъемлемая часть системы охлаждения. Состоящий из этиленгликоля, антифриз выдерживает температуры в несколько десятков градусов ниже нуля, в то же время без кипячения он может выдерживать температуру двигателя, превышающую 250 градусов.

Для большинства климатических условий смесь 50% антифриза и 50% воды является лучшей смесью охлаждающей жидкости. Если температура намного ниже нуля, лучше всего использовать смесь 75% антифриза и 25% воды, но такой процент концентрации является исключением, а не нормой.

Также важно отметить, что антифриз очень ядовит как для животных, так и для человека. Хранить ее подальше от животных очень важно, потому что их привлекает сладкий вкус жидкости, и они с готовностью ее выпьют.При попадании внутрь этиленгликоль образует кристаллы оксалата кальция, которые могут вызвать почечную недостаточность с последующей смертью.

Итак, не пытаясь походить на голос мрака и гибели, будьте осторожны с антифризом и немедленно вытрите любые капли или разливы.

Систему охлаждения можно обслуживать, полностью сливая старую охлаждающую жидкость и заменяя ее свежим раствором. Промывка под давлением, которая должна выполняться профессионалами, удалит любые водные накипи вместе с любыми остатками старой охлаждающей жидкости или осадка.

Когда система полностью промывается в одном направлении, механик часто выполняет обратную промывку, идущую в направлении, противоположном нормальному потоку жидкости. После того, как обратная промывка выполнила свою работу, устанавливается новый термостат, и система заполняется свежим охлаждающим раствором.

После заправки, удаления накипи и очистки система снова готова начать работу по охлаждению двигателя.

Как работает система охлаждения двигателя

А автомобильный двигатель при работе выделяет много тепла, и его необходимо постоянно охлаждать, чтобы избежать двигатель повреждать.

Обычно это делается путем обращения охлаждающая жидкость жидкость обычно вода, смешанная с антифриз раствор через специальные охлаждающие каналы. Некоторые двигатели охлаждаются воздухом, проходящим через ребра. цилиндр оболочки.

Как циркулирует охлаждающая жидкость

Типичная система водяного охлаждения с вентилятором с приводом от двигателя: обратите внимание на перепускной шланг, отводящий горячую охлаждающую жидкость для нагревателя. Герметичная крышка расширительного бачка имеет подпружиненный клапан, который открывается при превышении определенного давления.

Система охлаждения с водяным охлаждением

А с водяным охлаждением Блок двигателя и крышка цилиндра имеют соединенные между собой каналы охлаждающей жидкости, проходящие через них. В верхней части ГБЦ все каналы сходятся к единому выпускному отверстию.

А насос , приводимый шкивом и ремнем от коленчатый вал , выталкивает горячую охлаждающую жидкость из двигателя в радиатор , который является формой теплообменник .

Нежелательное тепло передается от радиатора в воздушный поток, а охлажденная жидкость затем возвращается к впускному отверстию в нижней части блока и снова течет обратно в каналы.

Обычно насос направляет охлаждающую жидкость вверх через двигатель и вниз через радиатор, пользуясь тем фактом, что горячая вода расширяется, становится легче и поднимается над холодной водой при нагревании. Его естественная тенденция — течь вверх, а насос способствует циркуляции.

Радиатор соединен с двигателем резиной. шланги , и имеет верхний и нижний резервуары, соединенные стержнем из множества тонких трубок.

Трубки проходят через отверстия в стопке тонких пластин из листового металла, так что сердцевина имеет очень большую площадь поверхности и может быстро отдавать тепло более холодному воздуху, проходящему через нее.

В старых автомобилях трубки проходят вертикально, но современные автомобили с низким фасадом имеют радиаторы поперечного потока с трубками, которые проходят из стороны в сторону.

В двигателе при нормальной рабочей температуре охлаждающая жидкость лишь чуть ниже нормальной точки кипения.

Риск закипания можно избежать, увеличив давление в системе, что повышает температуру кипения.

Дополнительное давление ограничивается крышкой радиатора, в которой находится давление клапан в этом. Избыточное давление открывает клапан, и охлаждающая жидкость вытекает через переливной патрубок.

в система охлаждения этого типа происходит постоянная небольшая потеря охлаждающей жидкости, если двигатель работает очень горячо. Систему время от времени необходимо пополнять.

Более поздние автомобили имеют герметичную систему, в которой любой перелив расширительный бак , из которого он всасывается обратно в двигатель, когда остынет оставшаяся жидкость.

Как помогает вентилятор

Радиатор нуждается в постоянном потоке воздуха через его сердцевину для надлежащего охлаждения. Когда машина движется, это все равно происходит; но когда он неподвижен поклонник используется для облегчения воздушного потока.

Вентилятор может приводиться в движение двигателем, но, если двигатель не работает, он не всегда нужен во время движения автомобиля, поэтому энергия используется для вождения отходов топливо .

Чтобы преодолеть это, некоторые автомобили имеют вязкая муфта жидкость схватить работает с помощью термочувствительного клапана, который отключает вентилятор до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет заданного значения.

В других автомобилях есть электровентилятор, который также включается и выключается по температуре. датчик .

Для быстрого прогрева двигателя радиатор закрывается термостат , обычно размещается над насосом.Термостат имеет клапан, работающий от камеры, заполненной воском.

При прогреве двигателя воск плавится, расширяется и толкает клапан, позволяя охлаждающей жидкости течь через радиатор.

Когда двигатель останавливается и остывает, клапан снова закрывается.

Вода расширяется при замерзании, и если вода в двигателе замерзнет, ​​она может лопнуть блок или радиатор. Так антифриз обычно этиленгликоль добавляется в воду, чтобы снизить ее Точка замерзания до безопасного уровня.

Антифриз не следует сливать каждое лето; его обычно можно оставить на два-три года.

Системы охлаждения двигателя с воздушным охлаждением

в с воздушным охлаждением Двигатель, блок и ГБЦ выполнены с глубокими ребрами снаружи.

Ребра цилиндра с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется больше всего тепла. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам.

Воздушное охлаждение через ребра

Ребра цилиндра с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется больше всего тепла. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Ребра цилиндра с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется больше всего тепла.

Водяная система отопления

В нагревателе, работающем от водяного клапана, весь воздух проходит через матрицу.Температура матрицы регулируется путем регулирования количества проходящей через нее горячей воды.

Часто воздуховод проходит вокруг ребер, и вентилятор с приводом от двигателя продувает воздух через канал, чтобы отводить тепло от ребер.

Чувствительный к температуре клапан регулирует количество воздуха, нагнетаемого вентилятором, и поддерживает постоянную температуру даже в холодные дни.

Охлаждение масла

Как работает система охлаждения двигателя

Опубликовано в: Советы по вождению.

Двигатель — важная часть вашего автомобиля, на него возложена ответственность за выработку энергии, чтобы ваш автомобиль — и вы — двигались. Для этого он сжигает топливо и при этом выделяет тепло. Для поддержания работы двигателя транспортного средства, а также обеспечения максимальной производительности вашего транспортного средства, необходимо поддерживать работу двигателя в оптимальном диапазоне рабочих температур, и именно здесь система охлаждения двигателя становится важной.

Вам интересно, как работает система охлаждения двигателя? Прочтите и узнайте, как сохранить двигатель в рабочем состоянии, не приваривая поршневые кольца к стенкам цилиндров двигателя.

Компоненты системы охлаждения

Радиатор

Как работает система охлаждения двигателя

Работа радиатора заключается в отводе тепла, вырабатываемого двигателем, в окружающую среду. Обычно он состоит из плоских алюминиевых ребер и пластикового верха или, в старых моделях автомобилей, медного сердечника и латунного верха. Он состоит из различных частей, включая впускной и выпускной патрубки, герметичную крышку и сливную пробку.

Вентиляторы охлаждения радиатора

Вентиляторы охлаждения радиатора

Радиатор оснащен вентиляторами, которые помогают охлаждать воздух через ребра радиатора.Вентиляторов может быть один или два, но все они имеют крышку, предназначенную для защиты пальцев и прямого потока воздуха. На старых моделях вентилятор включается при каждом работающем двигателе, но на более новых моделях вентилятор управляется компьютером, который изменяет скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры двигателя.

Крышка под давлением и резервный резервуар для воды

Герметичный колпачок и резервный бак для воды

По мере того, как температура двигателя повышается от начальной температуры запуска, температура охлаждающей жидкости, циркулирующей вокруг блока цилиндров, также увеличивается, что приводит к расширению охлаждающей жидкости.Поскольку это расширение происходит в герметичной системе, внутреннее давление увеличивается, позволяя охлаждающей жидкости безопасно достигать температуры 240 градусов без кипения.

Если давление продолжает расти, клапан внутри герметичной крышки выпускает охлаждающую жидкость в резервный резервуар для воды. Это одна из причин, почему вы должны заполнять этот бак только до рекомендованного максимума, если вы действительно заправляете за отмеченную линию, есть вероятность, что ваша охлаждающая жидкость будет потрачена впустую, когда уровень жидкости начнет повышаться.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Само название должно дать вам представление о том, что делает этот компонент, это датчик температуры, который служит для считывания температуры двигателя. Это компонент, который предоставляет необходимые данные, используемые компьютером транспортного средства для управления работой вентилятора радиатора, оптимизации впрыска топлива и момента зажигания двигателя, а также источник показаний температуры двигателя, отображаемых на консоли водителя.

Насос

Насос

Насос служит той же цели, что и сердце — циркулирует хладагент. Внутри корпуса находится радиальное рабочее колесо, которое с помощью змеевика приводится в движение вращательным движением двигателя. При работающем двигателе насос будет поддерживать циркуляцию охлаждающей жидкости.

Охлаждающая жидкость

С технической точки зрения охлаждающая жидкость не считается частью системы охлаждения. Но это то, что делает возможным охлаждение двигателя. Если насос считается сердцем системы охлаждения, то охлаждающей жидкостью будет кровь, без нее насос бесполезен.Это может быть газ или жидкость. При вращении двигателя он поглощает выделяемое тепло и передает тепло радиатору, чтобы избавиться от него.

Термостат

Термостат

Термостат — это просто клапан, который проверяет температуру охлаждающей жидкости и позволяет ей проходить через радиатор только при превышении определенного значения температуры. Это означает, что когда вы впервые запускаете двигатель, охлаждающая жидкость циркулирует в двигателе (чтобы избежать горячих точек), пока двигатель не прогреется до эффективной рабочей температуры, только после этого охлаждающая жидкость может пройти через радиатор и выплеснуться. жара.

Байпасная система

Обходная система — это то, на что она похожа. Это канал, по которому охлаждающая жидкость перенаправляется к насосу, а не к радиатору. Когда двигатель только запускается и его температура не соответствует эффективной рабочей температуре, термостат закрывается, поэтому охлаждающая жидкость может рециркулировать вокруг двигателя без потери тепла на радиаторе.

Шланги

Поскольку охлаждающая жидкость должна покинуть резервуар для хранения и протекать через насос, блок двигателя и радиатор, ей требуется соединительный контур, и это то, что делает шланг, соединяя эти отдельные части.

В большинстве автомобилей используется термостойкая резина, но некоторые двигатели имеют встроенный канал в переднем корпусе или используют металлическую трубку. В любом случае, все они рассчитаны на то, чтобы выдерживать давление в системе охлаждения. Если вы заметили, что резина выглядит потрескавшейся и сухой, или становится губчатой ​​и мягкой, или немного вздувается на любом из концов, то пришло время заменить ее.

Собираем все вместе

Собираем все вместе

Как только вы зажигаете двигатель и поршни начинают двигаться, выделяется тепло.За счет движения поршня насос охлаждающей жидкости получает источник энергии для циркуляции охлаждающей жидкости вокруг блока цилиндров.

Если исходная температура двигателя была очень низкой, термостат блокирует прохождение охлаждающей жидкости к радиатору (где она могла бы потерять тепло), направляя теперь уже теплую охлаждающую жидкость обратно к насосу, который рециркулирует ее.

Когда температура охлаждающей жидкости оптимальна, термостат позволяет ей течь через радиатор для поддержания этой рабочей температуры.

Нет никаких уловок для поддержания оптимальной температуры двигателя. Если система неисправна, она перегреется. Самые важные советы по обслуживанию просты: убедитесь, что уровень охлаждающей жидкости находится на рекомендуемом уровне перед началом движения, периодически промывайте и доливайте охлаждающую жидкость, а также проверяйте шланги и ремни на предмет утечек или признаков ослабления.


Теги: Как работает система охлаждения двигателя


Как работает система охлаждения вашего двигателя?

Ваш двигатель должен многое сделать, чтобы вы продолжали двигаться.Он забирает топливо из топливной системы и создает крошечные контролируемые взрывы. Компоненты вращаются, вращаются и проворачиваются, и, несмотря на все это, двигатель довольно быстро нагревается. Фактически, типичный двигатель работает при температуре от 195 до 220 градусов по Фаренгейту, и это даже не включает температуру окружающей среды! Летом там становится еще жарче. К счастью, ваш двигатель может охладиться за счет использования радиатора и других компонентов как части системы охлаждения.Итак, как работает система охлаждения двигателя автомобиля?

Компоненты системы охлаждения

Система охлаждения состоит из нескольких компонентов и каналов, проходящих через блок цилиндров и головок, для охлаждения двигателя. Тем не менее, ни один из этих компонентов не сможет выполнять свои задачи без использования охлаждающей жидкости. Смесь химикатов и воды, охлаждающая жидкость, также называемая антифризом, поддерживает охлаждение двигателя, а также предотвращает замерзание воды в двигателе при более низких температурах.В охлаждающую жидкость также входят некоторые присадки, в том числе смазочные, для защиты двигателя от повреждений. Охлаждающая жидкость начинается у водяного насоса и проходит через каналы двигателя, собирая тепло по мере продвижения. Он течет к головкам цилиндров для сбора тепла от камер сгорания, проходит мимо термостата через шланг радиатора и попадает в радиатор. Охлаждающая жидкость протекает через ребра радиатора, где она охлаждается воздушным потоком, проходящим через радиатор. Покидая радиатор, он возвращается к водяному насосу через нижний шланг радиатора.

Водяной насос

Водяной насос, приводимый в движение змеевиком от коленчатого вала, обеспечивает непрерывное прохождение охлаждающей жидкости через двигатель, радиатор и шланги при поддержании идеальной температуры. Без работающего водяного насоса охлаждающая жидкость не сможет попасть туда, где она необходима для отвода тепла, и может вызвать перегрев двигателя.

Термостат

Двигатели с жидкостным охлаждением оснащены термостатом, который расположен между двигателем и радиатором.Термостат контролирует температуру охлаждающей жидкости и регулирует ее поток. Термостат контролирует температуру двигателя, и, если температура двигателя низкая, термостат предотвращает вытекание охлаждающей жидкости и направляет ее обратно в двигатель. По мере повышения температуры термостат начнет медленно открываться. Термостат полностью откроется, когда двигатель достигнет температуры около 200 градусов по Фаренгейту.

Радиатор

Радиатор представляет собой теплообменник, предназначенный для передачи тепла от охлаждающей жидкости через его каналы, чтобы охлаждающая жидкость могла продолжать движение через двигатель.В основном сделанные из алюминия, радиаторы передают тепло от горячей охлаждающей жидкости по трубкам, и когда воздух дует с помощью вентиляторов, он проходит через ребра радиатора для охлаждения жидкости.

Крышка радиатора

Вода закипает примерно при 212 градусах по Фаренгейту, а поскольку охлаждающая жидкость частично состоит из воды, она тоже будет закипать при 212 градусах, верно? Не совсем. Благодаря давлению, создаваемому крышкой радиатора, температура кипения значительно повышается. Однако слишком большое давление может привести к серьезным повреждениям, и необходимо сбросить некоторое давление.Крышка радиатора сбрасывает давление, когда оно достигает определенной точки.

Шланги

Охлаждающая жидкость может перемещаться по двигателю только одним способом — через шланги радиатора. Шланги представляют собой гибкие соединения, прикрепленные к двигателю, по которым охлаждающая жидкость транспортируется между двигателем, радиатором и между ними. Охлаждающая жидкость направляется в радиатор для охлаждения и возвращается обратно в двигатель. Шланг отопителя предназначен для направления охлаждающей жидкости к нагревательному элементу автомобиля, называемому сердечником отопителя, для поддержания температуры в салоне в холодное время года.

Важность системы охлаждения двигателя

Ваш двигатель лучше работает при более высоких температурах, но слишком много тепла может нанести ему вред. Двигатель может быть серьезно поврежден, что может быть необратимым и привести к замене или очень дорогостоящему ремонту. Когда какая-либо часть системы охлаждения выходит из строя, ваш двигатель становится уязвимым для теплового повреждения. Компоненты в двигателе и вокруг него могут подвергнуться сильному нагреву. Перегрев может привести к расплавлению уплотнений, датчиков, ремней и других компонентов.В случае неисправности термостата, когда охлаждающая жидкость присутствует, но не может циркулировать, это может вызвать перегрев, который также может вызвать серьезные повреждения. Шланги, находящиеся под давлением, например, могут вызвать кипение охлаждающей жидкости, создавая значительное давление, и расширяться, что может привести к разрыву шлангов и утечке охлаждающей жидкости.

Головки цилиндров располагаются над цилиндрами на блоке цилиндров и закрывают цилиндр, создавая камеру сгорания. Однако головки цилиндров сделаны из алюминия и не предназначены для выдерживания суровых температур.Если автомобиль перегреется, головки цилиндров могут начать плавиться и деформироваться. Деформация является проблемой, поскольку она влияет на процесс сгорания и может привести к снижению мощности двигателя, вызвать пропуски зажигания или утечку масла.

Перегрев двигателя также может стать причиной взрыва прокладки головки блока цилиндров. Повреждающее воздействие выдувной прокладки головки блока цилиндров является значительным и дорогостоящим. Охлаждающая жидкость начинает протекать и смешивается с моторным маслом. Хотя обе жидкости идеально подходят для работы вашего автомобиля, они не работают вместе.Масло и охлаждающая жидкость ухудшают работу двигателя и влияют на выхлопную систему, в том числе вызывают выход дыма из выхлопной трубы.

Что означает индикатор системы охлаждения двигателя?

Когда датчик температуры в вашем автомобиле достигает «опасной зоны», красная область, ближайшая к букве «H», означает высокую температуру, световой индикатор, похожий на волнообразный градусник, указывает на то, что двигатель становится слишком горячим и может перегреться. Это указание вам найти безопасное место, чтобы остановиться и попытаться дать двигателю остыть.Если вы находитесь в пробке и начинаете замечать, как стрелка поднимается вверх, вы можете попытаться повернуть вспять температуру, опустив окна и включив обогреватель на полную мощность. В любом случае, если ваша машина начинает перегреваться, не пытайтесь ехать дальше. Не рискуйте потенциальным повреждением вашего двигателя. Вместо этого обратитесь в службу буксировки и отбуксируйте свой автомобиль в ближайший к вам автомобильный центр, где техник может определить, что вызывает перегрев вашего автомобиля.

Как работает система охлаждения двигателя

Система охлаждения — незамеченный герой двигателя внутреннего сгорания.Он бесшумно поддерживает рабочую температуру двигателя, предотвращая перегрев, и в то же время подает жаркое уютное тепло в салон. Единственный раз, когда мы замечаем систему охлаждения, — это когда она выходит из строя, а это довольно часто может иметь катастрофические последствия.

Температура внутри камеры сгорания автомобильного двигателя (зона сгорания топлива) может легко достигать 1600 градусов. F. Рабочая температура двигателя должна быть в пределах 200 градусов. Это слишком много тепла, которое необходимо отвести.Рабочая температура двигателя зависит от температуры охлаждающей жидкости. Повреждение двигателя может произойти довольно быстро, когда температура охлаждающей жидкости начинает подниматься до 300 градусов.

Система охлаждения двигателя работает по принципу теплопередача. Теплообмен — это движение тепловой энергии от одного места к другому. Другой. Тепловая энергия всегда будет искать что-то более прохладное. Хороший пример это помещает теплую банку содовой (пива) в холодильник со льдом. С тепла энергия всегда будет переходить к чему-то более прохладному, тепловая энергия в банке переносится на лед, делая банку холодной. Холод по определению — это отсутствие тепловой энергии.

Вот как автомобильная система охлаждения использует механизм теплопередачи, чтобы ваш двигатель оставался холодным, а ваши пальцы — теплыми:

Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости через систему охлаждения. Водяной насос приводится в действие теми же ремнями привода вспомогательных агрегатов, которые приводят в действие генератор переменного тока, насос гидроусилителя рулевого управления и компрессор кондиционера. Эти ремни приводятся в движение шкивом на передней части коленчатого вала.Водяной насос использует вращающиеся рабочие колеса для проталкивания охлаждающей жидкости через двигатель, радиатор и сердечник нагревателя.

Охлаждающая жидкость проходит через двигатель через водяные рубашки. Водяные рубашки расположены по всему двигателю, но в основном сконцентрированы вокруг камер сгорания, так как именно здесь вырабатывается тепло, и где температура самая высокая.

Термостат регулирует расход охлаждающей жидкости. Термостат является привратником системы охлаждения. В нем используется тарельчатый клапан с пружинным приводом, который закрывается при холодном двигателе, блокируя поток охлаждающей жидкости, и обычно открывается при температуре охлаждающей жидкости 185 — 195 градусов, в зависимости от номинала термостата.

Когда термостат закрыт, он подавляет охлаждающую жидкость. течь через радиатор. Охлаждающая жидкость проходит через двигатель через байпасный шланг. Это позволяет охлаждающей жидкости нагреваться без охлаждающего воздействия радиатор пытается его остыть. Таким образом двигатель и охлаждающая жидкость в состоянии достичь рабочей температуры.

Когда достигается рабочая температура, термостат открывается, позволяя охлаждающей жидкости течь через радиатор. В термостате используется биметаллическая пружина.Это означает, что пружина состоит из двух отдельных металлов, которые по-разному сжимаются и расширяются при изменении температуры. Когда горячая охлаждающая жидкость нагревает пружину, оба металла тянутся друг к другу, заставляя пружину сжиматься, что открывает тарельчатый клапан, позволяя охлаждающей жидкости течь.

Когда охлаждающая жидкость проходит через радиатор, он продолжает цикл нагрева и охлаждения. Когда охлаждающая жидкость проходит через двигатель, тепло передается от горячего двигателя к охлаждающей жидкости.Этот чрезвычайно горячий хладагент затем прокачивается через радиатор, где его тепловая энергия передается в атмосферу, и цикл продолжается.

Таким образом, когда охлаждающая жидкость протекает через радиатор, тепловая энергия охлаждающей жидкости направляется на металл в радиаторе. Охлаждающий вентилятор продувает воздух через ребра радиатора, позволяя тепловой энергии радиатора поступать в воздух, где она уходит. Это как подуть на картофель фри, чтобы остудить его.

Вентиляторы охлаждения имеют ременной привод или приводятся в действие электродвигателем.Вентиляторы с ременным приводом обычно оснащаются центробежной муфтой или термостатической муфтой. Центробежная муфта замедляет скорость вращения лопастей вентилятора по мере увеличения скорости двигателя, позволяя вентилятору вращаться свободно, отключаясь от крутящего момента двигателя. Это основано на предположении, что если частота вращения двигателя выше, автомобиль должен двигаться по дороге. Когда автомобиль движется, воздух естественным образом проходит через радиатор, поэтому скорость вентилятора меньше. Снижение скорости вращения вентилятора снижает нагрузку на двигатель, улучшая экономию топлива.

Термостатическая муфта имеет встроенную биметаллическую пружину. который снижает крутящий момент на лопастях вентилятора при холодном двигателе, позволяя им свободный ход. Когда пружина нагревается, лопасти вентилятора могут работать на полную мощность. Это также ограничивает сопротивление вентилятора, чтобы улучшить экономию топлива.

Электрические вентиляторы охлаждения активируются электронным Модуль управления (ECM), использующий данные температуры охлаждающей жидкости двигателя датчик. Когда охлаждающая жидкость достигает заданной высокой температуры, контроллер ЭСУД включи вентилятор.Контроллер ЭСУД выключит вентилятор, когда охлаждающая жидкость достигнет заданная низкая температура.

Электрические вентиляторы лучше всего, потому что они не нагружают на двигателе, что помогает экономить топливо. Электронное управление охлаждением вентилятор позволяет блоку управления двигателем контролировать температуру охлаждающей жидкости, поддерживая оптимальная температура охлаждающей жидкости. Контроллер ЭСУД также включает вентилятор охлаждения, когда кондиционер работает. Конденсатор кондиционера расположен спереди. радиатора, поэтому крайне важно, чтобы воздух с постоянной высокой скоростью продувка радиатора и конденсатора при включенном кондиционере Бег.

Все автомобильные системы охлаждения закрыты герметичной крышкой. Поскольку тепло увеличивает давление, давление в системе охлаждения начинает расти, как только повышается температура. Излишне говорить, что если вы забудете проверить это давление, это может иметь катастрофические последствия. Герметичные колпачки вентилируют систему охлаждения с заданным давлением. Большинство крышек имеют давление 15 фунтов на квадратный дюйм (PSI). Это означает, что при 15 фунтах на квадратный дюйм крышка сбросит давление в атмосферу. Герметичный колпачок работает по тому же принципу, что и термостат.Биметаллическая пружина сжимается, поднимая уплотнение и позволяя сбросить давление.

Герметичная крышка может быть расположена на радиатора, либо на пластиковой бутылке дегазации. Бутылка для дегазации — это резервуар, размещается в моторном отсеке выше двигателя и радиатора. С воздух естественным образом поднимается, когда он попадает в жидкость, любой воздух в системе охлаждения попадает в бутыль с дегазатором и выталкивается из герметичной крышки во время вентиляции. Воздух вреден для системы охлаждения.Захваченный воздух прекратится поток охлаждающей жидкости, который может вызвать состояние перегрева, отсутствие пассажира перегрев камеры или ложные показания датчика температуры.

Системы, которые устанавливают герметичную крышку на радиатор используйте переливной бак. Все, что делает этот бак, это ловит любую охлаждающую жидкость, которая может вытечь. во время сброса давления. Если уровень охлаждающей жидкости в радиаторе должен упасть из-за до нормальных приливов и отливов в системе охлаждения охлаждающая жидкость будет всасываться из переливной бачок и обратно в радиатор.

Помимо охлаждения двигателя, система охлаждения помогает согреться. Тепло, которое дует в салон автомобиля на холодный день передается от горячего теплоносителя к активной зоне подогревателя, а затем к воздух, который нагнетается в машину двигателем вентилятора.

Сердечник обогревателя — это, по сути, мини-радиатор. Охлаждающая жидкость протекает через серию узких трубок, соединенных тонкими слоями металл, расположенный в виде сот. Горячие трубки нагревают соты, которые передают свою тепловую энергию воздуху, когда он проталкивается через сердечник нагревателя у электродвигателя вентилятора.Вот почему вы часто слышите о плохом термостат, вызывающий состояние отсутствия нагрева. Если термостат застрял в открытом положении, охлаждающая жидкость не имеет возможности достичь рабочей температуры. Не жарко теплоноситель означает не горячее тепло.

Итак, это основы того, как система охлаждения двигателя предотвращает самоуничтожение двигателя. Автомобильные двигатели действительно хорошо скрывают всю жестокость, которая на самом деле происходит глубоко внутри двигателя внутреннего сгорания во время его работы. Тепло — это побочный продукт всего этого беспорядка, и ваша система охлаждения постоянно ведет борьбу за то, чтобы удерживать это тепло под контролем.

Вам также может понравиться:

Источники

Франк Лумена — писатель-фрилансер, специализирующийся на автомобильных технологиях. Он любит автомобили, грузовики, мотоциклы и почти все, что идет в рум. Его любимые люди, с которыми он тусуется, — это его жена и три его большие сумасшедшие собаки.

Как работает система охлаждения автомобиля

Вы когда-нибудь задумывались о том, что в вашем двигателе происходят тысячи взрывов? Если вы похожи на большинство людей, эта мысль никогда не приходит вам в голову.Каждый раз, когда загорается свеча зажигания, смесь топлива и воздуха в этом цилиндре взрывается. Это происходит сотни раз на цилиндр в минуту. Вы можете себе представить, сколько тепла это выделяет?

Эти взрывы относительно небольшие, но в огромных количествах они выделяют сильнейшее тепло. Рассмотрим температуру окружающего воздуха 70 градусов. Если двигатель «холодный» на 70 градусов, через какое время после запуска весь двигатель будет прогреваться до рабочей температуры? Это займет всего несколько минут на холостом ходу. Как избавиться от избыточного тепла, образующегося в процессе сгорания?

В транспортных средствах используются два типа систем охлаждения.Двигатели с воздушным охлаждением редко используются в современных автомобилях, но были популярны в начале двадцатого века. Они по-прежнему широко используются в садовых тракторах и садовой технике. Двигатели с жидкостным охлаждением используются почти исключительно всеми производителями автомобилей по всему миру. Здесь мы обратимся к двигателям с жидкостным охлаждением.

Как работает система охлаждения

Двигатели с жидкостным охлаждением имеют несколько общих деталей:

  • Водяной насос
  • Антифриз
  • Радиатор
  • Термостат
  • Рубашка охлаждающей жидкости двигателя
  • Сердечник нагревателя

В каждой системе также есть шланги и клапаны, расположенные и проложенные по-разному.Основы остаются прежними.

Система охлаждения заполнена смесью этиленгликоля и воды в соотношении 50/50. Эта жидкость называется антифризом или охлаждающей жидкостью. Это среда, используемая системой охлаждения для отвода тепла от двигателя и его рассеивания. Антифриз находится под давлением в системе охлаждения, поскольку тепло расширяет жидкость, до 15 фунтов на квадратный дюйм. Если давление превышает 15 фунтов на квадратный дюйм, открывается предохранительный клапан в крышке радиатора и выпускает небольшое количество охлаждающей жидкости для поддержания безопасного давления.

Двигатели оптимально работают при 190–210 градусах Фаренгейта.Когда температура поднимается и превышает постоянную температуру в 240 градусов, может произойти перегрев. Это может вызвать повреждение двигателя и компонентов системы охлаждения.

Водяной насос : Водяной насос приводится в действие змеевиком, ремнем или цепью ГРМ. Он содержит крыльчатку, которая обеспечивает циркуляцию антифриза в системе охлаждения. Поскольку он приводится в движение ремнем, привязанным к другим системам двигателя, его поток всегда увеличивается примерно в той же пропорции, что и частота вращения двигателя.

Радиатор : антифриз циркулирует от водяного насоса в радиатор.Радиатор представляет собой систему трубок, которая позволяет антифризу с большой площади отводить содержащееся в нем тепло. Воздух проходит или вытягивается охлаждающим вентилятором и отводит тепло от жидкости.

Термостат : Следующая остановка для антифриза — двигатель. Шлюз, через который он должен пройти, — это термостат. Пока двигатель не прогреется до рабочей температуры, термостат остается закрытым и не позволяет охлаждающей жидкости циркулировать через двигатель. По достижении рабочей температуры термостат открывается, и антифриз продолжает циркуляцию в системе охлаждения.

Двигатель : антифриз проходит через небольшие проходы, окружающие блок двигателя, известные как рубашка охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость поглощает тепло от двигателя и отводит его, продолжая свой путь циркуляции.

The Heater Core : Далее антифриз поступает в систему отопления в автомобиле. Внутри салона вмонтирован сердечник отопителя, через который проходит антифриз. Вентилятор обдувает сердечник отопителя, отводя тепло от жидкости внутри, и теплый воздух поступает в салон.

После сердечника нагревателя антифриз поступает в водяной насос, чтобы снова начать циркуляцию.

Система охлаждения | инженерия | Britannica

Система охлаждения , устройство, используемое для поддержания температуры конструкции или устройства от превышения пределов, установленных требованиями безопасности и эффективности. При перегреве масло в механической коробке передач теряет смазывающую способность, а жидкость в гидравлической муфте или гидротрансформаторе протекает под создаваемым давлением.В электродвигателе перегрев вызывает ухудшение изоляции. Поршни перегретого двигателя внутреннего сгорания могут заедать (заедать) в цилиндрах. Системы охлаждения используются в автомобилях, оборудовании промышленных предприятий, ядерных реакторах и многих других типах оборудования. (Для обработки систем охлаждения, используемых в зданиях, см. для кондиционирования воздуха.)

Обычно используемые охлаждающие агенты представляют собой воздух и жидкость (обычно воду или раствор воды и антифриза), по отдельности или в комбинации.В некоторых случаях может быть достаточно прямого контакта с окружающим воздухом (свободная конвекция); в других случаях может потребоваться принудительная конвекция воздуха, создаваемая вентилятором или естественным движением горячего тела. Жидкость обычно перемещается через непрерывный контур в системе охлаждения с помощью насоса.

Подробнее по этой теме

Конструкция

: Отопление и охлаждение

Системы контроля атмосферы в малоэтажных жилых домах используют природный газ, мазут или катушки электрического сопротивления в качестве центральных источников тепла…

В трансмиссии, если площадь поверхности корпуса (контейнера) достаточно велика по сравнению с потерянной мощностью, или если трансмиссия находится в движущемся транспортном средстве, обычно имеется достаточная свободная конвекция и нет необходимости в искусственном охлаждении. Чтобы усилить охлаждающий эффект за счет увеличения площади поверхности, корпус может быть снабжен тонкими металлическими ребрами. На некоторых стационарных механических трансмиссиях может потребоваться циркуляция смазочного масла по трубам, окруженным холодной водой, или использование вентилятора для продувки воздуха по трубам, окруженным маслом в резервуаре.На многих электродвигателях к вращающемуся элементу прикреплен вентилятор для создания потока охлаждающего воздуха через корпус.

В автомобиле движение транспортного средства обеспечивает достаточное охлаждение с принудительной конвекцией для трансмиссии и шестерен заднего моста; Однако в двигателе выделяется так много энергии, что, за исключением некоторых ранних моделей и некоторых небольших автомобилей с двигателями малой мощности, воздушное охлаждение является недостаточным, и требуется система водяного охлаждения (радиатор).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Типичная автомобильная система охлаждения содержит (1) ряд каналов, отлитых в блоке двигателя и головке цилиндров, окружающих камеры сгорания с циркулирующей жидкостью для отвода тепла; (2) радиатор, состоящий из множества небольших трубок, снабженных решеткой из ребер для быстрого отвода тепла, который принимает и охлаждает горячую жидкость от двигателя; (3) водяной насос, обычно центробежного типа, для циркуляции жидкости в системе; (4) термостат для регулирования температуры путем изменения количества жидкости, поступающей в радиатор; и (5) вентилятор для втягивания свежего воздуха через радиатор.

Для предотвращения замерзания в воду добавляют раствор антифриза или заменяют его. Для повышения температуры кипения раствора в системе охлаждения обычно повышается давление с помощью герметичной крышки на радиаторе с клапанами, которые открываются наружу при заданном давлении и внутрь, чтобы предотвратить возникновение вакуума при охлаждении системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *