Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя
Содержание:
- Авторемонт
- Типы систем охлаждения
- Особенности устройства
- СХЕМА И УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
- Технология модульного охлаждения двигателя
- Виды систем охлаждения двигателя в автомобиле
- Распространённые поломки термостата
- Радиатор и вентилятор
- Авторемонт
- Принципы построения систем охлаждения
- Назначение радиатора
- Общие сведения
Авторемонт
Процесс сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя сопровождается высвобождением большого количества тепла, которое нагревает двигатель. Если не охлаждать двигатель во время работы, то через несколько минут его температура превысит критическую, и он разрушится. Чтобы этого не произошло, в автомобиле применяется система охлаждения двигателя.
Состав системы охлаждения двигателя:
- охлаждающая жидкость (тосол или антифриз);
- радиатор;
- вентилятор;
- термостат;
- водяной насос (помпа);
- соединительные патрубки;
- расширительный бачок;
- отопитель салона.
Водяной насос (помпа) начинает работать вместе с двигателем. Как только двигатель заработал, вращающиеся лопасти помпы заставляют охлаждающую жидкость циркулировать по малому кругу системы охлаждения (минуя радиатор). Это надо для того, чтобы двигатель как можно быстрее прогрелся и вышел на свою рабочую температуру.
Когда температура охлаждающей жидкости работающего двигателя достигла рабочего значения, открывается термостат и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу — через радиатор.
Охлаждающая жидкость (тосол, антифриз) подается в радиатор через верхний патрубок, проходит сверху вниз по его сотам, и через нижний патрубок (уже охлажденная жидкость) подается обратно в рубашку двигателя.
Когда температура охлаждающей жидкости поднимается к верхним значениям (100 °C и более), включается вентилятор, который усиливает поток воздуха через решетку радиатора и увеличивает эффективность охлаждения. На старых машинах вентилятор соединен жестко ремнем с валом помпы и вращается постоянно.
Чтобы жидкость в системе охлаждения не замерзала при низких температурах и не закипала при 100 °C, применяются специальные охлаждающие жидкости: тосол или антифриз. Эти жидкости содержат этиленгликоль или пропиленгликоль — химические соединения, не дающие воде замерзать. Кроме того, охлаждающие жидкости содержат ингибиторы ржавчины, коррозии и вспенивания, что предотвращает образование ржавчины на металлических поверхностях двигателя и радиатора, смазывает водяной насос и не дает жидкости вспениваться, циркулируя по системе.
ВНИМАНИЕ! Не используйте в качестве охлаждающей жидкости воду!!!!. Вода — довольно агрессивная среда, которая быстро разрушает все металлические детали системы охлаждения
При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме. Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку.
В салоне автомобиля находится еще один небольшой радиатор, спрятанный под торпедо, который принято называть отопителем салона автомобиля, или просто — печкой. В холодное время года водитель открывает заслонку печки, и нагретая охлаждающая жидкость начинает циркулировать через теплообменник, нагревая воздух в салоне автомобиля.
Система охлаждения довольно проста и при нормальной работе не требует какого-либо обслуживания. Если утечек охлаждающей жидкости нет, то можно спокойно ездить пару лет. Раз в два года рекомендуется полностью менять охлаждающую жидкость в системе охлаждения автомобиля. Также, надо следить за состоянием резиновых патрубков, поскольку резина со временем пересыхает и растрескивается. Очень будет неприятно, если в дороге вдруг произойдет разрыв патрубка — дальнейшее движение будет практически невозможно. Поэтому, имеет смысл через 5-6 лет проводить полную замену всех резиновых патрубков на новые.
В начало страницы
Типы систем охлаждения
Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.
Термические двигатели для А. требуют охлаждения цилиндров. Только для слабых, велосипедных газолиновых двигателей достаточно воздушного охлаждения при помощи рубцов, прилитых к поверхности цилиндра; для более сильных необходима циркуляция воды помощью насоса между двойными стенками цилиндров, охлаждаемой в особом трубчатом приборе, помещаемом впереди А. и обдуваемом струей встречного воздуха. |
Воздушное охлаждение
Рубашка цилиндра свободно обдувается воздухом, тем самым забирая большую часть тепла двигателя. Является самой простой, так как не требует сложных деталей и систем управления. Недостаток системы заключается в маленькой теплоёмкости воздуха, что не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки.
Примером машины с воздушным охлаждением может служит автомобиль ЗАЗ-965. Так как предполагалось, что советским автовладельцам придется обслуживать автомобиль самостоятельно (и с учётом дефицита запчастей), воздушное охлаждение оценивалось положительно и виделось весьма практичным в суровых зимних условиях (при низких температурах нет риска замерзания охлаждающей жидкости на стоянке). Кроме того, малая масса силового агрегата, его простота и разборная конструкция (съёмные цилиндры) позволяла отремонтировать автомобиль практически «в чистом поле». Однако такая конструкция системы охлаждения обусловила возникновение проблемы перегрева в жаркую погоду, которая особенно усугублялась в процессе износа двигателя, когда его оребрение покрывалось слоем масла и прилипшей к нему пыли. Следует отметить, что на автомобилях ЛуАЗ-967, где тот же двигатель работал с большей нагрузкой, но лучше обдувался набегающим потоком воздуха, его перегрев наблюдался редко.
Жидкостное охлаждение
- Основная статья: Жидкостное охлаждение
Цилиндры двигателя охлаждаются жидкостью, после чего она возвращается в расширительный бачок. Является очень старым типом системы охлаждения, в настоящее время этот тип в автомобилестроении не используется, так как жидкость не успевает охладиться, поэтому двигатели, оснащённые этой системой охлаждения, не могут работать в течение длительного времени. Однако в двигателях речных и морских судов запас охлаждающей жидкости (забортной воды) не ограничен, что позволяет уменьшить вес силовой установки по сравнению с двигателями с гибридной системой охлаждения.
Гибридный тип
Сейчас гибридную систему называют жидкостной. Фактически она всё же гибридная, так как там тоже участвует воздух.
Система жидкостного охлаждения обычно включает следующие элементы:
- двойные стенки цилиндров, пространство между которыми заполнено охлаждающей жидкостью (например, водой или антифризом);
- теплообменник или радиатор, состоящий из трубок и полостей;
- вентилятор, состоящий из ступицы и лопастей, при вращении которого обеспечивается прокачка воздуха между трубками радиатора;
- насос центробежного типа для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости в системе;
- трубопроводы, связывающие двигатель с радиатором.
Двухконтурная система охлаждения
двухконтурная система охлаждения (напр. дизеля — Тепловоз ТЭП150). В одном контуре охлаждается вода дизеля, а в другом вода, охлаждающая масло и наддувочный воздух (в теплообменных аппаратах). Охлаждение воды обеих контуров осуществляется воздухом в полуторных радиаторных секциях холодильной камеры, имеющей три мотор-вентилятора. В контуре охлаждения воды дизеля используются радиаторные секции половинной глубины, а в контуре охлаждения воды второго контура используются радиаторные секции полной глубины. Мотор-вентиляторы холодильной камеры оборудованы системой плавного регулирования их производительности.
Подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения
Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века.
Особенности устройства
Насос охлаждающей жидкости центрального типа, приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновидным ремнём. Вентилятор имеет четырёхлопастную крыльчатку, которая крепится болтами к ступице шкива, приводится в действие от ремня привода насоса. Термостат с твёрдым чувствительным наполнителем имеет основной и перепускной клапаны. Начало открытия основного клапана при температуре охлаждающей жидкости 77-86°С, ход основного клапана не менее 6 мм. Радиатор — вертикальный, трубчатопластинчатый, с двумя рядами трубок и стальными лужеными пластинами. В пробке заливной горловины имеются впускной и выпускной клапаны.
СХЕМА И УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
Система охлаждения ВАЗ 2114 жидкостная, с принудительной циркуляцией. В качестве охлаждающей жидкости в систему заливается тосол или антифриз. В самом крайнем случае можно залить и воду, но долго на ней ездить нельзя – зимой можно разморозить двигатель, а в остальной сезон при длительной эксплуатации мотора на воде разъедается рубашка охлаждения в блоке и головке блока цилиндров, накапливается ржавчина в радиаторе.
Система охлаждения двигателя ВАЗ 2114 (СОД) состоит из следующих элементов:
- Радиатора. Он является основной охлаждающей частью в системе и выполняет функцию отдачи тепла жидкости в окружающее воздушное пространство;
- Водяного насоса (помпы). Насос создает принудительное движение антифриза в системе, тем самым охлаждая всю СОД, в том числе и двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Насос вращается от ремня ГРМ;
- Патрубков (шлангов). По ним циркулирует антифриз;
- Термостата. Он регулирует прохождение охлаждающей жидкости (ОЖ) по всем патрубкам или только по малому кругу и поддерживает необходимую рабочую температуру ДВС;
- Электрического вентилятора. Вентилятор расположен на плоскости радиатора и за счет создаваемого потока воздуха при включении охлаждает его поверхность. Включается электромотор только при достижении температуры, которую задает датчик (103°C);
- Расширительного бачка. В бачок заливается жидкость, а при срабатывании вентилятора через обратный шланг в него вытекает антифриз, тем самым сбрасывая излишки давления в СОД;
- Пробки расширительного бачка. В пробке есть клапана, которые сбрасывают избыточное давление воздуха, создаваемое в системе при циркуляции тосола.
Схема охлаждения ВАЗ 2114 на рисунке ниже:
Схема системы охлаждения двигателя на ВАЗовской модели 2114 проста и практически ничем не отличается от схемы любого другого инжекторного ДВС легкового автомобиля. После запуска двигателя от вращающегося коленчатого вала через ремень ГРМ приводится в движение водяной насос. Помпа создает циркуляцию ОЖ в системе, и антифриз проходит по малому кругу (насос, верхний патрубок, блок цилиндров). При нагревании ДВС до рабочей температуры открывается клапан термостата, и ОЖ через нижний патрубок идет в ДВС по большому кругу.
РАДИАТОР
Радиатор ВАЗ алюминиевый, состоит из двухрядной сердцевины и двух пластмассовых бачков по бокам. ОЖ заливается в него через расширительный бачок, внизу имеется сливная пробка.
ПАТРУБКИ
В комплект патрубков системы охлаждения входят:
- Верхний и нижний патрубки (основные);
- Металлическая трубка водяного насоса;
- Заливной шланг от расширительного бачка к радиатору;
- Обратный шланг от бачка к радиатору;
- Два шланга на подогрев дроссельной заслонки.
Проверяйте целостность патрубков (очень часто в автомагазинах продают брак)
Технология модульного охлаждения двигателя
Охлаждающие модули представляют собой конструктивные элементы, состоящие из различных компонентов охлаждения и кондиционирования воздуха, используемых на легковых автомобилях, и содержащие вентилятор с приводом (например, гидростатическим двигателем, электродвигателем или вязкостной муфтой).(см. рис. «Управляемая система охлаждения» )
Технология модульного охлаждения охватывает конструкцию компонентов с учетом их взаимодействий, доступного пространства и связей с другими системами. Проблемы в отношении сопряжений включают:
- Методы установки;
- Вздуховоды;
- Уплотнения на стороне охлаждающего воздуха;
- Подсоединение к компонентам линий подачи масла и охлаждающей жидкости;
- Разъемные электрические соединения.
К преимуществам модульной техники относятся:
- Упрощение логики управления за счет объединения компонентов в единый конструктивный блок;
- Уменьшение количества соединений;
- Простота установки и сборки;
- Оптимальная конструкция компонентов;
- Модульные системы, подходящие для различных двигателей и вариантов оборудования;
- Повышение общего уровня качества сборки.
Для оптимизации конструкции компонентов модулей охлаждения используются различные методы моделирования и испытаний. Исходя из известных характеристик вентиляторов, приводов и теплообменников, разрабатываются моделирующие программы, воспроизводящие условия как на стороне охлаждающего воздуха, так и на стороне охлаждаемого масла. Включая в модели отдельные компоненты, можно исследовать взаимодействия компонентов при различных условиях работы. Все более широкое применение находят инструменты системы компьютеризованного конструирования (CAD). При этом в систему CAD вводятся все геометрические данные, которые затем обрабатываются системой соответствующим образом. Для исследования потоков охлаждающего воздуха в моторном отсеке используются методы вычислительной гидроаэродинамики (CFD), для анализа прочности конструкции и устойчивости системы — анализ методом конечных элементов (FEM). Завершает этот процесс стадия испытаний на моделях или прототипах, которые могут проводиться в аэродинамических трубах или на вибростендах.
Виды систем охлаждения двигателя в автомобиле
На сегодняшний день самыми распространенными являются следующие типы охлаждения:
- воздушная;
- жидкостная.
Рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.
Воздушное охлаждение
Воздушная система встречается крайне редко. Это обусловлено спецификой этого вида охлаждения и меньшей эффективностью по сравнению с жидкостной. Ее можно встретить на старых моделях ЗАЗ, малолитражных автомобилях ОКА, а также грузовых машинах чешского производства Tatra. Кроме того, она применяется на подавляющем большинстве мопедов, мотороллеров и мотоциклов.
Конструкция несколько отличается от жидкостной. В ней отсутствует радиатор. Вместо него имеется специальная рубашка цилиндроблока, снабженная направляющими ребрами. Они обеспечивают максимально эффективное омывание цилиндров воздухом. Его нагнетает вентилятор. Чтобы потоки воздуха не рассеивались и имели постоянную силу, цилиндры скрыты специальным кожухом.
Таким образом, в воздушной системе цилиндроблок охлаждается воздухом без посредничества жидкости.
К достоинствам этого типа охлаждения можно отнести:
- простоту конструкции (и, как следствие, техобслуживания);
- малый вес;
- надежность.
Однако она имеет и недостатки:
- меньшую эффективность по сравнению с жидкостной;
- высокий уровень шума при запущенном двигателе;
- невозможность использования тепла мотора для обогрева авто;
- большую потерю мощности, которая уходит на вращение вентилятора;
- чувствительность к перепадам температуры окружающей среды (в мороз запустить мотор гораздо сложнее).
Как можно заметить, минусы в данном случае перевешивают плюсы. Это и обусловило столь малое распространение охлаждения двигателя внутреннего сгорания этой разновидности.
Жидкостное охлаждение
Устройство и принцип действия жидкостной охладительной системы ДВС более подробно описаны выше. Здесь стоит сказать о ее преимуществах и недостатках.
К числу плюсов можно отнести следующие:
- легкий пуск в мороз;
- равномерное охлаждение;
- возможность использование блочной конструкции цилиндровой группы, которая делает компоновку мотора более простой;
- малый уровень шума при работе ДВС;
- отсутствие механической нагрузки в деталях узла;
- меньшая потеря мощности.
А это – недостатки подобного типа систем:
- более сложная конструкция (а значит, и техническое обслуживание);
- необходимость периодической смены жидкости;
- возможность подтекания или замерзания охладителя, которые нарушают общую работу системы;
- увеличенный коррозийный износ, возникающий вследствие постоянного контакта металлических элементов конструкции с жидкостью.
системы охлаждения авто
Распространённые поломки термостата
Следующий шаг на пути к простой проверке термостата — знакомство с основными его неисправностями. Здесь тоже всё довольно легко, так как у столь простого узла может быть всего пять возможных поломок. Знать их полезно не только ради проверки, но и для понимания последствий той или иной неисправности. Тем боле, что некоторые из них могут привести к весьма дорогому ремонту.
Заклинивание в открытом состоянии
Эта неисправность термостата встречается чаще других. Заключается она в том, что клапан термостата в один прекрасный момент открывается полностью, и навсегда остаётся в таком состоянии. Происходит такое потому, что усилия пружины недостаточно, чтобы вернуть тарелку на своё исходное место. Как правило, причиной служит коррозия, накипь или твердение жидкости в капсуле.
Косвенные признаки заклинивания термостата в открытом состоянии:
- Мотор долго не выходит на рабочую температуру даже в тёплое время года.
- В морозы вообще не прогревается до нормы.
- Печка либо еле греет, либо постоянно дует холодным воздухом.
- Мощность двигателя снижается.
- Расход топлива повышается.
Последствия поломки:
- Ухудшается текучесть моторного масла.
- Сокращается общий ресурс двигателя.
- Автомобиль становится некомфортным в зимнее время года.
Если рассуждать в целом, то заклинивание термостата в полностью открытом положении — это не критически опасная поломка. Машина с ней может проездить долго и безотказно. Собственно говоря, много кто так и ездит, а о проверке термостата задумываются лишь с приходом холодов.
Заклинивание в закрытом состоянии
Это, пожалуй, самая опасная неисправность термостата. Когда охлаждающая жидкость остаётся «запертой» в малом контуре, перегрев двигателя неизбежен. Случается такое по нескольким причинам. Опять же, накипь и коррозия. А также капсула с жидкостью иногда перестаёт быть герметичной, и из-за этого не может выполнять свою работу
С такой поломкой проездить долго не получится, а потому очень важно всегда помнить о том, как её своевременно выявить
Косвенные признаки заклинивания термостата в закрытом положении:
- Стрелка на панели приборов зашкаливает.
- При наличии загораются соответствующие сигнальные лампы или ошибки.
- Мотор может терять приёмистость, стабильность и даже глохнуть.
- При работающей печке в салоне возможен едкий запах антифриза.
- Белый пар из-под капота.
Последствия поломки зависят от того, на какой стадии она будет замечена. Если своевременно, то ничего страшного не произойдёт. Хотя и дальше ехать своим будет сложновато, а летом практически невозможно. Если же заклинивание термостата в закрытом состоянии прозевать, двигатель попросту перегреется и либо заглохнет, либо сломается. В общем — опасная неисправность.
Преждевременное открывание или закрывание
У исправного термостата момент открывания и закрывания наступает при определённых температурах, «комфортных» для двигателя. Если же клапан срабатывает раньше времени, то показатели охлаждающей жидкости постоянно выходят за пределы оптимального диапазона. Поломка эта не такая страшная, как заклинивание в закрытом состоянии, тем не менее…
Когда термостат начинает приоткрываться или закрываться раньше времени:
- Двигатель не прогревается до рабочей температуры, как положено.
- Печка никогда не греет на максимум.
- Чуть повышается расход топлива.
В принципе, ничего страшного. Но неприятно. Причиной такой неисправности чаще всего становится естественный износ термостата. Хотя иногда попадается брак, и он чудит описанным образом сразу «из коробки».
Позднее открывание или закрывание
В этом случае всё наоборот — двигатель регулярно, хоть и не критично, перегревается, а из печки воняет палёным антифризом. Причины поломки аналогичные. Естественный износ или брак. Сюда стоит также добавить неправильно подобранный термостат. Такое иногда случается, так как вполне реально найти для своей машины подходящий по размерам вариант. Устанавливается он легко (ну или с помощью небольшой доработки напильником), а вот температуры, при которых он открывается и закрывается — рассчитаны для другого двигателя.
Неполное открывание или закрывание
Крайне редко встречающаяся поломка. Опасна только в том случае, если термостат неполностью открывается. Понятно, что рано или поздно это приведёт к перегреву двигателя. Если же клапан закрывается неполностью, то будет почти то же самое, что и в случае преждевременного срабатывания. Поэтому повторяться не будем. Приступим к проверке.
Радиатор и вентилятор
Циркуляция охлаждающей жидкости проходит через основной радиатор, который установлен в передней части автомобиля. Такое место выбрано не случайно – при движении с большой скоростью соты радиатора обдуваются встречным потоком воздуха, что обеспечивает снижение температуры двигателя. На радиаторе устанавливается вентилятор. Большая часть таких устройств имеет электрический привод. На «Газелях», например, часто используются муфты, аналогичные тем, которые ставятся на компрессорах кондиционера.
Смотреть галерею
Включение электрического вентилятора происходит с помощью датчика, установленного в нижней части радиатора. Может использоваться на инжекторных машинах сигнал от датчика температуры, который расположен на корпусе термостата или в блоке двигателя. Самая простая схема включения содержит в себе только один термовыключатель – у него нормально разомкнуты контакты. Как только в нижней части радиатора температура достигнет 92 градусов, контакты внутри переключателя замкнутся и произойдет подача напряжения на электродвигатель вентилятора.
Авторемонт
Процесс сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя сопровождается высвобождением большого количества тепла, которое нагревает двигатель. Если не охлаждать двигатель во время работы, то через несколько минут его температура превысит критическую, и он разрушится. Чтобы этого не произошло, в автомобиле применяется система охлаждения двигателя.
Состав системы охлаждения двигателя:
- охлаждающая жидкость (тосол или антифриз);
- радиатор;
- вентилятор;
- термостат;
- водяной насос (помпа);
- соединительные патрубки;
- расширительный бачок;
- отопитель салона.
Водяной насос (помпа) начинает работать вместе с двигателем. Как только двигатель заработал, вращающиеся лопасти помпы заставляют охлаждающую жидкость циркулировать по малому кругу системы охлаждения (минуя радиатор). Это надо для того, чтобы двигатель как можно быстрее прогрелся и вышел на свою рабочую температуру.
Когда температура охлаждающей жидкости работающего двигателя достигла рабочего значения, открывается термостат и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу — через радиатор.
Охлаждающая жидкость (тосол, антифриз) подается в радиатор через верхний патрубок, проходит сверху вниз по его сотам, и через нижний патрубок (уже охлажденная жидкость) подается обратно в рубашку двигателя.
Когда температура охлаждающей жидкости поднимается к верхним значениям (100 °C и более), включается вентилятор, который усиливает поток воздуха через решетку радиатора и увеличивает эффективность охлаждения. На старых машинах вентилятор соединен жестко ремнем с валом помпы и вращается постоянно.
Чтобы жидкость в системе охлаждения не замерзала при низких температурах и не закипала при 100 °C, применяются специальные охлаждающие жидкости: тосол или антифриз. Эти жидкости содержат этиленгликоль или пропиленгликоль — химические соединения, не дающие воде замерзать. Кроме того, охлаждающие жидкости содержат ингибиторы ржавчины, коррозии и вспенивания, что предотвращает образование ржавчины на металлических поверхностях двигателя и радиатора, смазывает водяной насос и не дает жидкости вспениваться, циркулируя по системе.
ВНИМАНИЕ! Не используйте в качестве охлаждающей жидкости воду!!!!. Вода — довольно агрессивная среда, которая быстро разрушает все металлические детали системы охлаждения. При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме
Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку
При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме. Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку.
В салоне автомобиля находится еще один небольшой радиатор, спрятанный под торпедо, который принято называть отопителем салона автомобиля, или просто — печкой. В холодное время года водитель открывает заслонку печки, и нагретая охлаждающая жидкость начинает циркулировать через теплообменник, нагревая воздух в салоне автомобиля.
Система охлаждения довольно проста и при нормальной работе не требует какого-либо обслуживания. Если утечек охлаждающей жидкости нет, то можно спокойно ездить пару лет. Раз в два года рекомендуется полностью менять охлаждающую жидкость в системе охлаждения автомобиля. Также, надо следить за состоянием резиновых патрубков, поскольку резина со временем пересыхает и растрескивается. Очень будет неприятно, если в дороге вдруг произойдет разрыв патрубка — дальнейшее движение будет практически невозможно. Поэтому, имеет смысл через 5-6 лет проводить полную замену всех резиновых патрубков на новые.
В начало страницы
Принципы построения систем охлаждения
Снижение эффективности работы системы охлаждения приводит к увеличению температуры поршней, уменьшению зазоров между поршнем и цилиндром. Тепловые зазоры уменьшаются до нуля. Поршень задевает за стенки цилиндра, образуются задиры, перегретое масло теряет смазочные свойства и масляная плёнка разрывается. Такой режим работы может привести к заклиниванию двигателя. Перегрев сопровождается неравномерным расширением головки блока, болтов крепления, блока двигателя и пр. В дальнейшем разрушение двигателя неизбежно: трещины в головке блока, деформация плоскостей стыка головки и самого блока цилиндров, образуются трещины сёдел клапанов и т.п. — неприятно даже перечислял, всё это, поэтому лучше до этого не доводить!
Система охлаждения двигателя и масла призвана не допустить подобного развития событий, но для того, чтобы система справилась с поставленными задачами, необходимо использовать качественную охлаждающую жидкость (ОЖ). Низкозамерзающие ОЖ называют антифризами — от английского слова «antifreeze». Ранее ОЖ приготовляли на основе водных растворов одноатомных спиртов, гликолей, глицерина и неорганических солей. В настоящее время предпочтение отдано моноэтиленгликолю — бесцветной сиропообразной жидкости с плотностью примерно 1,112 г\см2 и температурой кипения 198 гр. Задача ОЖ не только охлаждать двигатель, но и не кипеть во всём диапазоне температур работы двигателя и его компонентов, иметь высокую теплоёмкость и теплопроводность, не пениться, не оказывать вредного воздействия на патрубки и уплотнения, обладать смазывающими и антикоррозийными свойствами.
В 70 х годах выпускался антифриз на основе водного раствора моноэтиленгликоля с температурой начала кристаллизации — 40 гр. Он не требовал разбавление водой при добавлении в систему охлаждения. Этот препарат получил название ТОСОЛ — по названию лаборатории «Технология Органического Синтеза». Т.к. название не запатентовано, то ТОСОЛом называют готовый к применению продукт, а «антифризом» — концентрированный раствор (хотя ТОСОЛ тоже антифриз).
Готовые антифризы окрашивают для безопасности и выбирают броские цвета: синий, зелёный, красный. В процессе эксплуатации антифриз теряет полезные свойства — снижаются антикоррозийные свойства, возрастает склонность к пенообразованию. Срок службы отечественных ОЖ от 2 до 5 лет, импортных 5-7 лет.
На рисунке, приведённом ниже, изображена схема системы охлаждения автомобиля. Ничего особенного или сложного в системе охлаждения нет и тем не менее…
При пуске двигателя начинает вращаться помпа (водяной насос). Привод помпы может иметь свой шкивок, приводимый во вращение ремнем вспомогательного оборудования или приводиться вращением ремня ГРМ. В системе охлаждения находится крыльчатка, которая вращаясь, приводит в движение охлаждающую жидкость. Для быстрого прогрева двигателя система «закорочена», т.е. термостат закрыт и не пропускает жидкость в радиатор охлаждения. По мере роста температуры охлаждающей жидкости открывается термостат, переводя систему в другое состояние, когда охлаждающая жидкость проходит по длинному пути — через радиатор системы охлаждения (короткий путь перекрыт термостатом). Термостаты имеют различные характеристики открытия. Обычно на кромке нанесена температура открытия. Наверное не стоит объяснять устройство радиатора. В нижней части радиатора установлен датчик включения вентилятора. Если температура охлаждающей жидкости достигнет определённой величины — датчик замкнётся, а т.к. электрически он соединён на разрыв цепи питания электровентилятора, то при замыкании — должен включиться вентилятор системы охлаждения. По мере остывания охлаждающей жидкости — вентилятор выключается, а термостат перекрывает длинный путь на короткий. Всё просто, но не очень…
Такая схема является основой, но жизнь не стоит на месте и различные производители усовершенствуют системы охлаждения. На некоторых автомобилях Вы не найдёте датчика включения вентилятора системы охлаждения, т.к. вентилятор включается от ЭБУ двигателем в зависимости от показаний датчика температуры охлаждающей жидкости
Стоит обратить внимание на ситуацию, при которой при вклинении зажигания — сразу включается вентилятор системы охлаждения. Или неисправен датчик температуры, или повреждены его цепи, или неисправен сам ЭБУ двигателем — он «не видит» температуру двигателя и на всякий случай включает сразу вентилятор
На некоторых а\м на пути к отопителю установлены специальные электроклапана, разрешающие или перекрывающие путь охлаждающей жидкости (БМВ, МЕРСЕДЕС). Такие клапана иногда «помогают» системе охлаждения выйти из строя.
Назначение радиатора
Вопреки распространенному мнению, радиатор охлаждения автомобиля выполняет сразу несколько функций. В его задачи входит:
- Отвод тепла от элементов изделия и его передача в атмосферу.
- Предоставление возможности доливки и удаления ОЖ (антифриза, воды, тосола) с помощью специальных отверстий внизу и вверху.
- Создание оптимального давления внутри системы, благодаря наличию клапана для сброса.
Главная функция радиатора состоит в теплообмене и снижении температуры ОЖ до безопасного уровня.
В зависимости от ситуации охлаждение происходит путем обдува встречным воздухом или вентилятором, который запускается при достижении определенной температуры. В зависимости от марки / модели автомобиля вентилятор может быть механическим, электрическим или гидравлическим. Наиболее востребованным считается второй вариант.
Общие сведения
Сгорание топлива в цилиндрах двигателя сопровождается огромным выделением тепловой энергии, и только 25–40% от ее объема считается полезной составляющей. Температура газов в камере сгорания автомобильного силового агрегата может достигать 1900–2400°C. Проектируемое среднее значение этого параметра должно составлять 650–920°C. Дальнейшее увеличение теплового режима может нанести вред силовому агрегату. Поэтому лишние 60% тепла необходимо удалить из подкапотного пространства.
Перегрев двигателя может привести к следующим последствиям:
1. Увеличение силы трения в местах контакта соприкасающихся деталей. 2. Повышенный износ элементов конструкции. 3. Уменьшение допустимого теплового зазора между рабочими элементами. 4. Воспламенение моторного масла и др.
Для поддержания теплового баланса двигателя и эффективного отвода лишнего тепла в атмосферу предусмотрена система охлаждения. В задачи системы входит не только защита агрегата от перегрева. Чрезмерный отвод тепла также отрицательно сказывается на работе мотора: увеличивается вязкость масла, повышается коэффициент трения, влияющий на величину износа трущихся поверхностей.
Температура ОЖ, а значит и тепловой баланс двигателя должны находится в границах 85–95°C. Тип структуры, ее конструктивные особенности зависят от мощности и условий эксплуатации мотора.