Назначение и устройство радиатора: Радиатор системы охлаждения.

Радиатор системы охлаждения.

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Радиатор



Назначение и устройство радиатора

Радиатор предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости потоку воздуха, т. е. он является основным теплообменным узлом системы охлаждения двигателя.
Общее устройство радиатора жидкостной системы охлаждения двигателя представлено на рисунке 3.
Более подробно устройство радиатора показано на рисунках 1 и 2.

Верхний 9 (рис. 1,а) и нижний 15 бачки радиатора соединены с сердцевиной 12. В верхний бачок впаяны заливная горловина 8 с пробой 7 и патрубок для подсоединения гибкого шланга, который подводит нагретую охлаждающую жидкость к радиатору.
Сбоку заливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки.
В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга 13.
К верхнему и нижнему бачкам прикреплены боковые стойки 6, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку.

Стойки и пластины образуют каркас радиатора.

Основным теплообменным элементом радиатора является его сердцевина, состоящая из многочисленных трубок, соединенных в соты с помощью металлических пластин или лент. Трубки радиатора могут иметь круглое, овальное или прямоугольное сечение. При этом чем меньше площадь проходного сечения и тоньше стенка трубки, тем выше ее теплообменная способность.
Для прохода охлаждающей жидкости применяют шовные или цельнотянутые трубки из латунной ленты толщиной до 0,15 мм.

Сердцевины радиаторов автомобилей могут быть трубчато-пластинчатыми или трубчато-ленточными.
В трубчато-пластинчатых радиаторах охлаждающие трубки располагаются относительно потока воздуха в шахматном порядке в ряд или под углом (рис. 2,а-г). Пластины оребрения выполняются плоскими или волнистыми. Для усиления теплоотдачи на них могут быть выполнены специальные турбулизаторы в виде отогнутых просечек, которые образуют узкие и короткие воздушные каналы, расположенные под углом к потоку воздуха (рис.

2,д).

В трубчато-ленточных радиаторах (рис. 2,е) охлаждающие трубки располагаются в ряд. Ленту для решетки изготовляют из меди толщиной 0,05…0,1 мм. Для усиления теплоотдачи создают завихрения воздушного потока путем выполнения на ленте фигурных выштамповок или отогнутых просечек (рис. 2,ж).

В последнее время получили широкое распространение радиаторы из алюминиевого сплава, которые легче латунных и дешевле, однако их надежность и долговечность уступает радиаторам из латунных сплавов. Кроме того, латунные радиаторы проще ремонтировать при помощи пайки. Детали и элементы конструкции алюминиевых радиаторов соединяются обычно завальцовкой с применением герметизирующих материалов.

Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя патрубками и гибкими шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутами. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора без нарушения герметичности системы жидкостного охлаждения.

Пробка 7, закрывающая горловину 8 радиатора, состоит из корпуса 18 (рис. 1,б), парового 22 и воздушного 25 клапанов и запирающей пружины 21.

На стойке 20, с помощью которой к корпусу прикреплена запирающая пружина, установлен паровой клапан, прижатый пружиной 19. Воздушный клапан 25 прижимается пружиной 26 к седлу 27.
Плотное прилегание клапанов к седлам достигается установкой резиновых прокладок 23 и 24. При повреждении резиновых прокладок система охлаждения становится открытой и охлаждающая жидкость закипает при температуре

100 ˚С.
При исправных клапанах давление в системе несколько больше давления окружающей среды и температура кипения охлаждающей жидкости составляет 108…119 ˚С.

В случае закипания охлаждающей жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При давлении 145…160 кПа открывается паровой клапан 22, преодолевая сопротивление пружины 19. Система охлаждения сообщается с атмосферой, и пар выходит из радиатора через пароотводящую трубку 17.
После охлаждения жидкости пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение.
При давлении 1…13 кПа открывается воздушный клапан 25 и в радиатор через отверстие 28, и клапан начинает поступать воздух из атмосферы. Паровой и воздушный клапаны предотвращают возможное повреждение радиатора вследствие высокого давления, как с внешней, так и с внутренней стороны.

В случае использования в системе охлаждения расширительного бачка, клапаны могут размещаться в его пробке.

Для регулирования потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, в системе охлаждения грузовых автомобилей и автобусов, а также легковых автомобилей устаревших конструкций применяют жалюзи с приводом из кабины водителя (рис. 1,а).
Жалюзи изготовляются из набора вертикальных или горизонтальных пластин-створок из оцинкованного железа, которые объединены рамкой и шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный (или групповой) поворот пластин вокруг оси. При перемещении рукоятки 4 вперед до отказа створки жалюзи полностью открываются, и воздух свободно проходит между трубками радиатора, отбирая у них излишки теплоты. Для регулирования температурного режима рукоятку привода жалюзи можно установить на фиксаторе

5 в любом промежуточном положении.
В некоторых автомобилях применяются жалюзи в виде брезентовых или кожаных штор, подпружиненных в специальном тубусе и оснащенных механизмом подъема и опускания.

Современные легковые автомобили, как правило, не оснащаются жалюзи для регулирования воздушного потока к радиатору – чаще применяются системы автоматического включения и выключения вентилятора системы охлаждения с помощью электрических или гидравлических устройств. Это позволяет повысить комфорт управления автомобилем.

Эффективность обдува сердцевины радиатора воздухом повышается за счет применения направляющего кожуха – диффузора 16, который крепится к рамке радиатора и охватывает по кругу вентилятор системы охлаждения. Диффузор направляет воздушный поток через сердцевину, исключая его движение мимо радиатора.

***



Особенности эксплуатации радиаторов

Поскольку радиатор изготовляют из тонкостенных трубок и пластин, он является очень нежным и хрупким устройством. Поэтому при обслуживании и ремонте необходимо бережно обращаться с радиатором, чтобы не повредить детали сердцевины, патрубки или бачки.

В летний период времени водители нередко используют в качестве охлаждающей жидкости воду – она дешевле и эффективнее участвует в процессах теплообмена благодаря физическим свойствам. Но такая экономия может привести к повреждению и даже разрушению деталей и узлов двигателя.
Не следует забывать, что антифризы уменьшают образование накипи на стенках рубашки охлаждения блока и головки блока. Кроме того, в современных автомобилях низкозамерзающие жидкости зачастую служат не только для охлаждения двигателя, но и для смазки некоторых узлов, например, подшипников жидкостного насоса системы охлаждения.

Вода такие функции выполнять не может.

При использовании воды в жидкостной системе охлаждения вместо низкозамерзающих жидкостей в холодный период времени года, ее следует тщательно удалять из радиатора и рубашки охлаждения двигателя при постановке автомобиля на хранение в не отапливаемых помещениях и на открытой стоянке. В противном случае замерзшая вода (как известно, вода расширяется при замерзании) может нарушить герметичность системы, повредив стыковые соединения деталей и даже разорвать трубки сердцевины и бачки радиатора, головку блока и блок-картер двигателя.
По этой причине необходимо убедиться, что вода полностью вытекла через открытые краники на блоке и радиаторе (крышка радиатора при этом должна быть снята), а затем продуть систему несколькими оборотами коленчатого вала при помощи стартера или даже на несколько секунд запустив двигатель без охлаждающей жидкости.
Краны после слива воды из системы охлаждения лучше оставить открытыми.

Иногда вода в системе охлаждения может привести к перегреву двигателя при запуске в очень холодное время года, если в системе охлаждения предусмотрены терморегулирующие клапаны – термостаты. В период прогрева двигателя термостат закрывает допуск охлаждающей жидкости в радиатор, и направляет ее по малому кругу. В это время часть воды, находящаяся в радиаторе двигателя, патрубках и гибких шлангах, а также в радиаторе отопителя кабины, остается неподвижной и может замерзнуть, образовав ледяные пробки в различных участках большого круга, чаще всего – в трубках радиатора и патрубках.
После прогрева двигателя и открывания клапана термостата в большой круг системы охлаждения эти пробки зачастую не удается растопить из-за отсутствия циркуляции воды, и она продолжает перемещаться лишь по малому кругу, нагреваясь все сильнее. Это может привести к перегреву двигателя. В таких случаях необходимо принять меры к ликвидации ледяных пробок в системе – автомобиль срочно поставить в теплый гараж, а патрубки и трубки радиатора проливать горячей водой, пока пробки не растают. Если при этом двигатель не заглушается, следует внимательно следить за его температурой.

Избежать подобных неприятностей можно используя в системе охлаждения специальные низкозамерзающие жидкости — антифризы.

***

Устройство жидкостного насоса



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Устройство и принцип действия радиатора охлаждения двигателя

Радиатор охлаждения двигателя — Служит для выполнения очень важной функции. Для поддержания нужной для работы двигателя температуры. При запуске двигателя радиатор, не несет ни какой функции, это способствует быстрому прогреву двигателя. Когда двигатель достигает нужной температуры, термостат подключается в работу и помогает радиатору, чтобы двигатель не перегрелся. Если долгое время двигатель проработал на высоких оборотах, то температура жидкости всё же повышается. То к работе радиатора подключается вентилятор, нагоняя воздушный поток через середину радиатора, чтобы теплообмен был интенсивнее.

Радиатор охлаждения двигателя охлаждает жидкость, поступающую из двигателя и циркулирующую по трубкам. Радиатор состоит из двух баков, верхнего и нижнего, а так же сердцевины и деталей крепления.

В систему охлаждения жидкость заливают через горловину бака которая расположена вверху и закрыта крышкой. Жидкость которая проходит через сердцевину радиатора, разделяется на множество струек, для обеспечения более интенсивного охлаждения за счет увеличения площади соприкосновения жидкости со стенками трубок радиатора.

Работу системы охлаждения обеспечивает система управления двигателем.
Охлаждающая жидкость в системе имеет принудительную циркуляцию, которую обеспечивает центробежный насос. Потом горячая жидкость идет в радиатор на счет чего и происходит отвод тепла в окружающую среду. Тут цикл заканчивается, а вот охлажденная жидкость заново повторяет цикл.

Учитывая вышесказанное можно сказать что радиатор обеспечивает охлаждение жидкости как теплообменник. Для обеспечения более эффективной работы радиатора, обычно перед двигателем устанавливают специальный вентилятор радиатора. Этот вентилятор начинает работать автоматически с помощью специального термодатчика при повышения доступной температуры рабочего двигателя.

Радиатор охлаждения двигателя: устройство и принцип работы, рекомендации по эксплуатации

string(10) "error stat"

Радиатор является ключевым важнейшим элементом в системе охлаждения ДВС. Его задача — передача избыточного тепла, возникающего при сгорании топлива, атмосферному воздуху. Устройства, напоминающие современный радиатор, имели даже самые ранние автомашины с ДВС, потому что в случае отсутствия специального элемента, обеспечивающего охлаждение силовых агрегатов, работа последних, как было установлено, оказалась просто невозможной. Автомобильный радиатор обеспечивает поддержание температуры работающего двигателя в определенных строго заданных рамках, предотвращая его перегрев и неизбежное в этом случае заклинивание.

История появления радиатора

Использовать систему охлаждения ДВС, в которой теплоносителем являлась вода, стали еще на заре автомобилестроения. Впервые радиатор установили на автомобиле Benz Velo, свободно продававшимся начиная с 1886 года. Эта техническая идея в дальнейшем была развита немецким предпринимателем Вильгельмом Майбахом, сконструировавшим охлаждающее устройство с сотами. Его разработку вскоре применили в конструкции автомобиля Mercedes 35HP (цифра «35» в его обозначении, должна была говорить, что его мощность в лошадиных силах равна 35). В дальнейшем, вплоть до нашего времени, конструкция радиатора охлаждения существенно не изменялась.

Первые водяные системы охлаждения для автомобильных двигателей не имели насосов (помп), принуждающих охлаждающую жидкость (ОЖ) к движению по замкнутому кругу, и работали по принципу термосифона. То есть, движение воды возникало из-за того, что при нагреве ее плотность уменьшалась, и она начинала перемещаться вверх. В результате подогретая жидкость попадало в охлаждающее устройство, проходя через его верхний патрубок.

Оказавшись внутри радиатора, вода становилась более прохладной, ее плотность возрастала, и она опускалась вниз, а пройдя нижний патрубок, снова проникала в рубашку двигателя. Но в связи с постоянным ростом мощности ДВС системы, использующие эффект термосифона, очень скоро стали не пригодными для более новых автомобилей. Они достаточно быстро были вытеснены решениями, включавшими жидкостные насосы (помпы) центробежного типа.

Устройство современного радиатора

Радиатор охлаждения ДВС, как правило, имеет два бачка (нижний и верхний), сердцевину, в которой охлаждается жидкость (антифриз или тосол), и несколько дополнительных деталей для крепления. Жидкость от охлаждающей рубашки двигателя поступает в радиатор, где ее температура понижается до требуемого значения, затем антифриз снова передается двигателю. Для изготовления сердцевины и бачков используются легкие металлы: или алюминий, или латунь. Благодаря их высокой теплопроводности они обеспечивают эффективное и быстрое охлаждение антифриза.

Сердцевина радиатора состоит из горизонтально расположенных металлических пластин, соединенных с полыми трубками, идущими вертикально вниз от верхнего бачка к нижнему бачку. Таким образом, при движении через сердцевину жидкость разбивается на несколько потоков, и происходит увеличение площади ее соприкосновения с воздухом атмосферы, ведущее к повышению интенсивности охлаждения.

Патрубки радиатора позволяют соединять бачки с рубашкой охлаждения двигателя. Нижний бачок имеет, как правило, сливной краник, через который можно слить жидкость. Подобным краником снабжена и рубашка двигателя. Антифриз заливается внутрь системы охлаждения через горловину верхнего бачка.

Функционирование систем охлаждения современных автомобилей происходит с учетом значения температуры:

• двигателя;
• охлаждающей жидкости;
• окружающей среды;
• масла и т. д.

Действие системы охлаждения можно объяснить следующим образом. Нагретая двигателем жидкость направляется насосом через патрубки в радиатор, в котором обеспечивается понижение ее температуры. После чего охлажденная жидкость (антифриз) снова подается в рубашку двигателя, и далее цикл повторяется.

Для повышения эффективности теплообмена на автомобилях перед радиатором устанавливается вентилятор иногда с механическим, но чаще с электрическим приводом, нагнетающий воздух в его сердцевину.

Сердцевины радиаторов автомашин могут быть:

• трубчато-пластинчатыми;
• трубчато-ленточными.

В первом случае охлаждающие трубки могут иметь расположение:

• шахматное;
• под углом;
• в ряд.

Ребра у радиаторов, относящихся к типу трубчато-пластинчатых, бывают либо плоскими, либо волнистыми, и могут иметь разный размер. Кроме того, для усиления теплопередачи на них иногда делают специальные турбулизаторы (просечки, отогнутые и образующие узкие проходы для воздуха).

У радиаторов, называемых, трубчато-ленточными, охлаждающие трубки всегда расположены в ряд, а для изготовления ленты их решеток используется медный лист толщиною от 0,05 миллиметра до 0,1 миллиметра. Чтобы усилить теплоотдачу с помощью завихрений, на ленте выполняют фигурные отверстия методом штамповки или создают отогнутые просечки.

Сегодня наибольшее распространение получили радиаторы охлаждения автомобиля, изготовленные на основе алюминиевых сплавов. Такие устройства дешевле и легче латунных аналогов, но уступают последним по надежности и сроку службы. Еще одним достоинством радиаторов из латуни является то, что они проще ремонтируются: их можно паять. В то время как радиатор системы охлаждения, известный как алюминиевый, более сложен в ремонте, так как его детали и конструктивные элементы соединяют между собой с использованием завальцовки и герметизирующих материалов.

Можно ли смешивать антифриз и тосол или добавлять в них воду?

Как известно, антифризом называют охлаждающую жидкость для ДВС. Есть много различных составов антифризов, имеющих кроме отличий в цвете и цене, также и разные температурные режимы.

Тосол также является разновидностью антифриза. Но заливать тосол в автомобили зарубежного производства не рекомендуется, так как тосол, являясь чрезвычайно едкой жидкостью, может повредить не только шланги, но и патрубки, и пластиковые датчики, установленные в системах охлаждения иномарок.

Смешивать тосол с антифризом нельзя, в том числе и потому, что при взаимодействии этих химических веществ, может образоваться осадок, способный забить радиатор автомобиля, в результате чего неизбежно произойдет перегрев мотора.

Добавлять воду в тосол и в антифриз (особенно если он в виде концентрата) можно. Главное обеспечивать необходимое соотношение компонентов, которое зависит от того, насколько низкая температура воздуха «за бортом». Летом в жару h3O понемногу испаряется из антифриза, поэтому полезно небольшое добавление дистиллированной воды, чтобы понизить концентрацию действующего вещества до нормального значения. Зимой же сильно разбавленный антифриз может замерзнуть уже и при пяти градусах мороза. При этом всегда нужно добавлять тосол в тосол, а антифриз в антифриз, и цвет добавляемой жидкости должен совпадать с цветом жидкости уже залитой в систему охлаждения.

Итак, если у вас наблюдается иногда перегрев или даже кипение двигателя или вы просто хотите чтобы ваш двигатель никогда не «заглох» по «непонятным причинам», то, прежде всего, изучите систему охлаждения ДВС и устройство радиатора охлаждения автомобиля. И тогда вы не попадете в ситуацию с отказом двигателя своего авто в самый неподходящий момент.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Радиатор охлаждения двигателя. Основы и принцип работы

При работе двигателя автомобиля каждый цилиндр постоянно повышает свою температуру за счет детонации подаваемого топлива. Если температуру не понижать, постоянные микровзрывы приведут к доведению мотора до критической температуры, превышение которой разрушит силовой агрегат.

Чтобы предотвратить это, устанавливается система охлаждения двигателя автомобиля. В представленной статье мы рассмотрим все базовые сведения о данном узле.

Система охлаждения: что такое

Многие автолюбители задаются вопросом – система охлаждения: что такое?

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в результате его работы. На современных автомобилях система охлаждения, помимо основной функции, выполняет ряд других функций, в том числе:

• нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
• охлаждение масла в системе смазки;
• охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• охлаждение воздуха в системе турбонаддува;
• охлаждение рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

В зависимости от способа охлаждения различают следующие виды систем охлаждения: жидкостная (закрытого типа), воздушная (открытого типа) и комбинированная. В системе жидкостного охлаждения тепло от нагретых частей двигателя отводится потоком жидкости. Воздушная система для охлаждения использует поток воздуха. Комбинированная система объединяет жидкостную и воздушную системы.

Предназначение и разновидности

Отвод тепла — далеко не единственное назначение системы охлаждения двигателя. Она дополнительно отвечает за выполнение ряда иных задач:

• нагрев воздушной массы для отопления салона транспортного средства;
• уменьшение времени ожидания, необходимого для доведения мотора до рабочей температуры;
• уменьшение температуры смазочных материалов, используемых для ДВС;
• если применяется рециркуляция —уменьшается температура выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания;
• если присутствует автоматическая КПП — охлаждается смазка, расположенная внутри.

Схема системы охлаждения двигателя напрямую зависит от того, каким является ее способ функционирования и принцип работы. Соответственно, принято классифицировать узел на несколько категорий:

• жидкостное — тепло отводится за счет постоянной циркуляции техжидкости;
• воздушное— при применении рассматриваемойсхемы систем охлаждения двигателей тепло будет отводиться циркулируемым воздухом;
• комбинированное — включает в себя применение 1-го и 2-го варианта одновременно.

Практика показывает, что комбинированный вариант является наиболее эффективным, обеспечивая стабильную работу мотора в целом.

Устройство

Рассматривая конструкцию, по которой создана система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, можно заметить, что здесь практически отсутствует бак, в котором происходит хранение жидкости. В данном случае такой элемент конструкции не нужен, потому что жидкость постоянно находится в каналах/полостях ДВС и радиаторе.

Хотя бачок все же присутствует — его называют расширительным. Главная задача этой детали — комфортный залив рабочей жидкости в систему, а также возможность залива дополнительного количества жидкости, если ее герметичность по тем или иным причинам нарушена.

На картинке ниже можно посмотреть на устройство системы охлаждения двигателя.

Начнем ознакомление с водяного насоса, именуемого в народе «помпой». Это своеобразная мельница, в которой жидкость циркулирует по каналам ДВС под давлением. Конечной целью данной конструкции является проход воды через полости, расположенные в блоке мотора. Последние, исходя из компоновки двигателя автомобиля, могут быть разными.

Именно в цилиндрах присутствует максимально высокая температура, которая передается на другие детали. При отводе тепловой энергии охлаждается блок цилиндров, но сам антифриз нагревается. Соответственно, работа системы охлаждения двигателя обеспечивает выполнение простых физпроцессов, позволяющих уравнять температуру. Далее рабочая жидкость протекает по другим узлам мотора и проникает в радиатор.

С конструктивной точки зрения, радиатор охлаждения двигателя являет собой решетку, образованную из большого количества небольших вертикальных каналов, на поверхности которых находятся поперечные пластины. Устройство радиатора охлаждения двигателя может быть разным, исходя из того, насколько большой объем двигателя и насколько часто ему приходится набирать обороты.

Естественно, в спортивных моторах радиатор двигателя имеет увеличенные размеры. Возрастает и площадь обдува.Из чего состоит радиатор охлаждения двигателя? Большого количества сот, монтажных креплений, а также бачка, в который заливается антифриз. Он постепенно стекает вниз, в результате чего происходит охлаждение. В конструкции предусматривается наличие емкости снизу, которая снова передает антифриз в водяной насос.

Радиатор системы охлаждения двигателя эффективно справляется со своей задачей благодаря большому количеству каналов. Обеспечение качественного результата его работы также гарантируется за счет постоянного обдува корпуса воздушным потоком. Именно поэтому деталь практически всегда монтируется на «морде» авто.

Но даже этого порой может оказаться недостаточно, особенно тогда, когда транспортное средство находится в неподвижном состоянии. Поэтому с целью охлаждения дизельного двигателя (как и бензинового, в целом) используется специальный вентилятор. Он закреплен между мотором и радиаторным узлом, помогая усилить циркуляцию воздушной массы.

Чтобы гарантировать надежную работу системы, надо убедиться в исправном состоянии радиатора. Многие задаются вопросом — как проверить радиатор охлаждения двигателя? Сделать это достаточно просто — нужно быть уверенным в отсутствии повреждений каналов, а на асфальте должны отсутствовать следы течи из-за разгерметизации.

Проверять радиатор охлаждения двигателя надо перед каждой поездкой. Невыполнение этого требования может привести к детонации мотора, приводящей к невозможности восстановить его работоспособность.

Выше мы разобрались с тем, из чего состоит система охлаждения двигателя большинства транспортных средств. Но есть также и другая функция, которую выполняет система — это прогрев силового агрегата. Несмотря на ее противоречивость названию, при эксплуатации авто в зимнее время низкая температура сильно затрудняет процесс запуска мотора.

Охлаждение двигателя происходит немного хуже из-за мороза и повышенной влажности, топливо распыляется более проблематично, а технические жидкости страдают от повышения вязкости. Чтобы гарантировать нормальный принцип работы системы охлаждения двигателя, придется быстрее ее разогреть. Достичь требуемого эффекта позволяет работающий термостат. Он блокирует попадание антифриза в радиаторные соты.

Минуя данный узел, она перетекает опять в водяной насос, нагревая цилиндры. Термостат самостоятельно совершает подачу антифриза при достижении температуры 70-80 градусов Цельсия (исходя из настроек блока управления и компоновки силового агрегата). Патрубок, открытый в процессе разогрева, сразу же закрывается.

Последним прибором, благодаря которому работает схема охлаждения двигателя, является температурный датчик. Его обычно устанавливают в салоне транспортного средства. Водитель постоянно получает актуальную информацию о температуре мотора в режиме реального времени. При отклонении показателей от нормы владелец авто сможет быстро принять меры по локализации и ремонту поломки.

Практика показывает, что система охлаждения дизельного двигателя наиболее часто выходит из строя в связи с нарушением герметичности. В такой ситуации температура сразу повышается, потому что антифриза в системе становится меньше, и имеющегося объема недостаточно для полноценной работы.

Принцип работы

Принцип работы системы охлаждения двигателя постоянно контролируется штатнымблоком управления силовым агрегатом. В нынешних моделях транспортных средств детали охлаждения проверяются специальным математическим алгоритмом, позволяющим принимать во внимание самые разные параметры работы не только мотора, но и сопутствующих систем.

Отталкиваясь от того, как работает система охлаждения двигателя в нормальном режиме при исправных деталях, система стремится поддерживать их на нормальном уровне. Поэтому электроника включает или выключает на некоторое время те или иные элементы.

Чтобы более подробно узнать, как работает система охлаждения двигателя, рекомендуем посмотреть схему ниже.

Поскольку антифриз принудительно протекает по системе, за него отвечает центробежный насос. Благодаря ему техжидкость прокачивается посредством «рубашки». При выполнении данной работы применение систем охлаждения позволяет добиться охлаждения мотора и нагрева антифриза. Исходя из типа мотора и его схемы, жидкость протекает:

• продольно;
• поперечно.

Схема системы охлаждения двигателя предусматривает два циркуляционных круга — «малый» и «большой». Например, при включениизажигания, когда все детали не нагреты, термостат закрыт, жидкость протекает по малому кругу. Она не доходит до радиатора охлаждения двигателя.

Когда температурный режим доведется до требуемого уровня, происходит открывание термостата — антифриз проникает в радиатор, где и будет происходить уменьшение температуры за счет обдува. Это и есть большой цикл, повторяющийся многократно.

В этом и состоит общий принцип работы радиатора охлаждения двигателя вне зависимости от марки и модели транспортного средства.

В авто с турбиной охлаждение двигателя происходит по несколько иной схеме. Здесь присутствует два контура, где первый установлен с цельюснижения температуры анифриза, а второй охлаждает воздух. При этом первый контур также разделяется на 2 части — для обслуживания головки блока и блока цилиндров в целом.

Это сделано потому, что схема работы системы охлаждения двигателя предусматривает разницу температуры головки и блока на 15-20 градусов. Таким образом, степень вероятности детонации значительно уменьшается, да и камеры сгорания эффективнее наполняются горючим. В устройство системы охлаждениядобавлена одна особенность — в моторе с турбиной все рабочие контуры имеют собственный термостат.

Выводы

Система охлаждения двигателя присутствует на каждом транспортном средстве. Основноеназначение системы охлаждения — поддержаниеоптимальной температуры мотора автомобиля.

Базовые детали системы охлаждения двигателя следующие — радиатор, термостат, датчик температуры и вентилятор. Система состоит из нескольких контуров, отвечающих за правильность функционирования всей системы.

Устройство радиатора достаточно сложное, поскольку конструкция состоит из большого количества маленьких каналов, по которым протекает подогретая жидкость. Своевременная проверка позволяет гарантировать нормальную работу силовой установки в целом.

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначенная для охлаждения деталей двигателя, в процессе его работы и поддержания нормального температурного, наиболее выгодного теплового режима работы двигателя. Существуют жидкостное охлаждение, воздушное охлаждение и комбинированное охлаждение.

Перегрев двигателя ухудшает количественное наполнение цилиндра горючей смесью, вызывает разжижение и выгорание масла, в результате чего, могут заклинить поршни в цилиндрах и выплавиться вкладыши подшипников.

Переохлаждение двигателя вызывает уменьшение мощности и экономичности двигателя, на холодных деталях конденсируются пары бензина и в виде капель стекают по зеркалу цилиндра, смывая смазку, увеличиваются потери на трения, возрастает износ деталей и возникает необходимость в частой замене масла. А также происходит неполное сгорание топлива, отчего на стенках камеры сгорания образуется большой слой нагара – возможно зависание клапанов.

Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей жидкости должна быть 80-95 градусов.

Тепловой баланс может быть представлен в виде диаграммы.

Рис. Диаграмма теплового баланса двигателя внутреннего сгорания.

На двигателях отечественного производства применяют закрытую принудительную жидкостную систему охлаждения, осуществляемую водяным насосом. Она непосредственно не сообщается с атмосферой, поэтому называется закрытой. В результате давление в системе увеличивается, температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 108 – 119 градусов и снижается расход на ее испарение.

Данные системы охлаждения обеспечивают равномерное и эффективное охлаждение, а также производят меньше шума.

Рассмотрим систему охлаждения на примере двигателя марки ЗИЛ

Рис. Схема системы охлаждения двигателя типа ЗИЛ. 1 – радиатор, 2 – компрессор, 3 – водяной насос, 4 – термостат, 5 – кран отопителя, 6 – подводящая трубка, 7 – отводящая трубка, 8 – радиатор отопителя, 9 – датчик указателя температуры воды в системе охлаждения двигателя, 10 – сливной кран рубашки блока цилиндров (в положении «открыто»), 11 – сливной краник радиатора.

Жидкость в рубашке охлаждения двигателя нагревается за счет отвода теплоты от цилиндров, поступает через термостат в радиатор, охлаждается в нем и под действием центробежного насоса (обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе) возвращается в рубашку двигателя. В народе центробежный насос называют «помпой». Охлаждению жидкости способствует интенсивный обдув радиатора и двигателя потоком воздуха от вентилятора. Вентилятор усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора, служит для улучшения охлаждения жидкости в радиаторе. Вентилятор может иметь различный привод.

– механический – постоянное соединение с коленчатым валом двигателя,

– гидровлический – гидромуфта. Гидромуфта включает в себя герметический кожух В, заполненный жидкостью.

В кожухе помещаются два сферических сосуда Д и Г, жестко соединенные с ведущим А и ведомым Б валами соответственно.

Рис. Гидромуфта, а – принцип действия; б – устройство, 1 – крышка блока цилиндров, 2 – корпус, 3 – кожух, 4 – валик привода, 5 – шкив, 6 – ступица вентилятора, А – ведущий вал, Б – ведомый вал, В – кожух, Г, Д – сосуды, Т – турбинное колесо, Н – насосное колесо.

Принцип работы гидравлического вентилятора основан на действии центробежной силы жидкости. Если сферический сосуд Д, заполненный жидкостью, вращается с большой скоростью, жидкость попадает во второй сосуд Г, заставляя его вращаться. Потеряв энергию при ударе, жидкость возвращается в сосуд Д, разгоняется в нем, попадает в сосуд Г и процесс повторяется.

– электрический – управляемый электродвигатель. Когда температура охлаждающей жидкости достигает 90-95 градусов, клапан датчика открывает масляный канал в корпусе включателя и моторное масло поступает в рабочую полость гидромуфты из главной смазочной системы двигателя.

Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор.

Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя.

Рис. Радиатор а – устройство, б – трубчатая середина, в – пластинчатая середина, 1 – верхний бачок с патрубком, 2 – пароотводная трубка, 3 – заливная горловина с пробкой, 4 – сердцевина, 5 – нижний бачок, 6 – патрубок со сливным краником, 7 – трубки, 8 – поперечные пластины.

Состоит из верхнего 1 и нижнего 5 бачков и сердцевины 4 и деталей крепления. Баки и сердцевина изготовлены из латуни (для улучшения теплопроводности).

Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У трубчатых радиаторов, изображенных на рисунке «б» – сердцевина образована из ряда тонких горизонтальных пластин 8, сквозь которые проходит множество вертикальных латунных трубок, благодаря чему вода, проходя через сердцевину радиатора разбивается на множество мелких струек. Горизонтальные пластины служат дополнительными ребрами жесткости и увеличивают поверхность охлаждения.

Пластинчатые радиаторы состоят из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных межу собой по краям гофрированных пластин.

Термостат служит для ускорения прогрева холодного двигателя и обеспечения оптимального температурного режима. Термостат представляет собой клапан, регулирующий количество жидкости проходящей через радиатор.

При запуске двигателя сам двигатель и охлаждающая его жидкость холодные. Для ускорения прогрева двигателя, охлаждающая жидкость движется по кругу, минуя радиатор. Термостат при этом закрыт, по мере нагрева двигателя (до температуры 70-80 градусов), клапан термостата, под действием паров жидкости, заполняющей его цилиндр, открывается и охлаждающая жидкость начинает свое движение по большому кругу, через радиатор.

На современных автомобилях устанавливают двухконтурные системы охлаждения . Данная система включает два независимых контура охлаждения:

– контур охлаждения блока цилиндров;

– контур охлаждения головки блока цилиндров.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Радиатор охлаждения двигателя – устройство, работа, ремонт + видео » АвтоНоватор

Радиатор охлаждения двигателя в машине предназначен для переноса тепла от специальной охлаждающей жидкости в окружающую среду. Происходит это за счет встречной струи воздуха или принудительно с помощью вентилятора. Конструкция радиатора состоит из сердцевины и двух бачков.

Конструкция радиатора охлаждения двигателя – изучаем схему устройства

В процессе изготовления радиаторов используют медь и алюминий. В зависимости от назначения сердцевины они бывают трубчатыми, пластинчатыми и в форме сот. Между ними находятся поперечные полоски латуни, которые придают конструкции больше жесткости и служат для увеличения площади поверхности, способствующей охлаждению. Для создания циркуляции жидкости на двигателе установлена помпа. Все узлы системы охлаждения соединены между собой прорезиненными патрубками.

В качестве жидкости для охлаждения в автомобилях используется тосол или антифриз, которые заливают в расширительный бачок. Одной из его задач является компенсация изменения объема и уровня давления ОЖ при ее нагреве или охлаждении. Для принудительного охлаждения жидкости на автомобилях устанавливаются вентиляторы. Их назначение – создание и увеличение объема воздуха, который проходит через радиатор.

На автомобилях применяется два вида вентиляторов:

1. С приводом от коленчатого вала двигателя.
2. Электрические. Их включение происходит при достижении температуры жидкости критической отметки.

Радиатор охлаждения двигателя – принцип работы

Принцип охлаждения жидкости достаточно прост: проходя через блок цилиндров, тосол забирает на себя большую часть тепла, после чего поступает в радиатор системы охлаждения двигателя. Направление движения – с верхнего бачка через соты в нижнюю часть. Сердцевина радиатора является основным участником охлаждения, при движении обдув жидкости воздухом происходит именно через нее, вследствие чего температура тосола несколько понижается.

Для стабильной и экономичной работы двигателя требуется постоянная температура охлаждающей жидкости (диапазон примерно от 80 до 90 °С). С целью ее стабилизации в одном из патрубков устанавливается термостат. Когда температура ниже 80 °С – термостат закрыт и жидкость перемещается по малому кругу, но как только она достигает контрольной отметки, термостат открывается, вследствие чего поток направляется в верхний отсек радиатора, специальный бачок.

На грузовых автомобилях также установлен радиатор охлаждения масла двигателя, благодаря этому горячая смазка не разжижается и не пригорает к раскаленным деталям мотора. Конструкция его практически ничем не отличается (кроме горизонтального расположения сот и меньших размеров).

Ремонт радиатора охлаждения двигателя – скорая помощь своими руками

Обслуживание автомобильной системы охлаждения заключается в периодической диагностике объема жидкости, который визуально оценивают в расширительном бачке. Так как состав, находящийся там, все время нагревается и охлаждается, то постепенно входящая в него вода испаряется, и, естественно, общий объем уменьшается. Основной неисправностью радиатора является загрязнение сот, что приводит к ухудшению циркуляции охлаждающей жидкости, ее нагреву и, как следствие, перегреву двигателя.

Ремонт радиатора охлаждения двигателя может состоять в промывке сердцевины проточной водой. Для этого необходимо снять нижний патрубок и через горловину залить воду. Желательно промывать соты сильной струей воды. Устройство (конструкция) радиатора охлаждения двигателя таково, что в случае сильного засора можно распаять и демонтировать бачки, как верхний, так и нижний, что позволит провести механическую очистку сердцевины.

Иногда случается, что один из бачков или соты дают течь. Когда-то при незначительном протекании опытные водители засыпали в радиатор обильную порцию горчичного порошка, который быстро размокал и затягивал «пробоину». Этим способом можно воспользоваться, если рядом нет СТО и нужно просто доехать домой.

 

 

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

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.

 

 

Что делает ваш радиатор

Посмотрим правде в глаза. Большинство из нас не знают, как устроена наша машина. Мы знаем, что там двигатель … и, возможно, топливный бак … но это все. Итак, Fiix выпускает серию статей, в которых мы рассказываем вам о вашем автомобиле по частям, начиная с радиатора.

Ваш радиатор

Двигатели выделяют много тепла в своей работе — они работают от миниатюрной взрывчатки! Чтобы предотвратить перегрев двигателя, ваш автомобиль прокачивает охлаждающую жидкость через двигатель — жидкость, которая получает тепло и уносит его от блока цилиндров.Охлаждающая жидкость забирает тепло, выделяемое вашим двигателем, и перемещает его к радиатору, который обдувает жидкость воздухом, охлаждая ее и обмениваясь теплом с воздухом за пределами вашего автомобиля.

Радиатор работает, пропуская охлаждающую жидкость через тонкие металлические ребра, которые позволяют теплу легче поступать в воздух за пределами вашего автомобиля. Иногда есть вентилятор, который продувает воздух через радиатор, чтобы вывести горячий воздух из вашего автомобиля. Радиаторы бывают разных форм, размеров и конструкций, но их основная функция остается неизменной.

По сути — радиатор охлаждает охлаждающую жидкость, которая затем охлаждает ваш двигатель.

Детали радиатора

Ядро: Ядро является самой большой частью радиатора и выполняет его основную функцию. Он состоит из большого металлического блока с небольшими металлическими ребрами, которые позволяют охлаждающей жидкости отводить тепло в воздух, окружающий радиатор (этот воздух выходит через решетку в передней части автомобиля). Существует много типов сердечников, например, одноядерные, двухжильные или даже трехжильные радиаторы.

Герметичная крышка: Система охлаждающей жидкости вашего автомобиля постоянно находится под давлением. Это связано с тем, что при этом охлаждающая жидкость без кипения становится намного горячее, чем обычно, что позволяет системе быть намного более эффективной. Колпачок давления создает это давление с помощью пружины для создания давления до 20 фунтов на квадратный дюйм. Важно не снимать герметичную крышку, пока охлаждающая жидкость горячая, иначе вы можете вызвать серьезные ожоги.

Выпускной и впускной баки: Впускной и выпускной бачки помогают радиатору перемещать охлаждающую жидкость от горячих частей двигателя к радиатору.

Охладитель трансмиссии: Вероятно, в вашем автомобиле используется та же охлаждающая жидкость, что и в двигателе для охлаждения трансмиссии. Трансмиссионная жидкость проходит через двигатель по стальным трубам, окруженным охлаждающей жидкостью, отводящей от них тепло. Этот хладагент также охлаждается внутри радиатора; как серьезное тепло выделяется автоматической коробкой передач. Иногда существует отдельный радиатор для охлаждения трансмиссионной жидкости, если трансмиссия создает серьезную нагрузку, но гораздо чаще используется один радиатор для обеих этих функций.

Почему ваш радиатор важен?

Радиатор важен, потому что это главный способ отвода тепла от двигателя во время работы. Неисправный радиатор может вызвать серьезное повреждение двигателя из-за перегрева — большинство автомобилей, которые вы видите клубами дыма на обочине дороги, на самом деле вызваны неисправными радиаторами! Наиболее частой причиной неисправности радиатора является физическое повреждение, которое требует замены одного или всех его компонентов. Функционирование радиатора может быть нарушено из-за просроченной охлаждающей жидкости или ее недостаточного уровня, что можно исправить с помощью промывки охлаждающей жидкости.

Fiix выполняет замену радиатора, и мы можем долить охлаждающую жидкость во время других ремонтов. Получите предложение сегодня!

Назначение радиатора на автомобиле

Узнайте все, что нужно знать о радиаторе вашего автомобиля

Основное назначение радиатора — охлаждение двигателя. Во время нормальной работы движущиеся части двигателя создают трение, которое выделяет тепло. Без радиатора, охлаждающего эти детали, двигатель не сможет нормально работать.Поскольку тепло может иметь непоправимые последствия для металлических деталей, даже кратковременное ненадлежащее охлаждение может полностью вывести двигатель из строя. Если вы когда-нибудь задумывались, как устроен автомобильный радиатор, вот ответ.

Основные операции
Блок двигателя окружен охлаждающей жидкостью. Хладагент поглощает тепло, выделяемое движущимися частями, и передает его радиатору. Сам радиатор состоит из тонких полых каналов, которые проходят между двумя напорными баками. Когда горячая жидкость проходит, она охлаждается воздухом, обтекающим радиатор.Большинство автомобилей оснащено вентилятором, который помогает процессу охлаждения. Этот вентилятор работает только в том случае, когда нормального воздушного потока недостаточно для охлаждения радиатора. После охлаждения жидкость закачивается обратно в блок двигателя, и цикл продолжается. На шланг, соединяющий блок двигателя и радиатор, обычно ставят термостат. Этот термостат отвечает за поддержание оптимальной температуры двигателя в 200 градусов по Фаренгейту.

Сбой охлаждения
Типичный автомобильный радиатор довольно прост по конструкции и конструкции.Это означает, что его можно легко отремонтировать в случае повреждения. Одна из самых частых проблем с радиаторами — утечка. Со временем на шлангах, по которым транспортируется жидкость, в напорных баках или на самом радиаторе, могут образоваться трещины, которые могут привести к потере охлаждающей жидкости. Когда это происходит, нормальная работа двигателя нарушается. Итак, устранение утечки — первоочередная задача. Если вы не знаете, как определить протекающий радиатор, прочитайте нашу предыдущую статью о признаках неисправности радиатора.

Если вам нужен профессиональный ремонт автомобильных радиаторов, обратитесь в службу радиаторов 1-го поколения по телефону (760) 605-1441.Наша компания находится в Аделанто, Калифорния, и мы предлагаем одни из лучших услуг в этом районе. Не ждите, чтобы увидеть, что произойдет. Позвоните нам сегодня и позвольте профессионалу решить вашу проблему с радиатором.

Вам понравилась эта статья? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Что такое радиатор в автомобиле?

Хотя большинство людей слышали о радиаторах, они могут не осознавать его назначение или важность. Проще говоря, радиатор — это центральный компонент системы охлаждения автомобиля.Его основная функция — контролировать и регулировать температуру двигателя автомобиля и предотвращать его перегрев.

Как работает радиатор ?

Двигатель транспортного средства дает ему необходимую мощность за счет сжигания топлива и создания энергии из множества его движущихся частей. Эта мощность и движение могут генерировать огромное количество тепла по всему двигателю. Очень важно отводить это тепло от двигателя во время работы, чтобы избежать перегрева, который может привести к серьезным повреждениям.

Радиатор помогает отводить излишки тепла от двигателя. Он является частью системы охлаждения двигателя, которая также включает в себя охлаждающую жидкость, шланги для циркуляции охлаждающей жидкости, вентилятор и термостат, который контролирует температуру охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость проходит по шлангам от радиатора, через двигатель, чтобы поглотить избыточное тепло двигателя, и обратно к радиатору.

Когда он возвращается к радиатору, тонкие металлические ребра отдают тепло от охлаждающей жидкости наружному воздуху, когда горячая жидкость проходит через него.Холодный воздух поступает в радиатор через решетку автомобиля, чтобы помочь в этом процессе, и когда автомобиль не движется, например, когда вы находитесь на холостом ходу в пробке, вентилятор системы подает воздух, чтобы помочь снизить температуру нагретой охлаждающей жидкости и дуть. горячий воздух выходит из машины.

После прохождения охлаждающей жидкости через радиатор она рециркулирует через двигатель. Этот цикл теплообмена является непрерывным для поддержания оптимальной рабочей температуры и предотвращения перегрева двигателя.

Компоненты радиатора

Радиатор состоит из трех основных частей: сердечника, герметичной крышки, а также выпускного и впускного баков.

Фото: Christian Wardlaw

Ядро — это основная часть, ограниченная большим металлическим блоком с рядами узких металлических пластин. Здесь горячая охлаждающая жидкость, прошедшая через двигатель, выделяет свое тепло, а радиатор охлаждает его для следующего обхода контура теплообмена.

Герметичная крышка закрывает систему охлаждения и обеспечивает поддержание давления в ней. Это давление необходимо для эффективной работы радиатора, поскольку оно предотвращает закипание и переливание охлаждающей жидкости./ p>

Выпускной и впускной бачки направляют охлаждающую жидкость в радиатор после того, как она циркулирует через двигатель. Эти резервуары управляют жидкостью, когда она очень горячая.

Другой основной компонент радиатора — это охлаждающая жидкость. Несмотря на то, что это не механизированная часть, это критический компонент, который отводит тепло от двигателя и позволяет радиатору выполнять свою работу.

Неисправность радиатора

Двигатель может перегреться при работе в жаркую погоду.Но риск перегрева значительно возрастает, если в радиаторе мало охлаждающей жидкости или есть утечка в одном из его шлангов. Другие возможные отказы радиатора включают неисправный термостат, механическую проблему с вентилятором или неисправную герметичную крышку, которая не может создать давление в системе, что приводит к переполнению охлаждающей жидкости. В любом из этих случаев двигатель может перегреться, что приведет к серьезным повреждениям.

Во избежание дорогостоящего ремонта автовладельцы должны помнить о признаках выхода из строя радиатора. Симптомы включают:

• Необычный подъем и падение показаний датчика температуры комбинации приборов
• Вид или запах дыма, исходящий из-под капота автомобиля
• Любое количество зеленой жидкости (охлаждающей жидкости или антифриза), скапливающейся под автомобилем
• Визуальные признаки ржавчины на компонентах системы охлаждения

Профессиональный механик должен осмотреть систему охлаждения и радиатор, если какой-либо из этих симптомов станет очевидным.

Профилактическое обслуживание

Как и любой другой компонент автомобиля, радиатор требует специального обслуживания, чтобы гарантировать его долговечность и правильную работу:

1. Заменяйте шланги радиатора каждые три года или 36 000 миль. Поскольку шланги прорезинены и со временем могут высохнуть и сломаться, они никогда не должны превышать 50 000 миль.

2. Регулярно проверяйте уровни охлаждающей жидкости. Если уровень жидкости между проверками заметно падает, возможно, в системе охлаждения есть утечка.Важно уделять пристальное внимание, поскольку медленные утечки трудно обнаружить.

3. Промывайте охлаждающую жидкость каждые 25 000 миль, чтобы удалить любые загрязнения из радиатора и его шлангов. Эта услуга также кондиционирует систему охлаждения, чтобы предотвратить ржавчину компонентов и позволяет радиатору работать с максимальной производительностью в течение всего срока службы.

Краткое описание

Нахождение на обочине дороги с перегретым двигателем — обстоятельство, которого каждый водитель хочет избежать.К счастью, радиаторы предотвращают это, избавляя двигатель от избыточного тепла во время работы. Понимание важности этого механизма охлаждения, признаков возможной поломки и необходимых методов обслуживания поможет сохранить безупречную работу радиатора и двигателя на долгие годы.

Engine Cooling System 101: Keepin it Cool

Энтузиасты приобретают продукты с улучшенными характеристиками послепродажного обслуживания по двум основным причинам: 1) для улучшения характеристик автомобиля и / или 2) для повышения прочности и надежности автомобиля .Для некоторых энтузиастов все решает производительность; для других надежность — это ключ. Однако подавляющее большинство тюнеров обращаются как к производительности, так и к надежности в процессе настройки. Если вы обратитесь только к одному из двух элементов, вы получите быструю машину, которая очень ненадежна, или пуленепробиваемую машину с невысокими характеристиками. Во время процесса настройки часто упускается из виду, но чрезвычайно важный фактор — это система охлаждения автомобиля. Когда уровни производительности двигателя увеличиваются (увеличивается мощность в лошадиных силах), нагрузка на систему охлаждения увеличивается.В этом выпуске мы подробно рассмотрим один из важнейших компонентов системы охлаждения: радиатор. Понимание его назначения, функций и конструкции позволяет тюнеру принять обоснованное решение о выборе радиатора с лучшими характеристиками для своего автомобиля.

Майкл Феррара

ДСПОРТ Выпуск # 105

---

Важность системы охлаждения

Менее 40 процентов тепла, выделяемого при сгорании, превращается в лошадиные силы. Более 60 процентов тепла от сгорания воздуха и топлива выводится через выхлопную трубу и через систему охлаждения вашего автомобиля.Проще говоря, если ваш автомобиль изначально выдавал 200 лошадиных сил, заводская система охлаждения и выхлопная система будут отбрасывать около 300 лошадиных сил тепла. Когда вы производите турбонаддув вашего автомобиля, и он производит вдвое больше мощности, система охлаждения и выхлопная система теперь должны отводить 600 лошадиных сил тепла. Таким образом, легко увидеть, насколько легко максимально использовать возможности заводской системы охлаждения.

Обзор системы охлаждения

Практически каждый автомобиль имеет одни и те же базовые компоненты в своей системе охлаждения.Во-первых, это радиатор. Во-вторых, есть либо электрический вентилятор, либо вентилятор с приводом от двигателя, который втягивает или «проталкивает» воздух через радиатор. В-третьих, есть водяной насос. В-четвертых, есть крышка системы охлаждения. В-пятых, есть термостат. В-шестых, есть шланги, которые обеспечивают соединения для циркуляции охлаждающей среды, и, наконец, есть сама охлаждающая среда (охлаждающая жидкость).

Радиатор предназначен для отвода тепла из системы охлаждения в атмосферу. С технической точки зрения радиатор — это основной теплообменник.Теплообменники — это устройства, в которых два движущихся потока жидкости обмениваются теплом без смешивания. Вентиляторы и дополнительный кожух помогают перемещать воздух через сердцевину радиатора. Пока вентиляторы перемещают воздух, водяной насос перемещает охлаждающую жидкость. Водяной насос приводит в движение охлаждающую жидкость, когда она движется от двигателя к радиатору и обратно в двигатель. Чтобы поддерживать в системе желаемое давление, крышка радиатора удерживает систему закрытой от атмосферы, если давление в системе охлаждения не превышает это желаемое давление.В большинстве систем механический термостат работает как зависимый от температуры клапан, который блокирует поток к радиатору, когда двигатель холодный, чтобы ускорить его прогрев до нормальной рабочей температуры. Конечно, должны быть выполнены соединения между различными компонентами системы охлаждения (эти соединения образуют шланги радиатора и системы охлаждения). Наконец, охлаждающая жидкость действует как передающая среда, которая уносит тепло от цилиндров и позволяет отводить его из радиатора.

Когда обновлять?

Каждый отдельный компонент транспортного средства спроектирован в соответствии с заданными критериями проектирования.Заводской радиатор вашего автомобиля не исключение. Будь то Nissan, Honda, Toyota, Mitsubishi или Subaru, производитель транспортных средств заключает договор с компанией или подразделением на поставку радиатора с наименьшей стоимостью, который соответствует минимальным критериям эффективности. Требования к характеристикам радиатора основаны на потребностях заводского двигателя в лошадиных силах, который сталкивается с обычными проблемами при регулярном использовании в течение периода времени, когда OEM-производитель желает, чтобы радиатор работал должным образом. Как и в случае любого спроектированного устройства, инженер обычно выбирает радиатор, который обеспечивает немного более высокий уровень производительности, чем требуется минимум, в качестве фактора безопасности.Следовательно, если у вас есть новый автомобиль, мощность которого только на 5-10 процентов превышает стандартную мощность, и вы никогда не толкаете его, вам действительно не нужно вкладывать средства в радиатор с высокими характеристиками. Однако, если вашему автомобилю больше четырех лет, или если вы производите на 20 процентов больше энергии, чем стандартный, или если вы участвуете в гонках любого типа, вам действительно необходимо подумать об обновлении радиатора для повышения производительности.

Характеристики радиатора

После того, как вы поймете преимущества высокопроизводительного радиатора для вторичного рынка, скорее всего, вы захотите купить его для своего автомобиля.Для большинства приложений у вас будет несколько вариантов. Вы можете сузить свой выбор, выяснив, какие производители предлагают приложение для вашего автомобиля. Обязательно спросите, подходит ли радиатор для вторичного рынка. Если радиатор не подходит напрямую, обязательно спросите у производителя, какие детали необходимы, чтобы подогнать радиатор. После того, как вы определите, какие производители радиаторов подходят, вам необходимо убедиться, что радиатор предназначен для использования в нем. Дрэг-рейсинг? Эффективное уличное использование? Шоссейные гонки? Радиаторы, разработанные специально для дрэг-рейсинга, могут оказаться слишком маленькими для уличного использования.Как вы уже догадались, радиаторы, предназначенные для шоссейных гонок, обычно имеют наивысшую охлаждающую способность. [Pullquote] ТОЛЬКО ПОТОМУ, ЧТО ОДИН РАДИАТОР В ОДНОМ КОНСТРУКЦИОННОМ ПАРАМЕТРЕ КАЖЕТ «ЛУЧШЕ», НЕ ОЗНАЧАЕТ, ЧТО ОН БУДЕТ РАБОТАТЬ ЛУЧШЕ, ЧЕМ ДРУГОЙ РАДИАТОР [/ pullquote]

На конструкцию радиатора влияет множество факторов. Фактически, существуют сложные уравнения, которые могут определить оптимальные конструктивные параметры для максимальной эффективности. При разработке радиатора разработчик может варьировать ряд параметров: длину сердцевины, ширину сердцевины, толщину сердцевины, количество трубок, расстояние между трубками и плотность ребер, и это лишь некоторые из них.Важно помнить, что то, что один радиатор кажется «лучше» по одному конструктивному параметру, не означает, что он будет работать лучше, чем другой радиатор. Комбинация и баланс всех факторов вместе определяют эффективность и рабочие характеристики радиатора.

(PDF) Дизайн и модификация радиатора в I.C. система охлаждения двигателя для максимальной эффективности и срока службы

Индийский журнал науки и технологий, Том 9 (2), DOI: 10.17485 / ijst / 2016 / V9i2 / 85810, январь 2016

ISSN (печатный): 0974-6846

ISSN (онлайн): 0974-5645

* Автор для переписки

Аннотация

Предыстория / Цели: Двигатель производит высокий количество тепла во время бега. Это может привести к повышению температуры двигателя до очень высокого уровня

и может привести к повреждению или заклиниванию компонентов двигателя. Следовательно, для безопасности компонентов двигателя, он должен работать

при гораздо более низкой температуре, которая называется рабочей температурой двигателя.Методы / статистический анализ: Радиатор играет

             

   

  Находки: после анализа

  

Следовательно, скорость сопла увеличивается, а давление уменьшается.Давление прямо пропорционально температуре. Приложение /

Улучшения:              

 

Ключевые слова: Система охлаждения, ИС Двигатель, рабочие характеристики, радиатор

Конструкция и модификация радиатора в I.C.

Система охлаждения двигателя для максимального увеличения эффективности и срока службы

R.Пол Линга Пракаш2, М. Селвам1, А. Алагу Сундара Пандиан1, С. Палани1 * и К. А. Хариш3

1 Кафедра машиностроения, Vel Tech Multitech, Авади, Ченнаи — 62, Тамил Наду, Индия;

[email protected], [email protected],

[email protected], [email protected]

2D Кафедра управленческих исследований, Велтех колледж высоких технологий Д-р Рангараджан 2 , Ченнаи — 62, Тамил Наду, Индия; планирование @ veltechmultitech.org

1. Введение

Из-за спроса на более мощные двигатели в меньших

капотах возникла проблема недостаточного рассеивания тепла в автомобильных радиаторах

. Более

33% энергии, вырабатываемой двигателем в результате сгорания

, теряется в тепле. Недостаточный отвод тепла

может привести к перегреву двигателя, что приводит к выходу

из строя смазочного масла, ослаблению металла

деталей двигателя и значительному износу между деталями двигателя.

Чтобы свести к минимуму нагрузку на двигатель в результате нагрева

поколения, автомобильные радиаторы должны быть изменены на

, чтобы они были более компактными, сохраняя при этом высокие показатели теплоотдачи

.

Для улучшения охлаждающего эффекта в системе охлаждения

необходимо улучшить теплопередачу. Лучшая передача тепла

зависит от площади поверхности радиатора.

При этом следует учитывать ожидания заказчика

, то есть размер радиатора

автомобиля.Таким образом, необходимо спроектировать радиаторные трубки

, чтобы обеспечить как высокую теплопередачу, так и оптимальный размер

радиатора в соответствии с ожиданиями клиентов.

На функции

радиатора влияют разные факторы. Радиатор с атмосферным воздухом,

потока хладагента, присутствующего в системе, плотность

миллиметров охлаждения, а также температура воздуха на входе в систему

. Установлено, что при атмосферном воздухе

и массовом расходе хладагента, повышающего охлаждение

, мощность радиатора увеличивается1,2.При отклонении

геометрического размера охлаждающей жидкости от оптимального

Общие сведения о деталях радиатора

Легко увидеть, что радиаторы автомобиля выбрасываются составные части. Когда радиатор начинает выходить из строя, это часто кажется лучшим вариантом. это выбросить его в корзину и установить новый. Хотя этот подход делает определенное количество смысла для многих современных автомобилей массового потребления, это не ваша единственный вариант. Для нестандартных автомобилей или тяжелого коммерческого оборудования ремонт может быть более экономичным подходом.

Чтобы понять, почему ремонт радиатора может быть вариантом, стоит учитывая, что очень важно понимать, что радиаторы автомобиля не монолитные компоненты. Вместо этого большинство радиаторов состоит из нескольких отдельных частей. которые могут выйти из строя самостоятельно, оставив остальную часть радиатора утилизируемой. Хотя конструкции радиаторов различаются, в этой статье будут описаны четыре типичных радиатора. компоненты и проблемы, с которыми они могут столкнуться.

1. Трубки радиатора

Сердечник вашего радиатора — это та часть, которая позволяет ему выполнять его цель: предоставить охлаждающей жидкости способ отводить тепло в среда.Сердечник радиатора состоит из трубок и ребер. Трубки охлаждающей жидкости бегут внутри сердцевины, а ребра снаружи. В зависимости от вашего радиатора, патрубки охлаждающей жидкости могут иметь латунно-медную конструкцию. или алюминий.

Сбои в водопроводе радиатора обычно возникают из-за внутренняя коррозия, внешние проколы или износ и засорение, вызванные твердыми частицами в охлаждающей жидкости. При необходимости (и если повреждение не слишком серьезное) можно устранять утечки в трубках радиатора, а не заменять их.Пока это обычно можно солдатские медно-латунные радиаторы, алюминиевые радиаторы требуют более специализированные методы ремонта.

2. Ребра охлаждения

Сантехника — не единственная часть сердечника вашего радиатора что может пойти на юг. Хотя одной утечки достаточно, чтобы вызвать катастрофическое охлаждение Проблема, когда дело доходит до ласт, здесь немного больше гибкости. Эти металлические части обеспечивают дополнительную площадь поверхности охлаждающей жидкости для отвода тепла. Любой повреждение ребер снизит эффективность охлаждения радиатора, но некоторые изогнутые плавники редко вызывают серьезную озабоченность.

Если большое количество ребер погнуто или повреждено иным образом, тогда вам может потребоваться ремонт. Исправить ласты проще (хотя иногда требуется больше времени), чем ремонт внутренних повреждений. сантехника. В профессиональных магазинах радиаторов можно найти несколько методов и инструментов. их утилизация для восстановления погнутых или сломанных ребер радиатора.

3. Пластиковые баки коллектора

Если вы водите более новый автомобиль, ваш радиатор, вероятно, имеет много интегрированные пластиковые компоненты, включая бак.Производители прикрепляют эти компоненты, постоянно прикрепленные к металлическому сердечнику, что делает их трудными для большинства своими руками заменить самостоятельно. К сожалению, пластик часто может трещина из-за множества циклов нагрева и охлаждения, что приводит к утечкам охлаждающей жидкости.

Ремонт радиатора с трещиной в пластиковом баке обычно требует методы термоядерного синтеза, чтобы навсегда устранить повреждения. Эти методы создают сварной шов, который должен быть не меньше прочности оригинального пластика. Если дополнительные требуется долговечность, возможно, также удастся удалить пластик компоненты и замените их изготовленными на заказ металлическими альтернативами.

4. Впускной и выпускной трубопровод

Впускной и выпускной патрубки охлаждающей жидкости — еще два компонента. обычно изготавливается из пластика на новых автомобилях. Хотя современный композит пластмассы прочны и устойчивы к нагреванию, эти трубы могут пострадать от те же проблемы, что и пластиковые напорные баки. Со временем пластик может стать хрупким. и трещины, ведущие к утечкам. Высокие температуры на входе делают его более вероятный источник сбоя.

Решение для неисправных воздухозаборников аналогично решению для треснувших пластиковых баков.Если повреждение не слишком серьезное, оно может можно использовать сварку плавлением для устранения утечки и восстановления пластика часть. Если нет, вам понадобится мастерская, чтобы разобрать радиатор и заменить сантехника.

Ремонт старого радиатора не всегда может быть рентабельным, но это может быть лучший (или единственный) вариант для некоторых автомобилей. Kell Радиатор Сервис имеет знания и опыт ремонта или замены любого радиатора. Если ваш автомобиль страдаете от проблем с системой охлаждения, позвоните нам сегодня, чтобы получить ваш двигатель снова работает круто и эффективно.

Конструкция и принцип работы автомобильных систем охлаждения

АВТО ТЕОРИЯ

Том Бенфорд

Система охлаждения вашего автомобиля действительно замечательная, но большинство людей не понимают, как и насколько хорошо она работает. Двигатель вашего автомобиля лучше всего работает при довольно высокой температуре. Когда двигатель холодный, компоненты изнашиваются быстрее, двигатель менее эффективен и выделяет больше загрязняющих веществ.Таким образом, важная роль системы охлаждения заключается в том, чтобы позволить двигателю максимально быстро нагреться, а затем поддерживать его работу при постоянной температуре.

Чтобы лучше понять, как работает система охлаждения, рекомендуется посмотреть на общую работу двигателя. Внутри работающего двигателя постоянно горит топливо. Большая часть тепла от этого сгорания уходит прямо в выхлопную систему, но часть его проникает в двигатель, нагревая его. Двигатель лучше всего работает, когда температура охлаждающей жидкости составляет около 180–220 ° по Фаренгейту (в зависимости от года выпуска вашего автомобиля).При этой температуре:

• Камера сгорания достаточно горячая для полного испарения топлива, что обеспечивает лучшее сгорание и снижает выбросы.
• Масло, используемое для смазки двигателя, имеет более низкую вязкость (оно тоньше), поэтому детали двигателя перемещаются более свободно, и двигатель тратит меньше энергии на перемещение своих собственных компонентов.
• Металлические детали меньше изнашиваются.

В автомобилях есть два типа систем охлаждения: с жидкостным охлаждением и с воздушным охлаждением; но поскольку большинство автомобилей имеют жидкостное охлаждение, здесь мы сосредоточимся исключительно на этой системе.

Вкратце, как это работает:

Система охлаждения автомобилей с жидкостным охлаждением обеспечивает циркуляцию жидкости по трубам и каналам в двигателе. Когда эта жидкость проходит через горячий двигатель, она поглощает тепло, охлаждая двигатель. После того, как жидкость покидает двигатель, она проходит через теплообменник или радиатор, который передает тепло от жидкости воздуху, проходящему через теплообменник. Система охлаждения включает в себя много сантехники. Давайте начнем с помпы и рассмотрим систему более подробно.

По сути, насос отправляет жидкость в блок двигателя, где она проходит через проходы в двигателе вокруг цилиндров. Затем он возвращается через головку блока цилиндров двигателя. Термостат расположен там, где жидкость выходит из двигателя. Водопровод вокруг термостата направляет жидкость обратно в насос, если термостат закрыт. Если он открыт, жидкость сначала проходит через радиатор, а затем обратно в насос. Также есть отдельный контур для системы отопления.Этот контур забирает жидкость из головки блока цилиндров и пропускает ее через сердечник нагревателя, а затем обратно в насос.

А на автомобилях с автоматической коробкой передач обычно также имеется отдельный контур для охлаждения трансмиссионной жидкости, встроенный в радиатор. Масло из трансмиссии перекачивается трансмиссией через второй теплообменник внутри радиатора.

Жидкость

Автомобили должны работать при самых разных температурах, от значительно ниже точки замерзания до более 100 ° F (38 ° C), поэтому жидкость, используемая для охлаждения двигателя, должна иметь очень низкую температуру замерзания, высокую температуру кипения, и он должен иметь способность удерживать много тепла.

Вода — одна из наиболее эффективных жидкостей для удержания тепла, но вода замерзает при слишком высокой температуре, чтобы ее можно было использовать в автомобильных двигателях. Жидкость, которая используется в большинстве автомобилей, представляет собой смесь воды и этиленгликоля, также известную как антифриз. При добавлении этиленгликоля в воду точки кипения и замерзания значительно улучшаются, как вы можете видеть на этой диаграмме:

Температура охлаждающей жидкости иногда может достигать от 250 до 275 ° F (от 121 до 135 ° C).Даже с добавлением этиленгликоля при таких температурах охлаждающая жидкость закипит, поэтому необходимо предпринять что-то дополнительное, чтобы поднять ее точку кипения. Система охлаждения использует давление для дальнейшего повышения температуры кипения охлаждающей жидкости. Так же, как температура кипения воды в скороварке выше, температура кипения охлаждающей жидкости выше, если вы создаете давление в системе. Большинство автомобилей имеют предел давления от 14 до 15 фунтов на квадратный дюйм (psi), что повышает температуру кипения еще на 45 ° F (25 ° C), поэтому охлаждающая жидкость может выдерживать высокие температуры.Антифриз также содержит добавки для защиты от коррозии.

Водяной насос

Водяной насос — это простой центробежный насос, приводимый в движение ремнем, соединенным с коленчатым валом двигателя. Насос обеспечивает циркуляцию жидкости при работающем двигателе. Водяной насос использует центробежную силу для отправки жидкости наружу во время вращения, заставляя жидкость непрерывно вытягиваться из центра. Вход в насос расположен ближе к центру, так что жидкость, возвращающаяся из радиатора, попадает на лопасти насоса.Затем лопасти насоса выбрасывают жидкость наружу насоса, где она может попасть в двигатель.

Жидкость, выходящая из насоса, проходит сначала через блок цилиндров и головку цилиндров, затем в радиатор и, наконец, обратно в насос.

Стенки цилиндра довольно тонкие, а блок цилиндров в основном полый.

Двигатель

В блоке цилиндров и головке цилиндров есть много каналов, отлитых или обработанных на станке, чтобы обеспечить поток жидкости.Эти каналы направляют охлаждающую жидкость в наиболее критические области двигателя.

Температура в камере сгорания двигателя может достигать 4500 ° F (2500 ° C), поэтому охлаждение области вокруг цилиндров имеет решающее значение. Области вокруг выпускных клапанов особенно важны, и почти все пространство внутри головки блока цилиндров вокруг клапанов, которое не требуется для конструкции, заполнено охлаждающей жидкостью. Если двигатель слишком долго не охлаждается, он может заклинивать. Когда это происходит, металл действительно нагревается настолько, что поршень приваривается к цилиндру, что обычно приводит к полному разрушению двигателя.

Один из способов снизить требования к системе охлаждения — уменьшить количество тепла, передаваемого от камеры сгорания к металлическим частям двигателя. Некоторые двигатели делают это, покрывая внутреннюю часть верхней части головки блока цилиндров тонким слоем керамики. Поскольку керамика плохо проводит тепло, меньше тепла передается к металлу и больше выходит из выхлопных газов.

Головка двигателя также имеет большие проходы для охлаждающей жидкости.

Радиатор

Как отмечалось ранее, радиатор — это разновидность теплообменника. Он предназначен для передачи тепла от горячего хладагента, протекающего через него, к воздуху, продуваемому вентилятором. Некоторые автомобили (например, Корветы) оснащены алюминиевыми радиаторами, поскольку они имеют более высокий тепловой коэффициент, чем латунные или медные агрегаты. Эти радиаторы изготавливаются путем пайки тонких алюминиевых пластин к сплющенным алюминиевым трубкам. Хладагент течет от входа к выходу по множеству труб, установленных параллельно.Ребра отводят тепло от трубок и передают его воздуху, протекающему через радиатор.

В трубки иногда вставляют ребро, называемое турбулизатором, которое увеличивает турбулентность жидкости, протекающей по трубкам. Если бы жидкость текла по трубкам очень плавно, только жидкость, реально соприкасающаяся с трубками, охлаждалась бы напрямую. Количество тепла, передаваемого трубкам от текучей среды, проходящей через них, зависит от разницы температур между трубкой и соприкасающейся с ней жидкостью.Таким образом, если жидкость, которая контактирует с трубкой, быстро остывает, будет передаваться меньше тепла. Создавая турбулентность внутри трубки, вся жидкость смешивается вместе, поддерживая температуру жидкости, соприкасающейся с трубками, так, чтобы можно было отвести больше тепла, и вся жидкость внутри трубки используется эффективно.

Радиаторы обычно имеют резервуар с каждой стороны, а внутри резервуара находится охладитель трансмиссии. Охладитель трансмиссии похож на радиатор внутри радиатора, за исключением того, что вместо теплообмена с воздухом масло обменивается теплом с хладагентом в радиаторе.

Колпачок давления

Крышка радиатора фактически увеличивает температуру кипения охлаждающей жидкости примерно на 45 ° F (25 ° C). Колпачок на самом деле является клапаном сброса давления, и на автомобилях он обычно устанавливается на 15 фунтов на квадратный дюйм. Температура кипения воды увеличивается, когда вода находится под давлением. Когда жидкость в системе охлаждения нагревается, она расширяется, вызывая повышение давления. Колпачок — единственное место, куда это давление может уйти, поэтому установка пружины на колпачке определяет максимальное давление в системе охлаждения.Когда давление достигает 15 фунтов на квадратный дюйм, давление толкает клапан, позволяя охлаждающей жидкости выходить из системы охлаждения. Этот хладагент течет через переливную трубку на дно переливного бака. Такое расположение предотвращает попадание воздуха в систему. Когда радиатор снова охлаждается, в системе охлаждения создается разрежение, которое открывает другой подпружиненный клапан, всасывая воду обратно со дна переливного бачка, чтобы заменить вытесненную воду.

Термостат

Основная задача термостата — дать двигателю возможность быстро нагреться, а затем поддерживать постоянную температуру двигателя.Это достигается за счет регулирования количества воды, проходящей через радиатор. При низких температурах выход к радиатору полностью перекрывается — вся охлаждающая жидкость возвращается обратно через двигатель.

Когда температура охлаждающей жидкости повышается до 82–91 ° C (180–195 ° F), термостат начинает открываться, позволяя жидкости течь через радиатор. Когда температура охлаждающей жидкости достигает 93-103 ° C (200–218 ° F), термостат полностью открыт.

Термостат

Вентилятор

Как и термостат, вентилятор охлаждения необходимо контролировать так, чтобы он позволял двигателю поддерживать постоянную температуру.В автомобилях более поздних моделей есть электрические вентиляторы. Вентиляторы управляются либо термостатическим переключателем, либо компьютером двигателя, и они включаются, когда температура охлаждающей жидкости превышает заданное значение. Они снова выключаются, когда температура падает ниже этой точки.

Старые автомобили имеют вентиляторы охлаждения с приводом от двигателя. Эти вентиляторы оснащены вязкостной муфтой с термостатическим управлением, расположенной на ступице вентилятора в воздушном потоке, проходящем через радиатор.

Система отопления

Возможно, вы слышали, что если ваша машина перегревается, вам следует открыть все окна и запустить обогреватель с вентилятором на полную мощность.Это хороший совет, потому что система обогрева на самом деле является вторичной системой охлаждения, которая отражает основную систему охлаждения вашего автомобиля.

Сердечник отопителя, который находится внутри или под приборной панелью, на самом деле представляет собой небольшой радиатор. Вентилятор отопителя продувает воздух через сердечник отопителя в салон вашего автомобиля.

Сердечник нагревателя забирает горячую охлаждающую жидкость из головки блока цилиндров и возвращает ее в насос, поэтому нагреватель работает независимо от того, открыт термостат или закрыт.