Какая система охлаждения применяется на современных двигателях

Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя

Помимо главной функции отвода тепла от основных узлов двигателя автомобиля, система охлаждения решает ряд дополнительных задач. Фактически она участвует в работе системы смазки, отопления салона, выхлопа и рециркуляции отработавших газов, турбонаддува и коробки передач. О том, как она устроена, а также в чем заключается принцип работы охлаждающей системы и пойдет речь далее.

Виды систем охлаждения двигателя

Регулирование температуры автомобильного двигателя может осуществляться при помощи охлаждающей жидкости (антифриза, ОЖ) и посредством циркуляции воздуха. Исходя из этого различают три вида систем:

  • Воздушная. Физически представляет собой обдув, благодаря которому происходит вытеснение горячего воздуха из подкапотного пространства в атмосферу. Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным (с использованием вентилятора). В силу низкой эффективности как самостоятельная система практически не применяется.
  • Жидкостная. Представляет собой систему трубчатых контуров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Жидкостное охлаждение может быть принудительным (перекачка насосом), термосифонным (за счет разности в плотности нагретой и охлажденной жидкостей) и комбинированным (охлаждение головки блока цилиндров осуществляется принудительно, а остальные узлы термосифонным принципом). Такая система более эффективна в сравнении с воздушной, но при определенных режимах работы (длительный простой с включенным двигателем, повышенные температуры окружающей среды) может быть недостаточной для качественного охлаждения.
  • Комбинированная. Представляет собой использование и воздушного обдува, и жидкостных контуров.

Системы охлаждения на основе жидкости также разделяются на открытые и закрытые. Первые имеют сообщение с атмосферой при помощи пароотводной трубки, а во вторых жидкость полностью изолирована от окружающей среды. В закрытых системах давление антифриза больше, а следовательно, выше и температура кипения. Это позволяет использовать их при высоких температурах нагрева жидкости (до 120°C).

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

  • Радиатор системы охлаждения.
  • Вентилятор радиатора.
  • Малый и большой охлаждающие контуры.
  • Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
  • Датчик температуры.
  • Термостат.
  • Расширительный бачок.
  • Насос (помпа).
  • Радиатор печки.
  • Масляный радиатор (опционально).
  • Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

Большой и малый круги циркуляции ОЖ

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Читайте также:  Как увеличить мощность двигателя рмз 500

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

  • Сердцевина. Она может быть трубчатой (вертикальные трубки овального или круглого сечения, объединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатой (изогнутые пары пластин, спаянные по краям) и сотовой (спаянные трубки с сечением в виде правильного шестиугольника).
  • Верхний бачок. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для установки шланга, подводящего антифриз. В горловине выполнено отверстие для установки пароотводящей трубки. Последняя имеет паровой клапан, который открывается в случае закипания.
  • Воздушный клапан. Он необходим для наполнения радиатора воздухом после остановки двигателя. Когда охлаждающая жидкость полностью остывает, без подачи дополнительного объема воздуха в системе может возникнуть сильное разрежение, провоцирующее сдавливание трубок.
  • Нижний бачок. Оснащен патрубком для крепления шланга отвода жидкости.
  • Крепления.

Принцип работы радиатора основан на многоуровневой циркуляции воздуха в его сердцевине, что делает снижение температуры охлаждающей жидкости, проходящей через него, более интенсивным.

Наиболее эффективными являются радиаторы пластинчатого типа, но они подвержены быстрому загрязнению, а потому самой популярной конструкцией стали трубчатые.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Температурный датчик позволяет контролировать состояние системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости просто: как правило, он расположен в канале головки блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента снижается, а при ее уменьшении увеличивается. Показатель сопротивления передается на электронный блок управления двигателем. Чтобы при этом данные состояния охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью погружен в нее. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть порядка 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если же отклонения больше допустимых, датчик необходимо заменить.

В некоторых моделях автомобилей может быть предусмотрено два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а второй представляет собой датчик указателя текущей температуры охлаждающей жидкости.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

В роли рабочей жидкости в системах охлаждения изначально применялась дистиллированная или деионизированная вода. Однако для современных двигателей она не обеспечивает нужный диапазон рабочих температур. Помимо этого, она склонна к коррозионной активности в отношении металлов, что снижает срок эксплуатации системы охлаждения. Для устранения этих недостатков в качестве охлаждающей жидкости сегодня применяются составы со специальными присадками (этиленгликоль, ингибиторы коррозии), что повышает характеристики всей системы. Чаще всего используется антифриз, который имеет более низкий порог замерзания.

При возникновении ситуации, когда требуется экстренный долив охлаждающей жидкости, можно использовать обычную чистую воду. Однако для корректной работы системы при первой возможности такой раствор необходимо заменить на качественный антифриз.

Замена охлаждающей жидкости проводится каждые 60-100 тысяч километров пробега. В охлажденном состоянии (при выключенном двигателе) ее количество должно быть на уровне нижнего края патрубка расширительного бачка охлаждающей системы. Для удобства на нем выполнены отметки “Min” и “Max”. Когда количество жидкости ниже минимальной отметки – выполняют долив. Если после работы уровень вновь упал – это свидетельствует о разгерметизации системы.

Читайте также:  Бортовой компьютер ваз 2114 посмотреть температуру двигателя

Значимость системы охлаждения двигателя не вызывает сомнений. А потому стоит регулярно проводить профилактический осмотр ее основных узлов. Это позволит избежать перегрева двигателя и возникновения критических поломок.

Источник

Как работает система охлаждения двигателя?

Наряду с мощностью двигатели внутреннего сгорания выделяют значительное тепло. Они выделяют столько тепла, что, если оно не будет надлежащим образом отведено, это может привести к повреждению двигателя без возможности ремонта. Чтобы решить эту проблему, каждый двигатель имеет систему охлаждения.

В то время как в старых машинах использовались двигатели с воздушным охлаждением, практически каждый современный автомобиль использует жидкостное охлаждение для рассеивания тепла, создаваемого сгоранием бензина, и трением движущихся частей.

Как работает система охлаждения двигателя?

Компоненты системы охлаждения включают в себя радиатор, один или несколько вентиляторов, шланги, водяной насос и термостат, а также переливной резервуар. Охлаждающая жидкость представляет собой смесь воды и антифриза, которая не только предотвращает замерзание жидкости, как следует из ее названия, но и содержит химические вещества для уменьшения коррозии и накопления накипи. В некоторых юрисдикциях, таких как Британская Колумбия, требуется, чтобы антифриз включал добавку с горьким вкусом.

Для выполнения своей работы охлаждающая жидкость движется непрерывным циклом и проталкивается водяным насосом через двигатель. Двигатель содержит внутренние полые конструкции, называемые водяными рубашками. Через них протекает охлаждающая жидкость, поглощая его избыточное тепло. Затем она проходит через шланги к радиатору и там остывает. Оттуда антифриз возвращается в двигатель, где заменяет горячую охлаждающую жидкость, чтобы повторить процесс.

При этом радиатор охлаждает горячую жидкость, используя более холодный воздух, который поступает через решетку автомобиля. Хладагент течет через узкие трубки внутри радара, чтобы тепло могло рассеиваться как можно быстрее. Если через решетку не поступает достаточное количество воздуха, например, когда автомобиль работает на холостом ходу, вентилятор позади радиатора пропускает через него воздух.

Примечание: какая-то часть горячей охлаждающей жидкости отводится прямо из двигателя в небольшие шланги, которые подводят ее к сердечнику нагревателя — это миниатюрная версия радиатора. Когда охлаждающая смесь проходит через нее, это тепло отводится в кабину для системы климат-контроля.

Но хотя двигатель не должен быть горячим, также он не может быть слишком холодным. Хотя диапазон для работы мотора варьируется в зависимости от модели, минимальная температура обычно составляет от 85 C до 95 C.

Вентиляторы радиатора

Еще один важный элемент системы охлаждения. Они стоят на стороне, около двигателя, внутри металлического или пластикового корпуса, предназначенного для защиты пальцев и выпрямления потока воздуха в системе. Эти вентиляторы нужны для создания потока воздуха, проходящего через радиатор, пока автомобиль медленно едет или останавливается при работающем двигателе.

В старых системах вентилятор был подключен к передней части водяного насоса и вращался, когда двигатель работал, потому что он приводился в движение ремнем вентилятора вместо электрического двигателя. В этих случаях, если водитель заметит, что двигатель начинает сильно нагреваться при остановке и начинает движение, водитель может включить автомобиль в нейтральное положение и завести двигатель, чтобы заставить вентилятор вращаться быстрее, что поможет охладить двигатель.

Читайте также:  Схеме топливная система двигатель скания

Электрические вентиляторы контролируются внутренней программой и компьютером. Датчик температуры показывает температуру мотора и отправляет данные на главный процессор. После этого система определяет, стоит ли включить вентилятор, и активирует его реле, если двигателю необходим дополнительный поток воздуха.

Как узнать количество антифриза в охладительной системе?

Проверить, достаточно ли охлаждающей жидкости, легко. Найдите пластиковый резервуар в отсеке двигателя и проверьте уровень жидкости по линиям, отмеченным сбоку. На старых автомобилях вы должны снять крышку давления в верхней части радиатора. Кстати это может быть опасно, если система охлаждения перегрета, так как охлаждающая жидкость с кипящей температурой может взорваться, как гейзер.

Соотношение воды и антифриза влияет на способность охлаждающей жидкости противостоять замерзанию — как ни странно, чистый антифриз замерзает чуть ниже 0 C, а добавление к нему воды снижает температуру замерзания полученной смеси. Чтобы узнать, нужно ли вам добавлять воду, проверьте этикетку на бутылке.

Примечание: ингибиторы ржавчины охлаждающей жидкости со временем выходят из строя, и вы должны промыть систему и наполнить ее свежим антифризом в соответствии с графиком технического обслуживания.

Рекомендации по замене охлаждающей смеси

  • Следует периодически проверять различные периферийные устройства системы охлаждения, чтобы убедиться, что они в хорошем состоянии. Змеевик, который вращает водяной насос, не должен быть сломан или изношен. Шланги нагревателя должны быть гибкими, не рыхлыми или ломкими, а зажимы, удерживающие их на месте — плотными. Любые утечки должны незамедлительно устраняться, так как автомобиль, работающий на низких оборотах охлаждающей жидкости, может перегреться.
  • При этом антифриз может протекать через прокладку головки двигателя и тогда вы увидите белый дым из выхлопной трубы, если двигатель нагреется (белый выхлоп, если холодный, как правило, безвредный, т. к. сгорает конденсат), или почувствуете сладкий, жженный запах.
  • Если у вашего автомобиля стоит датчик температуры и он слегка поднимается при интенсивном использовании, например, при буксировке или при движении по крутому склону в жаркую погоду — это вполне допустимо. Но если он поднимается слишком далеко или загорается сигнальная лампа, остановитесь, выключите автомобиль и поднимите капот.

Можно ли смешивать различные антифризы?

Существует три типа охлаждающих жидкостей, и их смешивание может привести к дорогостоящим проблемам. Все они делают одно и то же — остаются в жидком состоянии при экстремально низких температурах, сопротивляются кипению при более высоких температурах, смазывают движущиеся части и противостоят коррозии. И хотя традиционный этилен-гликолевый теплоноситель по-прежнему имеет зеленый цвет, два других типа антифриза (технология с использованием органической кислоты) и гибридный — различаются по оттенку от розовато-оранжевого до красновато-фиолетового.

Смешивание зеленого с любым другим антифризом может вызвать химические реакции, приводящие к накоплению осадка, который может ограничить поток охлаждающей жидкости, а это приведет к перегреванию двигателя. При этом старые двигатели, которые все еще используют большое количество латуни в конструкции радиатора и сердечника нагревателя, выигрывают от использования зеленой охлаждающей жидкости, в то время как более новым автомобилям с достаточным количеством алюминиевых деталей требуется защита от коррозии, присутствующая в смесях OAT или HOAT.

Источник

Adblock
detector