Почему системы водяного охлаждения автомобильных двигателей гораздо более

Содержание
  1. Почему современные двигатели имеют сложные системы охлаждения? Потому что работают на грани перегрева!
  2. Температурное непостоянство
  3. Указатели врут
  4. Система высокой точности
  5. «Запланированный» перегрев с риском форс-мажора
  6. Неочевидные последствия
  7. Почему чаще всего вода используется в системе охлаждения двигателей?
  8. Что заливают в систему охлаждения калина?
  9. Что будет, если в систему залить теплоноситель, разбавленный с водой?
  10. Как часто менять антифриз?
  11. Как понять, что автономная система отопления полностью заполнена водой?
  12. Как работает система охлаждения двигателя
  13. Что такое система охлаждения двигателя и как работает
  14. Преимущества жидкостной системы охлаждения
  15. Недостатки системы жидкостного охлаждения
  16. Система воздушного или прямого охлаждения
  17. Преимущества системы воздушного охлаждения
  18. Недостатки двигателей воздушного охлаждения
  19. Эффективная система охлаждения двигателя: какая она
  20. Радиатор охлаждения двигателя
  21. Помпа
  22. Приводы вентилятора
  23. Вентиляторы для системы охлаждения

Почему современные двигатели имеют сложные системы охлаждения? Потому что работают на грани перегрева!

Зачем это надо, чем чревато и почему почти неизбежно, будем сейчас разбираться.

Температурное непостоянство

Система охлаждения не просто не допускает перегрева двигателя — ее функция заключается в быстром достижении и поддержании заданной рабочей температуры, что может быть непросто, учитывая внешние факторы, разные режимы работы мотора и, собственно говоря, разные условия движения. Сначала двигатель «холодный» — его надо как можно быстрее вывести в устойчивый температурный режим. А далее этот режим поддерживать, притом что мотор по ряду причин то охлаждается, то греется в зависимости от внешних условий, скорости движения автомобиля и того, как активно водитель жмет на «газ».

Чтобы было нагляднее, представьте, что у вас на плите стоит кастрюля, воду в которой следует держать в диапазоне 85-95°C. Кажется, что это просто — до тех пор, пока кто-то не начнет то и дело то убавлять, то прибавлять газ на конфорке. И вот ваша вода то пытается вскипеть, то норовит остыть. А у вас из всех инструментов регуляции — только подача холодной воды через трубку. И это означает как минимум несколько вещей:

  • ваши действия «догоняющие», вы начинаете реагировать после того, как меняется температура;
  • эффект от ваших действий имеет определенную инерцию, что влияет на оперативность и точность;
  • все это приводит к тому, что выдерживать точную температуру невозможно, остается лишь вписываться в определенный диапазон значений, особенно в переходных режимах;
  • ваши возможности ограничены и в определенной ситуации могут оказаться недостаточными.

Указатели врут

Вы скажете, что раз температура так пляшет, то и стрелка указателя на панели приборов должна двигаться туда-сюда по шкале то в сторону перегрева, то в сторону недогрева. На некоторых старых моделях так и было! Стрелка указателя оперативно показывала изменения температуры. Но к чему нервировать водителя этими постоянными движениями, особенно в сторону красного сектора?

Поэтому на современных моделях стрелка неподвижно стоит в одном положении, показывая «норму» и при 85°C, и при 105°C. И в этом плане толку от нее не больше, чем от модного нынче индикатора (синий сигнал означает, что двигатель еще холодный, желтый или красный говорит о риске перегрева). Для не очень опытного водителя такой индикатор, пожалуй, даже лучше — больше шансов, что обратит внимание на проблему при загорании контрольной лампы.

Кстати, «температура двигателя» — понятие довольно условное. Ведь в разных зонах (ГБЦ, блок, поддон и т.д.), не говоря уже про водяной насос или термостат, термометр будет показывать разные значения .

Система высокой точности

В «аналоговую» эпоху, где все электрическое управление работой системы охлаждения сводилось максимум к контролю температуры и включению электровентилятора, а все остальное работало за счет механических систем, обеспечивать работу двигателя в узком температурном режиме было достаточно сложно. Но современные технологии позволили значительно улучшить эффективность и точность работы всей системы как раз за счет того, что появилась возможность прямого управления узлами и исполнительными механизмами.

Читайте также:  Чем укрыть двигатель зимой сверху

Для оптимизации температурного режима нынче используется раздельная система охлаждения с двумя термостатами, причем они могут быть электронноуправляемыми. Водяной насос также может иметь электропривод, а значит, можно регулировать его производительность в зависимости от текущего режима. Подачу воздуха в моторный отсек и к радиаторам охлаждения также можно регулировать за счет управляемых заслонок-жалюзи. Все это — ради большей эффективности и точности системы, чтобы двигатель как можно дольше оставался в заданном температурном диапазоне. А тот, в свою очередь, имел бы как можно более узкий диапазон значений.

«Запланированный» перегрев с риском форс-мажора

Если старые двигатели работают при температуре до 100°C, то современные, как правило, имеют рабочую температуру свыше 100°C. Взять те же моторы BMW, рабочая температура которых 110-120°C. Сделано это для достижения максимальной отдачи и обеспечения лучшей топливной экономичности. Ничего не попишешь: максимально эффективен ДВС как раз при работе на пределе, когда до детонации или перегрева его отделяет тонкая грань. Собственно по этой причине и требуется высокая производительность и точность системы охлаждения, чтобы до перегревов дело не доводить.

Это непросто, особенно с учетом того, что современные двигатели форсированы и термонагружены. Добавляют проблем и компоновочные решения. Взять, к примеру, 4,4-литровый V8 S63 компании BMW. Турбины находятся в развале блока, из-за чего электрика и многие детали систем наддува, смазки и охлаждения страдают от высоких температур, что сказывается на сроке их службы.

С возрастом факторов риска становится только больше. «Бутерброды» из радиаторов забиваются пухом и дорожным мусором, утечки охлаждающей жидкости или ее выкипание могут привести к ее недостаточному уровню в системе, также с возрастом возрастает вероятность отказа датчиков, термостатов и т.д. В итоге снижение эффективности работы системы охлаждения при минимальном запасе по температуре грозит обернуться перегревом.

Неочевидные последствия

Пробитая прокладка, головка винтом, а при наихудшем сценарии еще и заклинивший от температурного расширения деталей мотор — все это крайние случаи серьезного перегрева. И до этого еще надо дело довести. Но мы уже сказали: современные двигатели и так работают «на грани», при температурах, которые еще 20 лет назад считались слишком высокими, чтобы быть нормой. Да, наука и промышленность не стоят на месте, разрабатывают и внедряют термостойкие материалы, но всех проблем это не решает.

Как показывает практика, высокая рабочая температура и локальные перегревы, о которых владелец даже не подозревает (стрелка-то показывает 90°С!), негативно сказываются на состоянии пластиковых и резиновых деталей, которых предостаточно в каждом моторе, причем в ответственных системах (того же охлаждения, а также смазки). Такие детали быстрее стареют, рассыхаются, теряют герметичность и провоцируют новые проблемы.

Более жесткие условия работы накладывают свои требования на характеристики и качество применяемого моторного масла, тем более что в современных моторах применяются масла пониженной вязкости. Поэтому для снижения риска повреждений деталей из-за разрыва масляной пленки или масляного голодания крайне важен правильный подбор масла по параметрам и классу качества. И, разумеется, чем меньше межсервисный интервал, тем лучше.

Собственно своевременное обслуживание, включающее в том числе проверку функциональности системы охлаждения (как визуальную, так и инструментальную, компьютерную) и регламентную замену антифриза, — главное условие снижения риска перегрева двигателя. Также неплохо бы помнить, что неоптимальным режимом является не только агрессивная езда, но и движение на малой скорости или же работа двигателя на холостых оборотах (когда автомобиль «толкается» в заторах). В эти моменты на стрелку указателя или индикатор температуры стоит посматривать чаще. Какими бы «задемпфированными» они не были.

Источник

Почему чаще всего вода используется в системе охлаждения двигателей?

Для этого имеются несколько причин:

Вода в обычных условиях это жидкость, а для усиленного отведения тепла лучше использовать жидкость.

Читайте также:  Какой ресурс у двигателя хонда црв

Вода это доступное, дешевое и распространенное химическое соединение.

Вода обладает одной из самых высоких теплоемкостей, т.е. она может больше поглощать и лучше переносить тепло от двигателя к радиатору.

Что заливают в систему охлаждения калина?

В систему охлаждения автомобиля Лада Калина заливают 7,84 литра антифриза (охлаждающей жидкости). Производитель (Автоваз) для Лады рекомендует использовать антифриз следующих марок: Cool Steam Standart, Cool Steam Premium, G-Energy Antefreexe, ТС-Felix, Felix Carbox, SINTEC, Лонг Лайф и Антифриз G-48. Смешивать охлаждающие жидкости разных марок производители Лады не рекомендуют. Если антифриз концентрированный (указывается на упаковке), то его надо разбавить дистилированной водой в необходимых пропорциях (также указаны наупаковке).

4 · Хороший ответ

Что будет, если в систему залить теплоноситель, разбавленный с водой?

На самом деле ничего страшного не произойдёт. Вы просто разбавите теплоноситель и тем самым понизите его характеристики: температуру замерзания и закипания. Но увеличите его общий объём. К слову концентрированные жидкости изначально производятся для последующего разбавления ДИСТИЛЯРОВАННОЙ водой в нужных пропорциях. Дерзайте, но обратите внимание на изначальные показатели вашей жидкости.

5 · Хороший ответ

Как часто менять антифриз?

В среднем, заливать новый антифриз необходимо раз в 40 000-50 000 километров. Но конкретные сроки зависят от свойств самой жидкости (некоторые нужно менять каждые два года, другие – раз в пять лет). К тому же охлаждающая жидкость может утратить свои свойства раньше положенного срока.

1 5 · Хороший ответ

Как понять, что автономная система отопления полностью заполнена водой?

Если через воздушные выпускные краны выходит устойчивая струйка воды без пузырьков воздуха, то процесс заполнения системы можно считать завершенным.

Источник

Как работает система охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателя автомобиля разработана для того, чтобы избежать перегрева ДВС. Во время работы двигатель непрерывно производит тепло и преобразует его в мощность. Это тепло получается при сжигании топлива в двигателе. Но в мире нет двигателя, который был бы на 100% эффективен. Всегда остается некоторое количество тепловой энергии, которая теряется в процессе работы.

Если не передать ее в атмосферу, это тепло будет перегревать двигатель, что приведет к его заклиниванию. При заклинивании из-за перегрева поршень расплавляется внутри цилиндра. Во избежание этой проблемы в автомобиле и стоит система охлаждения.

Что такое система охлаждения двигателя и как работает

По сути это система, интегрированная с двигателем. Она отводит избыточное тепло с помощью специальной жидкости.

В системе жидкостного охлаждения двигатель окружен водяными рубашками. С помощью насоса эта вода циркулирует в этой водяной рубашке.

Вода, текущая в этих рубашках, отводит тепло от двигателя. Эта горячая вода затем течет через радиатор, где охлаждается от холодного тепла, выдуваемого через вентилятор.

В этой системе вода отбирает тепло у двигателя, и охлаждается воздухом, а затем снова циркулирует в двигателе.

Это косвенный процесс охлаждения, когда фактическое охлаждение, то есть воздух, не охлаждает систему напрямую. При этом воздух охлаждает воду, а вода охлаждает двигатель.

Система жидкостного или непрямого охлаждения используется в больших двигателях, в таких как легковые и грузовые автомобили.

Преимущества жидкостной системы охлаждения

  1. Компактный дизайн.
  2. Обеспечивает равномерное охлаждение двигателя.
  3. Двигатель может быть установлен в любом месте автомобиля.
  4. Может использоваться как на малых, так и на больших двигателях.

Недостатки системы жидкостного охлаждения

  1. В ней водяная рубашка становится еще одной частью двигателя. При этом в случае выхода из строя системы охлаждения двигатель может получить серьезные повреждения.
  2. Она требует регулярного технического обслуживания и, таким образом, создает дополнительные расходы на обслуживания.

Система воздушного или прямого охлаждения

В системе прямого охлаждения двигатель охлаждается непосредственно с помощью воздуха, проходящего через него. Это такая же система охлаждения, которая используется для мотоциклетных двигателей.

В ней воздух находится в непосредственном контакте с двигателем, следовательно, она также известна как система прямого охлаждения.

Читайте также:  Большие обороты при запуске двигателя на ланосе

Система воздушного охлаждения используется для небольших двигателей, таких как велосипеды, газонокосилки и т. д.

Преимущества системы воздушного охлаждения

  1. Конструкция двигателя становится проще.
  2. Ремонт легко в случае повреждений.
  3. Отсутствие громоздкой системы охлаждения облегчает обслуживание системы.
  4. Нет опасности утечки охлаждающей жидкости.
  5. Двигатель не подвержен заморозкам.
  6. Это автономное устройство, так как оно не требует радиатора, жатки, резервуаров и т.д.
  7. Установка системы воздушного охлаждения проста.

Недостатки двигателей воздушного охлаждения

  1. Их можно использовать только в местах, где температура окружающей среды ниже.
  2. Охлаждение не равномерное.
  3. Более высокая рабочая температура по сравнению с двигателями с водяным охлаждением.
  4. Производят больше аэродинамического шума.
  5. Удельный расход топлива выше.
  6. Более низкие максимально допустимые коэффициенты сжатия.
  7. Вентилятор, если он используется, потребляет почти 5% мощности, вырабатываемой двигателями.

Эффективная система охлаждения двигателя: какая она

Она должна быть способна отводить около 30% тепла, выделяемого двигателем, при этом поддерживая оптимальную рабочую температуру.

Она должна отводить тепло с большей скоростью, когда двигатель горячий, и снимать двигатель с меньшей скоростью, когда двигатель холодный.

Примечание: двигатели в автомобилях повышенной проходимости и внедорожниках необходимо охлаждать по крайней мере по двум причинам. Одна основана на температуре горящих газов в цилиндрах, превышающей температуру плавления материала блока и цилиндров.

Если не убрать тепло, двигатель может выйти из строя. Вторая причина – поддержание оптимальной температуры двигателя помогает поддерживать его эффективную работу (подумайте об экономии топлива) и оптимизирует объемную эффективность (подумайте о лошадиных силах).

Радиатор охлаждения двигателя

В то время как существуют разные типы радиаторов, распространенный тип называется радиатором с зазубренной трубкой. Он состоит из трубок (для переноса жидкости), к которым прикреплены кольца или ребра для рассеивания тепла.

Горячая вода подается по трубам в верхний резервуар (верх радиатора) с помощью водяного насоса. Охлажденная вода направляется из нижнего резервуара (нижняя часть радиатора) обратно в двигатель для циркуляции через блок двигателя через небольшие каналы.

Жидкость, проходящая через блок двигателя, помогает отводить тепло, в дополнение к дополнительному воздуху, пропускаемому через него вентилятором и при движении.

Помпа

Водяной насос обычно устанавливается в передней части двигателя и приводится в движение ремнем. Нижняя часть радиатора (нижняя емкость) соединена со стороной всасывания насоса.

Шпиндель насоса приводится в движение ремнем, который соединяется со шкивом, установленным на конце коленчатого вала. Назначение насоса — просто извлекать горячую и впрыскивать более холодную жидкость (часто смесь воды и охлаждающей жидкости на основе спирта).

Приводы вентилятора

Вентилятор радиатора прикрепляется с помощью шкива и ремня. Скорость его вращения определяется частотой вращения двигателя и механической конструкцией механизма шкива / ремня.

Вентиляторы для системы охлаждения

Вентиляторы различаются по многим параметрам, включая материал, из которого они состоят, и способ их изготовления или сборки, по диаметру, количеству лопастей, длине лопасти, шагу лопасти и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, например, вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Формованные вентиляторы являются наиболее распространенными и интенсивно используются как на дорогах, так и вне дорог. Они изготавливаются из пластика или нейлона и имеют цельный дизайн.

Модульные вентиляторы обычно используются в условиях бездорожья и обеспечивают значительную гибкость конструкции. При этом в одной и той же втулке могут использоваться различные длины лезвий, их шаг, конфигурации и материалы для оптимизации производительности. Различные варианты ступиц увеличивают их пригодность для многих применений.

Металлические вентиляторы используются в внедорожных транспортных средствах, а также в транспортных средствах, предназначенных для дорог. Прочные и относительно легкие, они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом точных требований к воздушному потоку, размеру, длине лопасти, ширине лопасти, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону скоростей передаточного числа вентилятора и другим факторам.

Источник