Схема принудительного охлаждения двигателя

Просто о сложном: система охлаждения двигателя. Как это работает

Перегрев чего бы то ни было опасен. Это очевидный постулат. Двигатель автомобиля не является исключением, а вот причины и следствия этого явления знают далеко не все. Сегодня предлагаю подробно разобрать вопрос о перегреве ДВС и наиболее частые причины этого явления.

Для начала чуть-чуть теории.

В процессе работы двигатель любого автомобиля нагревается, и контролировать сей процесс призвана охлаждающая жидкость. Циркулируя в замкнутом контуре по кругу, через каналы и протоки внутри мотора, она отбирает у него тепло и переносит его к радиатору . Где охлаждается набегающим потоком воздуха (на ходу), либо принудительно — вентилятором (когда машина стоит или движется в пробке). После чего, охлажденная, снова поступает к самым горячим местам и процесс повторяется.
На заре массового автомобилестроения, а в нашей любимой стране — и вовсе вплоть до 80-х годов, вместо всем известного «антифриза» (это, кстати, «народное» название всех охлаждающих жидкостей) лили воду. То есть, каждый зимний вечер водитель должен был сливать воду из радиатора, а по утру заливать заново. В противном случае, самые «забывчивые» автолюбители наутро обнаруживали разорванные радиаторы и патрубки системы, где замерзшая вода успевала сделать свое дело.

Тогда автопроизводители поняли, что такая система вызывает, мягко говоря, некоторые неудобства в процессе зимней эксплуатации. 🙂 К тому же, теплоемкость воды не всегда была достаточной, а точка кипения в 100 градусов цельсия накладывала еще бОльшие ограничения на тепловой режим работы двигателя. И тогда придумали специальную охлаждающую жидкость. Плюсов у нее оказалась куча: теплоемкость выше (можно отбирать больше тепла у деталей), как выше и температура закипания (108-125 градусов в зависимости от марки). А «бонусом», пакет антикоррозийных и моющих присадок не так быстро, как вода разрушал металлические части системы охлаждения изнутри. Но самый главный плюс — такие жидкости не замерзают при температурах ниже ноля: вплоть до -50 у некоторых марок (почему, собственно, и «Antifreeze»).

Кстати, система охлаждения любого двигателя имеет такую детальку как термостат — именно этот клапан регулирует, по какому пути будет двигаться нагнетаемая помпой (она же — водяной насос) охлаждающая жидкость (далее — ОЖ). Когда двигатель нужно быстрее прогреть (зима), охлаждайка бежит по малому кругу, минуя радиатор — условно говоря, просто циркулируя вокруг мотора. Когда же двигателю становится жарко, термостат направляет ОЖ по большому кругу: через радиатор. Где она, как уже говорилось выше, принудительно охлаждается. Такая система называется двухконтурной и на сегодняшний день является практически безальтернативной на серийных автомобилях.

А теперь, главный камень преткновения: ПОЧЕМУ ЖЕ ПЕРЕГРЕВАЕТСЯ МОТОР? Давайте рассмотрим по пунктам:

1) Банально забит радиатор охлаждения. Особенно актуально это становится летом и в пробках, когда двигатель практически сразу выходит на большой круг охлаждения и ОЖ циркулирует через радиатор. Уверен, все вы видели, что радиатор покрыт тысячами мелких ячеечек — чтобы отдавать тело максимально-возможной площадью. За пару-тройку лет эксплуатации, ячейки эти забиваются пухом, грязью и насекомыми, порой наглухо. Очевидно, что даже обдув вентилятора не спасает: ОЖ просто не успевает охлаждаться в радиаторе в достаточной степени, и уходит обратно к мотору почти такая же горячая как от него и ушла.

2) Не менее банально: не работает сам вентилятор. Обычно, перегорает предохранитель или (реже) неисправно реле включения. Но нужно понимать, что постоянно перегорающие предохранители — это не причина, а следствие. Вероятнее всего, электромотор вентилятора подклинивает и создает слишком высокую нагрузку на цепь.

3) Недостаточная эффективность помпы , качающей ОЖ по конуру. Либо у нее сточились лопасти крыльчатки, либо появились сколы и раковины на внутренней части корпуса. Или, что хуже, подклинивает подшипник — в этом случае, кстати, проходит она очень недолго и вероятность встать «в поле» с оборванным ремнем с каждой поездкой стремится всё выше.

Читайте также:  Как снять тнвд с двигателя 4hg1

4) Термостат заклинил в положении «малый круг». И как температура жидкости не повышайся — к радиатору для охлаждения она не попадет. А значит, температура после прогрева мотора продолжит расти. Понять это очень просто — если стрелка температуры уже вовсю ползёт к красной зоне, а верхний широкий резиновый патрубок радиатора холодный или чуть теплый — это на 90% термостат. Ибо, при открытии большого круга охлаждения, проходящая через термостат, и далее — через патрубок в радиатор горяченная жидкость, просто не позволит вам удерживать на нем руку больше секунды-другой.

5) Как ни смешно звучит, но. не работающая крышечка расширительного бачк а. Дело в том, что внутри крышки встроен нехитрый двупружинный клапан (на впуск воздуха в бачок при охлаждении и на выпуск при нагревании). А следуя школьному курсу физики мы знаем, что чем выше давление — тем выше температура закипания жидкости. Так вот, задача этого байпасного клапана — выпускать из бачка воздух только при достижении заданного критического давления, когда уже появляется риск разрыва элементов системы охлаждения. Но до этого «дедлайна» крышка обязана воздух из системы не выпускать, дабы растущее давление внутри контура отодвигало точку кипения ОЖ как можно выше по градусам.

И тут имеем два варианта развития событий:
а) клапан залип в открытом положении . Читай — мы просто катаемся без крышки бачка. А значит, даже при нагревании в контуре охлаждения, давление в нем всегда будет равно атмосферному. Что имеем? Правильно — кипим раньше и чаще, чем задумано конструкторами данного мотора.
б) Клапан залип в закрытом положении . Читай — вместо крышки мы просто заварили бачок наглухо. ОЖ в контуре нагревается, нагревается. А воздуху выходить некуда! И давлением, превысившим все допустимые пределы, что-то непременно разрывает: шланги, бачок, радиатор — тут кому как везет. Соответственно, после такого фонтана из кипятка, резко падает как давление в контуре, так и уровень самой жидкости — со всеми вытекающими (буквально, ага). 🙂 Не говоря уже о том, что течь в месте разрыва контура устранить на месте зачастую уже не представляется возможным.

Вывод из всего сказанного прост: хотя бы примерно представляя как оно работает, зачастую вы и без посещения кучи наглых и бестолковых сервисов сможете определить, в чем у вас причина перегрева двигателя. Ну как минимум, проследить за состоянием радиатора, попробовать махнуть крышку бачка на новую или обратить внимание на то, крутится ли в жару вентилятор — вы всегда в состоянии, согласитесь. Так что: поменьше вам кипеть, получше охлаждаться! 😉

Источник

Практика автоматизации: Принудительное охлаждение электродвигателя

Как мы знаем, основное назначение асинхронного электродвигателя – преобразование электрической электроэнергии в механическую. Также мы знаем, что законы физики едины вне зависимости от силы научной и технической мысли, и данный процесс неизбежно сопровождается выделением тепла и, как следствие, нагревом электродвигателя.

Повышенная температура в меньшей степени несёт вред для металлических конструкций электродвигателя и в большей степени для изоляции обмоток, собственно, предельная рабочая температура электродвигателя определяется нагревостойкостью изоляции.

В соответствии с ГОСТ Р МЭК 60085-2011 существует классификация нагревостойкости изоляции и соответствующая этим классам фактическая температура изоляции: Y (90°C), A (105°C), E (120°C), B (130°C), F (155°C), H (180°C), N (200°C), R (220°C), 250 (250°C).

В части буквенного обозначения классов нагревостойкости вышеуказанный ГОСТ схож (но не идентичен) с классификацией, установленной национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA).

Как обеспечивается охлаждение электродвигателя

Современная конструкция асинхронных электродвигателей технически выверена, технологична и эстетически прекрасна. Пассивное охлаждение осуществляется за счёт отвода тепла в атмосферу через корпус. Не случайно корпус двигателя имеет продольные ребра и фактически выполняет роль радиатора. Активное охлаждение и отвод тепла от корпуса осуществляется за счёт крыльчатки (осевого вентилятора) на валу двигателя с нерабочей стороны, вентилятор закрывается защитным корпусом.

Таким образом, электродвигатель во время работы сам себя охлаждает, что очень удобно и в большинстве случаев при номинальных режимах работы достаточно, иногда такую систему вентиляции называют самоохлаждением или зависимой.

Читайте также:  Автономный подогреватель двигателя 12в своими руками

Мы ведь с вами понимаем, что тема данной стати родилась не случайно

Простота конструкции самоохлаждения двигателя иногда играет с нами злую шутку и не позволяет использовать оборудование в желаемых нами режимах работы, в таких случаях на помощь приходит независимая вентиляция электродвигателя.

В каких случаях может потребоваться независимая вентиляция:

  • Продолжительный режим работы* , характеризуется работой электродвигателя при неизменной нагрузке длительное время, за которое все части машины достигают установившейся (неизменной) температуры. В том случае если температура окружающей среды близка к верхней границе по паспорту устройства, то высока вероятность перегрева электродвигателя. Иными словами, нарушен теплообмен частей электродвигателя и окружающего воздуха.
  • Режим работы с частыми пусками и остановами* – это последовательность рабочих циклов, длительность циклов такова, что электродвигатель не успевает достигнуть максимальной температуры, но при останове не охлаждается до температуры окружающей среды. Вероятность перегрева так же высока, как и в предыдущем случае.
  • Частотно регулируемый режим работы с понижением частоты вращения . Понижение частоты (читай – скорости вращения вала) с глубиной перестройки более 10% несет опасность перегрева двигателя в следствии уменьшения потока воздуха с крыльчатки, расположенной на валу электродвигателя.
  • Частотно регулируемый режим работы с повышением частоты вращения . Следуя логике из прошлого пункта, повышение частоты вращения вала должно снять риски перегрева оболочки электродвигателя, и это действительно так.
  • Проблема в данном случае кроется в том, что крыльчатка вентилятора не рассчитана на работу при скорости отличной от номинальной, и если при понижении скорости вращения опасность кроется в снижении воздушного потока, то при незначительном повышении скорости вала вентилятор может создавать дополнительное аэродинамическое сопротивление, вызывая вибрацию и повышенную нагрузку на подшипники.
  • Установка на вал электродвигателя энкодера и/или тормоза возможна только на нерабочую часть вала, как раз на место штатного вентилятора.

Подробнее о режимах работы электродвигателей S1-S10 можно узнать в ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся.

Чем опасен перегрев электродвигателя

Воздействие повышенной температуры на изоляцию обмоток электродвигателя приводит к ухудшениям ее эксплуатационных характеристик: высыханию и растрескиванию электроизоляционных пропиток, повреждению керамических элементов, потери диэлектрических свойств. Как итог, межвитковое замыкание, потеря мощности или полный выход из строя электродвигателя.

Важно понять, что чем больше превышение температуры эксплуатации, тем быстрее протекает процесс снижения ресурса устройства, по некоторым непроверенным нами данным длительное превышение температуры эксплуатации на 10°С снижает ресурс электродвигателя вдвое, при незначительном превышении температуры этот процесс может протекать медленно, постепенно снижая производственный ресурс.

Что мы предлагаем?

Независимая вентиляция – проверенное временем решение для двигателей габарита от 63 до 200.

Независимая вентиляция представляет собой кожух (как правило, алюминиевый цилиндр) с вентилятором внутри, скорость вращения которого не зависит от скорости вращения вала электродвигателя, что обеспечивает эффективное охлаждение независимо от режима работы электродвигателя.

Важно, что независимая вентиляция устанавливается на место штатного кожуха, крепится штатными винтами и не требует никакой доработки или модернизации электродвигателя.

Какие преимущества нашего предложения?

  • Большой ассортимент по наличию (уточняйте у менеджеров компании);
  • Большая глубина защитного кожуха, позволяет монтировать на двигатели с тормозом и датчиком угла положения (энкодером);
  • Универсальное крепление по стандарту DIN, соответствует отечественным двигателям АИС;
  • Клеммная коробка с классом защиты IP55.

Предвидим ваш вопрос и отвечаем заранее:

  • Маркировка взрывозащиты 1Exd IICT4;
  • Клеммная коробка с классом защиты IP66;
  • Для двигателей габарита от 80 до 180.

Подписывайтесь, чтобы не пропускать новые публикации.

Источник

Система охлаждения двигателя — принцип работы

Поддержание оптимальной температурной среды необходимо для стабильного функционирования и долгой эксплуатации ДВС. От этого также зависят эффективность масла, обогрев салона, газовая рециркуляция, работа коробки и турбонадува. Система обеспечивает оптимальный тепловой режим даже при 45 градусах Цельсия, дает мотору быстро нагреваться до рабочей нормы и способствует минимальному расходу мощности на “включение” отдельных элементов и пр.

Узнайте стоимость диагностики двигателя онлайн за 3 минуты

Не тратьте время впустую – воспользуйтесь поиском Uremont и получите предложения ближайших сервисов с конкретными ценами!

Как работает охлаждение автомобильного двигателя

Для обеспечение нормальной “охлаждающей” деятельности необходим блок управления. Она учитывает температуру окружающей среды, смазки, рабочей жидкости и пр. После математической оценки различных параметров подаются команды, а также производится регулировка для компенсации отклонений.

Читайте также:  Признаки неисправности турбины у бензиновых двигателей

Элементы узла перечислены ниже:

  • радиаторы (трубчатый, масляный, газовый);
  • вентилятор (возможно механическое, гидравлическое или электрическое приводное устройство);
  • насос (необходим для циркуляции жидкости);
  • термостат (регулирует объем раствора в радиаторе, вариант с электрическим подогревом позволяет использовать три его рабочих положения);
  • отопительный теплообменник (позволяет использовать тепло из воздуха для последующего обогрева);
  • бачок расширителя (компенсирует изменение объема воздушной массы);
  • рубашка охлаждения мотора (магистрали для жидкости, проходящие через цилиндрический блок и головку блока ДВС);
  • система управления (в том числе датчики).

Как работает ЭБУ охлаждения двигателя? Температурный сенсор посылает в блок управления электрический сигнал, опираясь на тепловые данные.

При необходимости на выходе радиатора монтируют дополнительное считывающее устройство.

Блок реагирует на сигналы, подключая различные части агрегата. Автоматизацию работы обеспечивает специальная программа, обрабатывающая сигналы и отслеживающая настройки. Здесь также могут “привлекаться” реле (послеостановочного охлаждения и вспомогательного насоса), нагреватель термостата и “мозги” радиаторного вентилятора.

Виды способов охлаждения двигателя

Температура мотора регулируется за счет хладагента с воздухом. Основываясь на этом, разделяют три вида процессов:

  • жидкостный (выполняется принудительно или благодаря разнице плотности холодного и горячего растворов, комбинированный вариант неэффективен при включенном моторе/+40 градусах Цельсия за окном);
  • воздушный (обдув вытесняет из-под капота теплый воздух, происходит естественным путем или при помощи вентилятора, как самостоятельный “охладитель” не используется — низкая эффективность);
  • комбинированный (включает “воздушный” и “жидкий” контуры одновременно).

Системы охлаждения двигателя на основе раствора бывают открытыми или закрытыми.

В первых участвует большее количество хладагента (высокая температура кипения). Во втором случае пароотводная трубка обеспечивает взаимодействие с атмосферой.

Работа системы охлаждения двигателя

Рассмотрим комбинированный способ, так как он самый популярный из-за своей эффективности. При запуске ДВС включается насос, который перекачивает жидкость через малый контур. После прогрева мотора начинает работать термостат, активируя большой “холодный” контур. Раствор “омывает” узлы двигателя и расширяется из-за нагрева. Доля жидкости попадает в бачок. В результате компенсируется лишний объем жидкости (это не зависит от давления).

Проходя через радиатор системы охлаждения двигателя автомобиля, антифриз теряет температуру, “перетекая” на новый цикл. При недостаточности работы такого алгоритма специальный датчик передает сигнал на управляющий блок, чтобы запустить вентилятор. В случае, когда такая мера не помогает, на “приборке” загорается лампочка перегрева мотора.

Рециркулирующие радиаторы, синхронизирующие температуру смазки и выхлопа, присутствуют не всегда. А жаль — при наличии подобных агрегатов эксплуатация авто становится безопаснее и экономичнее. Если автомобиль комплектуется турбонадувом, конструкция включает допконтур для снижения воздушной температуры.

Особенности жидкостного охлаждения двигателя

Сначала для этих целей использовали деионизированную или дистиллированную воду. Сегодня этого недостаточно: в современных авто рабочий температурный диапазон шире. Еще один недостаток “прародителей” антифриза — отсутствие антикоррозийного свойства. В настоящее время спец. средства содержат присадки, обеспечивающие необходимые технические характеристики рабочего раствора, например:

  • этиленгликоль;
  • ингибиторы коррозии.

При жидкостной системе охлаждения двигателя допустимо добавление чистой воды в экстренном случае. После этого рекомендуем заменить хладагент на качественный, чтобы не допустить перегрева и окисления составных элементов.

Помните о регулярном ТО. Чаще всего производители рекомендуют проводить плановую замену каждые 70-100 тыс. км пробега. Опытные автолюбители советуют регулярно измерять уровень антифриза. Это делают на холодном ДВС. Нормой считается уровень нижнего края трубки расширительного бачка. Для ориентира есть пометки “минимум” и “максимум”. Если после долива уровень быстро падает, потеряна герметичность. Необходим ремонт или замена запчастей.

Для чего нужна рубашка охлаждения двигателя

Этот элемент используется при “воздушном” варианте. Тепло от цилиндрического блока и головки “переходит” обдувающему воздуху. Через рассматриваемое устройство при помощи вентилятора прогоняется холодная воздушная масса. Это происходит благодаря связи с коленчатым валом при участии ременной передачи. Чтобы улучшить теплоотвод, цилиндры с головками снабжают “ребрами”. Заслонки, управляемые термостатами, регулируют интенсивность процесса.

Такой вариант используют реже, предпочитая “жидкостный” аналог.

Агрегатор Uremont.com предлагает автовладельцам инструменты для решения вопросов любой сложности:

  • интерактивная карта (для быстрого определения подходящего по расположению варианта — актуально для России, Беларуси и Казахстана);
  • оценки и отзывы пользователей (дают возможность проанализировать качество услуг, предоставляемых партнерскими СТО);
  • онлайн-заявка (оформляя запрос через специальный бланк, вы получаете отклики в течение нескольких минут) и пр.

Источник

Adblock
detector