Меню Закрыть

Система охлаждения назначение: Назначение системы охлаждения, требования.

Содержание

Система охлаждения двигателя автомобиля

Внимание
Система охлаждения двигателя выполняет одну из самых важных функций в ДВС, поэтому выход из строя всей системы или какого-либо элемента может привести к перегреву и выходу из строя двигателя. Движение и эксплуатация транспортного средства с неисправной системой охлаждения нежелательна или запрещена.

Назначение и действие системы охлаждения


Рисунок 4.31 Принципиальная схема системы охлаждения двигателя.

Система охлаждения служит для принудительного отвода тепла от цилиндров двигателя и передачи его окружающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызвана тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренние детали двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.

Системы охлаждения практически всех современных автомобилей не отличаются друг от друга. Принципиальная, обобщенная схема работы системы охлаждения приведена на рисунке 4.31, где красным цветом отмечена жидкость нагретая от деталей двигателя и синим – охлажденная в радиаторе системы.

В систему водяного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока цилиндров (о рубашках мы писали выше, изучая одноцилиндровый двигатель), радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами и водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.

При работе двигателя, приводимый от него в действие водяной насос (он же —помпа) создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания, охлаждая двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом, который просачивается мимо трубок под действием тяги, создаваемой вращающимися лопастями вентилятора. Охлажденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.


Рисунок 4.32 Схема системы охлаждения.

Основные элементы системы охлаждения

 Радиатор


Рисунок 4.33 Радиатор.

Представляет собой набор тонких трубок, на которые нанизаны тонкие пластины для увеличения площади поверхности, предназначенной для отвода тепла. Вся работа радиатора заключается в том, чтобы охлаждать жидкость, которая циркулирует в его трубках.

На рисунке 4.34 приведен пример участка радиатора с различными вариантами исполнения.


Рисунок 4.34 Варианты исполнения радиатора системы охлаждения.

На верхней и нижней частях радиатора могут быть бачки, к которым подсоединены верхний и нижний патрубки системы охлаждения соответственно. Если есть бачки, то в верхнем, обычно расположена горловина для заливания охлаждающей жидкости. Если бачков нет, то горловина располагается прямо на радиаторе.

Для лучшего охлаждения жидкости трубки делают плоскими и располагают рядами в шахматном порядке. Поперек трубок установлены в большом количестве тонкие латунные пластины, называемые охлаждающими ребрами, которые увеличивают поверхность охлаждения сердцевины и способствуют более интенсивной отдаче тепла от воды воздуху, проходящему через сердцевину.

В системе охлаждения закрытого типа горловину радиатора плотно закрывают специальной пробкой с двойным паровоздушным клапаном (смотрите рисунок 4.35). Воздушный клапан пробки нагружен слабой пружиной и пропускает внутрь радиатора атмосферный воздух, устраняя возможность возникновения в бачке радиатора разрежения, появляющегося при конденсации паров воды. Паровой клапан нагружен более сильной пружиной и открывается для выпуска пара только тогда, когда давление в радиаторе превышает атмосферное и доходит до 1,28—1,38 кг/см2.


Рисунок 4.35 Крышка радиатора.

 Водяной насос

Водяной насос (он же помпа) заставляет охлаждающую жидкость циркулировать по системе. Тип насоса – центробежный. Вращается насос при помощи приводного ремня, установленного на шкив коленчатого вала.

Насос представляет собой довольно простую конструкцию: вал, на одном конце которого установлена крыльчатка (показана на рисунке 4.36), а на втором – шкив для приводного ремня. Вал опирается на подшипник, установленный в крышке помпы. Зачастую корпусом для насоса служит полость или прилив в блоке цилиндров. Вода по подводящему патрубку поступает внутрь корпуса и подводится к центру вращающейся крыльчатки. При этом вода увлекается крыльчаткой, приобретает вращательное движение, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса и через выходной канал под напором поступает в водяную рубашку двигателя.


Рисунок 4.36 Водяной насос. Крыльчатка.

 Вентилятор

В былые времена вентилятор устанавливался на одной оси с валом водяного насоса, жестко крепился к приводному шкиву и гнал воздух для дополнительного охлаждения радиатора постоянно, пока работал двигатель, так как привод был от коленчатого вала. Летом это, может, и хорошо, а вот зимой, когда температуры окружающего воздуха и так достаточно для охлаждения, дополнительное охлаждение не на пользу. Так же при движении на автомобиле летом, когда часто приходится стоять в пробках, а двигателю работать на низких оборотах, охлаждение будет недостаточное ввиду отсутствия нормального потока воздуха от вентилятора.

Примечание
Здесь стоит отметить важность определенного (довольно узкого) диапазона рабочей температуры двигателя вне зависимости от времени года или нагрузки при работе. Как вывод: перегрев плохо, но и переохлаждение далеко не на пользу.

Но прогресс не стоял и не стоит на месте, потому, поняв, что в постоянно «включенном» вентиляторе пользы ни зимой, ни летом нет, решили установить вентилятор с электромотором, который включается по команде датчика температуры. Удобно – автомобиль быстро прогревается, а при достижении определенной температуры, начинает работать электровентилятор. В современных автомобилях у электровентилятора еще и два режима работы: быстрый и медленный. Управляет этим электроника.

Но есть и еще один способ заставить без электроники работать вентилятор в заданных режимах работы – установить вяскостную муфту. Эта муфта приводится во вращения ремнем от шкива коленчатого вала. Вентилятор «сидит» на оси и при отсутствии надобности в нем не вращается. Как только возникает необходимость в охлаждении, муфта срабатывает и вентилятор начинает вращаться, как бы соединяясь через приводной ремень с коленчатым валом.

 Термостат

Термостат — это клапан, установленный в корпус, который открывается при прогреве охлаждающей жидкости до нормальной рабочей температуры. Пример устройства и работы термостата приведен на рисунке 4.37. Система охлаждения двигателя устроена так, что имеет два круга обращения – малый и большой. Когда клапан термостата закрыт, охлаждающая жидкость при помощи водяного насоса циркулирует только в пределах головки и блока цилиндров, таким образом она быстро прогревается (малый круг). По мере прогрева охлаждающей жидкости, в частности, и двигателя в целом, начинает открываться клапан термостата, пуская охлаждающую жидкость циркулировать через радиатор – большой круг.

Примечание
При чрезмерном перегреве охлаждающей жидкости мощность двигателя и его экономичность снижаются. Если же охлаждающая жидкость, а следовательно, и двигатель, не прогреваются, то увеличивается конденсация топлива, вызывающая смывание смазки со стенок цилиндров и разжижение ее в картере, а также возрастают тепловые потери, что ведет к снижению мощности двигателя и увеличению расхода топлива.


Рисунок 4.37 Работа термостата.

Система охлаждения автомобиля – из чего она состоит и принцип ее работы

Содержание статьи:

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня речь пойдет о системе охлаждения автомобиля, а конкретнее – из чего она состоит, принцип ее работы. Рассмотрим и другие полезные вопросы, которые не раз возникают у владельцев авто. Назначение этой системы обсуждать не будем, если вы читаете эту статью, то это уже известно вам. Коснемся вопроса: «Чем ее промывать, как часто это нужно делать и как»? – предложу подробные рекомендации.

Устройство автомобильной системы охлаждения

В большинстве случаев, она состоит из двух контуров. Это малый и большой круг. Давайте рассмотрим назначение каждого из них, и почему их несколько, если двигатель один, радиатор один и т.д.

Малый контур охлаждения

Его назначение – как можно быстрее нагреть двигатель до оптимальной температуры. Если этого не сделать, то будет повышенный износ деталей ДВС и большой расход топлива.

В себя включает:

  • Рубашка охлаждения двигателя
  • Жидкостный насос, он же помпа
  • Шланги
  • Радиатор салонной печки (отопителя салона)
  • Термостат

Рассмотрим каждый из компонентов в отдельности

Охлаждающая рубашка ДВС

Она расположена в корпусе двигателя. В нем вырезаны или отлиты на заводе специальные каналы. По ним протекает охлаждающая жидкость (вода, антифриз или тосол). Эта жидкость отбирает тепло от цилиндров двигателя во время его работы, не давая ему перегреваться, позволяет работать в оптимальных температурных режимах.

Эти каналы отделены от головки блока цилиндра резиновой, а в большинстве случаев металлической прокладкой. Она герметизирует блок двигателя от головки, не давая жидкости перетекать в цилиндры, клапана. Если эта прокладка «рассохнется» и потеряет герметичность, то последует немедленный перегрев движка и попадание тосола в цилиндры.

Это чревато дорогостоящим ремонтом, так как охлаждающая жидкость по стенкам цилиндров стекает в масленый поддон, разбавляя моторное масло. Из-за этого оно теряет свои смазывающие свойства, а это задиры на трущихся деталях.

Помпа или циркуляционный насос

Из его названия следует и его назначение. Он заставляет циркулировать «охлаждайку» по системе. На некоторых автомобилях в действие его приводит либо ремень ГРМ, либо ремни навесных агрегатов.

Читайте также: Что такое помпа в автомобиле и зачем она нужна, возможные поломки и как их избежать, описание ее конструкции

Чем опасно его поломка? – Нарушение циркуляции и гарантированный перегрев двигателя со всеми последствиями.

Из частых неисправностей можно отметить:

  1. Выход из строя подшипника. Он начинает гудеть, а со временем его просто заклинивает. Насос перестает работать.
  2. Износ сальника крыльчатки. В подкапотное пространство течет охлаждающая жидкость во время работы насоса.

Помпа является расходным материалом, поэтому ее ремонтом никто не занимается. Есть, конечно, гаражные умельцы, но срок отремонтированной детали не велик. Стоимость относительно не большая, поэтому меняется целиком.

Радиатор печки

Он, вместе с вентилятором обогрева салона встроен в малый контур системы охлаждения автомобиля. Это сделано для того, чтобы можно было нагреть салон уже в первые минуты работы двигателя. На большинстве современных автомобилях радиатор салонного отопителя не оснащается кранами, для перекрытия циркуляции жидкости через него. Он нагрет постоянно, при помощи заслонок водитель может контролировать температуру, перекрывая поток воздуха, проходящий через него.

В отечественных авто, например в систему охлаждения ВАЗ 2101-07, встроен кран. При помощи его можно перекрыть подачу тосола в радиатор печки, но это сопровождается определенными трудностями, о которых поговорим в следующих статьях.

Термостат

Это механическое устройство. Контролирует температуру жидкости в системе охлаждения автомобиля. При необходимости открывается клапан и тосол течет по большому контуру, снижая температуру.

На разных моделях он расположен по-разному. В некоторых он вынесен наружу, например классические авто ВАЗ, в некоторых встроен в корпус блока цилиндров. В системе он может находиться до или после основного радиатора охлаждения. Устройство и принцип работы термостата читайте в следующих статьях.

В современных машинах часто стали применять термостаты с электронным управлением, при необходимости закрывая его, чтобы быстрее подогреть жидкость в системе.

Большой контур системы охлаждения

Он нужен для понижения температуры тосола или антифриза (смотря что залито в систему) до оптимальных параметров, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Существуют модификации автомобилей, где за включение вентилятора радиатора отвечает сам датчик. При достижении определенной температуры антифриза, в корпусе его соединяются пластины, замыкающие электрическую цепь, вентилятор включается.

Расширительный бачок

Он служит для запаса охлаждающей жидкости и для сброса давления. В системе охлаждения автомобиля оно должно поддерживаться определенного значения, для оптимального температурного режима двигателя и сохранения герметичность системы в целом.

Из курса физики помните, что при нагревании любая жидкость расширяется. Так как автомобильная охлаждающая система мотора замкнутая, то при нагреве, антифриз или вода расширяются, излишки нужно куда-то девать. Это все перетекает в расширительный бачок. Если этого не будет, то при достижении высокого давления, в слабом месте может появиться течь. По-простому – тосол будет хлестать из сальников, порвутся шланги и т.д.

Но если вся жидкость при малейшем подогреве будет перетекать в расширительный бачок, то не будет достаточного давления для оптимальной работы. Как говорилось выше – это важный момент для хорошего охлаждения двигателя. Почему? – Чем выше давление, тем выше температура закипания тосола, тем больше тепла он сможет забрать из двигателя, не превратившись в пар.

Если в системе давление будет атмосферное, то при незначительном нагреве в жидкости будут образовываться пузырьки, она начнет кипеть. Это повышенный износ крыльчатки помпы, худшее охлаждение ДВС и т.д.

За его регулировку отвечает крышка (пробка) радиатора. В некоторых моделях она устанавливается на расширительный бачок. Состоит из двух клапанов: впускного и выпускного. Более детально о конструкции, принципе работы и назначению в других статьях.

Видео устройства и принципа работы системы охлаждения автомобиля:

Неисправности системы охлаждения

Одной из главных проблем, «выносящих» мозг автовладельцу – течь в местах соединения элементов системы охлаждения. Загляните под капот и вы будете в шоке. Куча хомутов, соединяющих шланги, патрубки, радиаторы, расширительный бачок и все это может начать течь.

Кроме этого радиаторы тоже подвержены этой болячке, что основной, что отопителя. Резина рассыхается, краны отопления закисают, их внутренние втулки разъедает агрессивная среда антифриза и высокая температура – они текут при открытии или закрытии.

Сальник помпы изнашивается, тосол попадает на подшипник. В результате ее заклинит и придется ее менять. В некоторых случаях жидкость вытекает в подкапотное пространство и под машиной нередко можно найти лужу.

Термостат – маленький прибор тоже может принести немало хлопот автовладельцу. Заклинивший клапан не откроется или не закроется в нужный момент. Автомобиль не будет прогреваться до оптимальных температур, если будет открыт большой контур системы охлаждения. Или наоборот, машина будет кипеть, жидкость будет «ходить» по малому кругу, минуя основной радиатор не охлаждаясь.

Даже маленькая пробка радиатора или расширительного бочка может преподнести неприятный сюрприз. Заклинившие внутренние клапаны не будут создавать оптимального давления в системе, или приведут к его сильному повышению. Результат – закипание авто или разрыв шланг и хомутов.

Как и чем промывать систему охлаждения автомобили и как часто это нужно делать

Все производители рекомендую менять тосол или антифриз раз в 5 лет. Это связано с химическим составом «охлаждайки». При постоянном нагреве и остывании она постепенно меняет свой состав. Как и любая другая жидкость она имеет свой срок службы.

Замена охлаждающей жидкости производится при каждой смене деталей системы охлаждения двигателя. А промывку нужно производить в случае:

  • Если приходилось доливать ОЖ неизвестного производителя или марки, отличающейся от той, которая залита в авто
  • При перегреве двигателя
  • Если заливалась или доливалась вода
  • При случайном смешивании тосола и антифриза (это разные жидкости, как по составу, так и по характеристикам).
  • Если в систему охлаждения попало масло

Для промывки системы применяются специализированные промывочные средства. Но их стоимость может быть высокой для некоторых автовладельцев. Некоторые для этих целей используют лимонную кислоту или Кока-Кола. Эти два ингредиента легко разъедают накипь в трубках радиатора и выводят ее. Можно промыть водой, но удалить накипь ей не получится. Подробная инструкция с рекомендациями, как правильно промывать систему охлаждения читайте в другой статье.

Видео по теме:


Система охлаждения

Содержание статьи

Назначение и классификация систем охлаждения

Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.

Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.

Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.

Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).

По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:

  • принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
  • термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
  • комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.

Устройство системы охлаждения

Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ). В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.

ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее – за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.

Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые. Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.

В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.

В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.

В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.

Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок. В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.

Насос ОЖ обеспечивает ее принудительную циркуляцию в системе охлаждения. Насос центробежного типа устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и сальника. Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. Привод насоса осуществляется ремнем от шкива коленвала двигателя. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, ОЖ из нижнего бачка радиатора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса ОЖ попадает в отверстие рубашки охлаждения блока цилиндров. Вытеканию ОЖ между корпусом насоса и блоком препятствует прокладка, а в месте выхода вала – сальник.

Для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, установлен вентилятор. Его монтируют либо на одном валу с насосом ОЖ, либо отдельно. Он состоит из крыльчатки с лопастями, привернутой к ступице. Для улучшения обдува воздухом двигателя и радиатора на последнем может быть установлен направляющих кожух. Привод вентилятора может осуществляться несколькими способами. Самый простой – механический, когда вентилятор жестко закрепляется на одной оси с насосом ОЖ. В этом случае вентилятор постоянно включен, что приводит к излишнему расходу мощности двигателя. Кроме того, вентилятор работает даже в неоптимальных режимах, например, сразу после запуска двигателя. Поэтому в современных двигателях такое подключение не используется, а вентилятор соединяется с приводом через муфту. Конструкция муфты может быть различной – электромагнитная, фрикционная, гидравлическая, вязкостная (вискомуфта), но все они обеспечивают автоматическое включение вентилятора при достижении определенной температуры ОЖ. Такое включение обеспечивает температурный датчик. Причем использование гидромуфты и вискомуфты делает возможным не только автоматическое включение и выключение вентилятора, но и плавное изменение частоты его вращения в зависимости от температуры.

Вентилятор может приводиться не от коленвала двигателя, а отдельным электродвигателем. Такое подключение используется наиболее часто, так как позволяет довольно просто осуществлять автоматическое регулирование моментов включения и выключения с помощью термисторного датчика (его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от нагрева). Если же работой системы охлаждения управляет контроллер двигателя, то появляется возможность изменения и частоты вращения. Кроме того, вентилятор «реагирует» и на режимы движения. Например, он включается на холостом ходу при езде в пробках для предотвращения перегрева и выключается при загородной езде на высокой скорости, когда естественного обдува радиатора вполне достаточно для его охлаждения.

В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит термостат. Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.

Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ – рубашка охлаждения – термостат – насос.

При нагреве ОЖ до 70-75 градусов в гофрированном цилиндре термостата жидкость начинает испаряться, давление повышается, цилиндр, разжимаясь, перемещает шток и, поднимая клапан, открывает путь для жидкости через радиатор. При температуре жидкости в системе охлаждения 90 градусов клапан термостата полностью открывается, одновременно скошенной кромкой закрывает выход жидкости в малый круг, и циркуляция происходит по большому кругу: насос – рубашка охлаждения – термостат – верхний бачок радиатора – сердцевина – нижний бачок радиатора – насос.

Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан.

Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров.

В качестве теплоносителя может применяться вода (в устаревших конструкциях двигателей) или антифриз. Качество ОЖ, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов.

Антифризы — охлаждающие жидкости для системы охлаждения автомобиля, не замерзающие при отрицательной температуре. Даже если температура внешней среды будет ниже минимальной рабочей температуры антифриза, он превратится не в лед, а в рыхлую массу. При дальнейшем понижении температуры эта масса затвердеет, не увеличившись в объеме и не повредив при этом двигатель. Основа антифризов — водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля. Пропиленгликолевая основа применяется реже. Ее главное отличие – безвредность для человека и окружающей среды, но и более высокая цена при тех же потребительских качествах. Этиленгликоль агрессивен к материалам двигателя, поэтому в него добавляют присадки. Всего их может быть до полутора десятков – противокоррозионных, антивспенивающих, стабилизирующих. Именно комплектом присадок и определяется качество и область применения антифриза. По типу присадок все антифризы делятся на три большие группы: неорганические, органические и гибридные.

Неорганические (или силикатные) – наиболее «древние» жидкости, в которых в качестве ингибиторов коррозии применяются силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. К этой группе антифризов относится и широко распространенный у нас Тосол (хотя многие ошибочно считают его особым типом ОЖ). Главный их недостаток – малый срок службы из-за быстрого разрушения присадок. Пришедшие в негодность компоненты присадок образуют отложения в системе охлаждения, ухудшая теплообмен. Также возможно образование силикатных гелей (сгустков) в ОЖ.

В наиболее современных органических (или карбоксилатных) антифризах используются присадки на основе солей карбоновых кислот. Такие антифризы, во-первых, образуют значительно более тонкую защитную пленку на поверхностях системы охлаждения, а во-вторых, ингибиторы действуют только в местах появления коррозии. Следовательно, присадки расходуются намного медленнее, тем самым существенно повышая срок службы антифриза.

Промежуточное положение между органическими и неорганическими антифризами занимают гибридные. Их пакет присадок в основном включает соли карбоновых кислот, но и небольшую долю силикатов или фосфатов.

Антифризы выпускаются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат перед применением нужно разбавить дистиллированной водой. Пропорция определяется необходимой минимальной температурой замерзания антифриза. Основа антифризов бесцветна, поэтому производители окрашивают их в разные цвета с помощью красителей. Это делается для облегчения контроля уровня антифриза и предупреждения о токсичности жидкостей. Совпадение цвета не всегда является свидетельством совместимости антифризов.

В современных двигателях система охлаждения двигателя может использоваться для охлаждения отработавших газов в системе их рециркуляции (EGR), охлаждения масла в автоматической коробке передач, охлаждения турбокомпрессора. Некоторые двигатели с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом имеют двухконтурную систему охлаждения. Один контур предназначен для охлаждения головки блока цилиндров, другой – блока цилиндров. В контуре, охлаждающем ГБЦ, поддерживается температура на 15-20 градусов ниже. Это позволяет улучшить наполнение камер сгорания и процесс смесеобразования, а также снизить риск возникновения детонации. Циркуляция жидкости в каждом из контуров регулируется отдельным термостатом.

Основные неисправности системы охлаждения

Внешними признаками неисправностей системы охлаждения является перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя возможен в результате следующих причин: недостаточное количество ОЖ, слабое натяжение или обрыв ремня насоса ОЖ, невключение муфты или электродвигателя вентилятора, заедание термостата в закрытом положении, отложение большого количества накипи, сильное загрязнение наружной поверхности радиатора, неисправность выпускного (парового) клапана пробки радиатора или расширительного бачка, неисправность насоса ОЖ.

Заедание термостата в закрытом положении прекращает циркуляцию жидкости через радиатор. В этом случае двигатель перегревается, а радиатор остается холодным. Недостаточное количество ОЖ возможно в случае ее утечки или выкипания. Если уровень ОЖ понизился в результате выкипания – следует долить дистиллированной воды, если жидкость вытекла – доливается антифриз. Открывать пробку радиатора или расширительного бачка можно только когда ОЖ достаточно остынет (10-15 минут после остановки двигателя). В противном случае находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и причинить ожоги. Вытекание жидкости происходит через неплотности в соединениях патрубков, трещин в радиаторе, расширительном бачке и рубашке охлаждения, при повреждении сальника насоса ОЖ, пробки радиатора или повреждении прокладки головки блока цилиндров. При эксплуатации автомобиля необходимо следить не только за уровнем, но и за состоянием антифриза. Если его цвет становится рыже-бурым, значит, детали системы уже коррозируют. Такой антифриз подлежит немедленной замене.

Переохлаждение двигателя может происходить из-за заедания термостата в открытом положении, а также при отсутствии утеплительных чехлов в зимнее время. Если закрытая система охлаждения негерметична, то повышенное давление в ней не создается и двигатель не прогревается до рабочей температуры. А раз двигатель не прогревается, ЭБУ постоянно обогащает смесь. Таким образом, негерметичная система охлаждения увеличивает расход топлива. Систематическая работа двигателя на обогащенной смеси приводит к разжижению масла, увеличению нагарообразования, быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора.

СУДОРЕМОНТ ОТ А ДО Я.: Система охлаждения ДВС.

Система охлаждения предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, подверженных нагреву горячими газами и для поддержания допустимых температур, определяемых жаропрочностью материалов, термостабильностью масла и оптимальными условиями протекания рабочего процесса. В зависимости от конструкции ДВС количество тепла, отводимого в охлаждающую жидкость, составляет 15—35 % тепла, выделяемого при сгорании топлива в цилиндрах.
В качестве охлаждающей жидкости используется пресная и забортная вода, масло и дизельное топливо.
Для судовых ДВС используются проточная и замкнутая системы охлаждения. При проточной системе охлаждение двигателя осуществляется забортной водой, прокачиваемой насосом. Система забортной воды включает следующие основные элементы: кингстонные ящики с кингстонами, фильтры, насосы, трубопроводы, арматуру и приборы управления, сигнализации и контроля. Согласно Правилам Регистра СССР система должна иметь один днищевой и один—два бортовых кингстона. Система забортной воды может иметь два насоса, один из которых является резервным одновременно для пресной и забортной воды. Аварийное охлаждение двигателей может обеспечиваться от насосов холодильной установки или пожарной системы судна.
Проточная система охлаждения проста по конструкции, требует небольшого количества насосов, но двигатель охлаждается относительно холодной забортной водой (не более 50—55 С). Выше температуру поддерживать нельзя, так как уже при 45 С начинается интенсивное отложение солей на поверхности охлаждения. Кроме того, все полости системы, в которых протекает охлаждающая забортная вода, сильно загрязняются шламом. Отложения солей и шлама значительно ухудшают теплопередачу и нарушают нормальное охлаждение двигателя. Омываемые поверхности подвергаются значительной коррозии.
Современные судовые ДВС имеют, как правило, замкнутую (двухконтурную) систему охлаждения, при которой в двигателе циркулирует пресная забортная вода, охлаждаемая в специальных водяных холодильниках. Водяные холодильники прокачиваются забортной водой.
Одним из основных преимуществ этой системы является возможность поддержания охлаждаемых полостей в более чистом состоянии, так как система заполнена пресной или специально очищенной водой. Это в свою очередь позволяет легко поддерживать наивыгоднейшую температуру охлаждающей воды в зависимости от режима работы двигателя. Температура пресной воды, выходящей из двигателя, поддерживается следующая: для тихоходных ДВС 65—70 С, для быстроходных — 80—90 С. Замкнутая система охлаждения является более сложной, чем проточная и требует повышенного расхода энергии на работу насосов.
Для защиты поверхностей втулок и блоков со стороны охлаждения от коррозионно-кавитационного разрушения и образования накипи применяют антикоррозионные эмульсионные масла ВНИИНП—117/119, «Шелл Дромус ойл В» и другие. Эти масла имеют практически одинаковые физико-химические свойства и методику применения. Они нетоксичны и хранятся в металлической таре при температуре не ниже минус 30 С.
Антикоррозионные масла образуют с пресной водой стойкую непрозрачную эмульсию молочного цвета. Стойкость эмульсии зависит и от жесткости воды. Тонкая пленка антикоррозионного масла, покрывая поверхность охлаждения ДВС, предохраняет ее от коррозии, кавитационного разрушения и отложения накипи. Для сохранения этой пленки на поверхности охлаждения двигателя необходимо постоянно поддерживать рабочую концентрацию масла в охлаждающей воде около 0,5 % и применять воду определенного качества.
Антикоррозионные эмульсионные масла широко применяются в системах охлаждения ДВС, применяемых на промысловых судах. Методы обработки охлаждающей пресной воды приводятся в инструкциях по эксплуатации двигателей.
В системах охлаждения используются центробежные насосы с электроприводом. Иногда встречаются поршневые насосы, которые приводятся в действие от самого ДВС. Насосы охлаждения создают давление 0,1—0,3 МПа. Охлаждение современных среднеоборотных ДВС осуществляется в основном при помощи навешенных центробежных насосов забортной и пресной воды.
Принципиальная схема замкнутой системы охлаждения двигателя приведена на рисунке:
Замкнутый внутренний контур служит для охлаждения двигателя, а проточный внешний — для охлаждения холодильников пресной воды и масла.
Циркуляция воды по замкнутому контуру осуществляется при помощи центробежного насоса 8, подающего воду в нагнетательный трубопровод 10, из которого по отдельным патрубкам она подводится к нижней части блока двигателя для охлаждения каждого цилиндра. Из верхней части блока по переливным патрубкам вода поступает в крышки цилиндров, а из них по отводящему трубопроводу направляется в водяной холодильник 4 и далее во всасывающий трубопровод насоса 8. В системе охлаждения ДВС имеется терморегулятор 3 с термобаллоном 2, который автоматически поддерживает необходимую температуру воды за счет перепуска части ее мимо водяного холодильника 4. Первоначальное заполнение водой внутреннего контура производится через расширительный бак 1. Туда же направляется паровоздушная смесь из отводящего трубопровода двигателя.
Подача воды во внешний контур осуществляется автономным центробежным электронасосом 7, который забирает воду из кингстона через спаренный сетчатый фильтр 9 с запорными клапанами и подает ее последовательно к масляному 5 и водяному 4 холодильникам. Из водяного холодильника вода сливается за борт. Перед масляным холодильником установлен терморегулятор 6, который в зависимости от температуры масла регулирует количество воды, проходящее через холодильник.Температура и давление воды в системе охлаждения контролируется приборами местного и дистанционного контроля и системой аварийно-предупредительной сигнализации.

Назначение, устройство и работа системы охлаждения.


Тепло от нагретых деталей двигателя на 60 – 70% отводится системой охлаждения двигателя. Оставшиеся 30 – 40% тепла отводятся системой смазки и рассеиваются от корпусных деталей двигателя в подкапотное пространство.
Система охлаждения может бытьвоздушнойилижидкостной.
При воздушной системе охлаждения тепло от деталей двигателя и, в первую очередь, от камер сгорания и цилиндров передаётся обдувающему их воздуху, который циркулирует в воздушной рубашке охлаждения. Рубашку охлаждения образуютрёбра охлажденияцилиндров и кожух, внутрь которого эти цилиндры помещаются (рис. 3.18). Воздух через кожух прокачивается вентилятором системы охлаждения с приводом от электродвигателя или ременным приводом от коленчатого вала двигателя. Количество воздуха на входе в рубашку охлаждения регулируется заслонками, управляемыми водителем вручную, или автоматически, с помощью термостатов или иных специальных приспособлений. Цилиндр воздушного охлаждения и простейшая схема воздушной системы охлаждения показана на рисунке рис. 3.18.


Жидкостная система охлаждения имеет рубашку охлаждения, радиатор с расширительным бачком и паровоздушным клапаном горловины радиатора (расширительного бачка), жалюзи радиатора, насос охлаждающей жидкости, термостат, вентилятор, соединительные патрубки и шланги. Рубашка охлаждения, радиатор, патрубки и шланги заполняются охлаждающей жидкостью. Общее устройство жидкостной системы охлаждения показано на рис. 3.19.


При работе двигателя насос, приводимый в движение от коленчатого вала через ременную передачу, создаёт циркуляцию охлаждающей жидкости. Если двигатель «холодный» жидкость не попадает в радиатор и циркулируетпо малому кругурубашки охлаждения. По мере прогрева двигателя часть жидкости, а затем и вся жидкость начинает циркулировать через радиаторпо большому кругурубашки охлаждения. В радиаторе жидкость охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором, а при движении автомобиля ещё и встречным потоком воздуха. Охлаждённая жидкость забирается из радиатора насосом и вновь подаётся в рубашку охлаждения.
Насос охлаждающей жидкости традиционной конструкции – центробежного типа, обычно состоит из корпуса и крышки (рис. 3.20). Корпус крепится к блоку цилиндров двигателя и соединяется выпускным отверстием с рубашкой охлаждения блока. Крышка насоса крепится к корпусу и имеет вал, установленный в крышке на подшипнике и, уплотнённый с внутренней стороны сальником. На внутреннем конце вала крепится рабочее колесо —крыльчатка. На внешнем конце вала устанавливается фланец шкива привода насоса и вентилятора. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала клиновидным ремнём или зубчатым ремнём ГРМ.
Простота конструкции насоса обусловливает его высокую надёжность. К основным неисправностям насоса относятся неисправность подшипника и/или неисправность сальника вала. Неисправность подшипника, как правило, сопровождается повышенным шумом при работе и люфтами вала насоса. Признаком износа сальника является вытекание охлаждающей жидкости через контрольное отверстие в корпусе и/или по валу насоса наружу рубашки охлаждения двигателя.


Вентилятор системы охлаждения с электрическим приводом включается от датчика управления вентилятором(термореле)при достижении жидкостью охлаждения верхнего предела рабочей температуры и выключается при охлаждении жидкости до нижнего предела рабочей температуры. Механический привод вентилятора обеспечивает его постоянную работу при работающем двигателе независимо от температуры охлаждающей жидкости.
Термостат регулирует и поддерживает температурный режим двигателя, пропуская жидкость по малому кругу при прогреве холодного двигателя, и по большому кругу, при работе двигателя на рабочих температурах (85 — 110°C).
Термостаты имеют одно- или двух клапанную конструкцию.Термосиловой элементтермостата размещается в пластмассовом или металлическом корпусе термостата и представляет собой закрытый латунный цилиндр, внутри которого находится твёрдый или жидкий наполнитель. Объём наполнителя увеличивается при нагревании. Увеличение или уменьшение объёма наполнителя приводит к перемещению (открыванию – закрыванию) клапанов термостата. На рис. 3.21 показана конструкция двухклапанного термостата.


Жидкостные системы охлаждения автомобилей относятся к типузакрытыхи сообщаются с атмосферой только через паровоздушный клапан пробки расширительного бачка. В расширительный бачок жидкость поступает из радиатора вследствие расширения жидкости при нагревании. Закрытая система охлаждения способствует поддержанию в системе повышенного давления (в пределах 1,10 – 1,35 атм.), что необходимо для повышения температуры кипения охлаждающей жидкости выше 100°С.
В качестве охлаждающих жидкостей в системах охлаждения двигателей используютсяантифризы. Основой антифризов являютсяэтиленгликольилипропиленгликоль. Этиленгликоль – бесцветная сильно ядовитая жидкость с низкой температурой замерзания, маслянистая на ощупь и сладковатая на вкус. На основе этиленгликоля выпускаются антифризы с торговой маркой «Тосол». Пропиленгликоль меньше вреден для здоровья, но по рабочим характеристикам уступает этиленгликолю. В охлаждающие жидкости добавляются присадки сдерживающие коррозию металла и препятствующие образованию накипи на стенках рубашки охлаждения. Также антифризы имеют низкую температуру начала кристаллизации и обладают смазывающими свойствами. Применять в качестве охлаждающей жидкости воду не рекомендуется, так как при этом сокращается срок службы насоса системы охлаждения и двигателя в целом. Также не следует смешивать между собой антифризы разных производителей.


Узнать еще:

Назначение системы охлаждения автомобиля. Как устроена система охлаждения автомобиля

Двигатель автомобиля в процессе работы выделяет значительное количество тепла, нагреваясь до высоких температур. Без системы охлаждения мотор машины выйдет из строя очень быстро.

Главная задача транспортного средства заключается, прежде всего, в отведении избыточного количество тепла (энергии) от основных элементов агрегата.

Она выполняет ещё ряд дополнительных функций:

  • поддержание оптимальной температуры рабочей жидкости автоматической коробки передач;
  • поддержание оптимальной температуры в ;
  • охлаждение температуры отработанных газов;
  • поддержание оптимальной температуры моторного масла;
  • обеспечение нагрева воздуха и поддержание заданной температуры в системе вентиляции, кондиционирования и отопления.

Какие бывают системы охлаждения двигателя?

Современные системы охлаждения мотора можно разделить на три группы:

  • воздушная система охлаждения — в своей работе избыточное тепло отводит, используя потоки воздуха. Она ещё может называться открытой;
  • жидкостная система охлаждения — для отвода избыточного количества тепла от мотора использует специальную жидкость;
  • комбинированная система — в равной степени использует два вышеперечисленных типа охлаждения.

Наибольшее распространение в легковых автомобилях получила жидкостная система охлаждения мотора.

Особенности конструкции системы охлаждения автомобиля

Конструктивно системы для бензинового и не отличаются между собой. Они работают с одинаковой эффективностью.

Можно выделить основные элементы системы охлаждения современного транспортного средства:

Все они объединены в единую систему, обеспечивающую эффективное отведение избыточного количества тепла от мотора.

Принцип работы системы охлаждения автомобиля

Контроль работы охлаждения машины выполняется блоком управления автомобиля. Это сложный математический процесс, учитывающий большое количество внутренних и внешних факторов. Он отслеживается в режиме реального времени. Блоком управления задаются оптимальные условия работы системы для эффективного отведения избыточного количества тепла.

Охлаждающая жидкость перемещается по большому и малому кругу. Если двигатель недостаточно прогрет, то жидкость движется по малому кругу. Радиатор в процессе не задействован. Это помогает быстрее прогреть мотор. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, жидкость начинает циркулировать по большому кругу. Используется , где она охлаждается под воздействием потока воздуха.

Неисправность системы охлаждения автомобиля чревата перегревом мотора и выходом его из строя.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах.

К атегория:

Устройство и работа двигателя

Назначение и принцип работы системы охлаждения

Система охлаждения служит для принудительного отвода от цилиндров двигателя тепла и передачи его окруячающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызывается тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренних деталей двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.

Система охлаждения может быть воздушной или жидкостной.

При воздушной системе охлаждения (рис. 1, а) тепло от цилиндров двигателя передается непосредственно обдувающему их воздуху. Для этого с целью увеличения поверхности теплоотдачи на цилиндрах и головке делают охлаждающие ребра, изготовляемые путем отливки. Цилиндры окружены металлическим кожухом. Через образовавшуюся воздушную рубашку просасывается с помощью вентилятора воздух, охлаждающий двигатель. Вентилятор приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала.

Воздушная система охлаждения получила применение лишь на двигателях небольшой мощности. Достоинством такой системы является простота устройства, некоторое снижение веса двигателя и удобство обслуживания. Для’более мощных двигателей применение воздушной системы охлаждения встречает ряд трудностей ввиду необходимости отвода большого количества тепла и обеспечения равномерности охлаждения всех нагревающихся точек двигателя.

В систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока, радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами, водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.

Водой заполняются водяные рубашки головки и блока, патрубки и радиатор. При работе двигателя приводимый от него в действие водяной насос создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания и охлаждает двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом,

который просасывается между трубками вращающимися лопастями вентилятора. Охлаяеденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.

В некоторых двигателях с верхними клапанами вода от насоса принудительно направляется только в рубашку головки, седел и патрубков выпускных клапанов, и далее по отводящему патрубку отводится в радиатор. Охлаждение цилиндров при этом производится водой, циркулирующей в ее рубашке вследствие наличия разности температур воды в водяной рубашке блока и головки. Более нагретая вода из водяной рубашки блока вытесняется более холодной водой, поступающей из водяной рубашки головки, чем обеспечивается естественная — конвекционная циркуляция воды (термосифонная). При таком охлаждении условия работы цилиндров двигателя улучшаются.

Термостат, установленный в верхнем водяном патрубке, регулирует циркуляцию воды через радиатор, поддерживая наивыгоднейшую ее температуру.

В V-образных карбюраторных двигателях общий водяной насос, соединенный нижним патрубком с радиатором и установленный на одном валу с вентилятором, нагнетает воду по двум патрубкам и водораспределительным каналам в водяные рубашки обеих секций блока. Нагретая вода отводится от головок по каналам, обычно отлитым в верхней крышке блока, и через общий термостат и верхний патрубок поступает обратно в радиатор. На дизелях компоновка элементов системы охлаждения несколько видоизменена.

В зависимости от способа соединения полости системы охлаждения с атмосферой принудительная система охлаждения делится на два типа -открытую и закрытую. В открытой системе полость верхнего бачка радиатора постоянно сообщается с атмосферой. В закрытой системе охлаждения, получившей применение на всех автомобилях, полость бачка может сообщаться с атмосферой только через специальный паровоздушный клапан.

Рис. 1. Схемы систем охлаждения двигателей

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения предназначена для поддержания нормального теплового режима двигателя.

При работе двигателя температура в его цилиндрах поднимается выше 2000 градусов, а средняя составляет 800 — 900 о С! Если не отводить тепло от «тела» двигателя, то через несколько десятков секунд после запуска, он станет уже не холодным, а безнадежно горячим. Следующий раз вы сможете запустить свой холодный двигатель только после его капитального ремонта.

Система охлаждения нужна для отвода тепла от механизмов и деталей двигателя, но это только половина ее предназначения, правда — большая половина. Для обеспечения нормального рабочего процесса также важно — ускорять прогрев холодного двигателя. И это вторая часть работы системы охлаждения.

Как правило, применяется жидкостная система охлаждения, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком (рис. 25).

Рис. 25 Схема системы охлаждения двигателя
а) малый круг циркуляции
а) большой круг циркуляции

1 — радиатор; 2 — патрубок для циркуляции охлаждающей жидкости; 3 — расширительный бачок;
4 — термостат; 5 — водяной насос; 6 — рубашка охлаждения блока цилиндров;
7 — рубашка охлаждения головки блока; 8 — радиатор отопителя с электровентилятором; 9 — кран радиатора отопителя;
10 — пробка для слива охлаждающей жидкости из блока; 11 — пробка для слива охлаждающей жидкости из радиатора;
12 — вентилятор

Система охлаждения состоит из:

  • рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров,
  • центробежного насоса,
  • термостата,
  • радиатора с расширительным бачком,
  • вентилятора,
  • соединительных патрубков и шлангов.

На рисунке 25 Вы без труда можете различить два круга циркуляции охлаждающей жидкости. Малый круг циркуляции (стрелки красного цвета) служит для скорейшего прогрева холодного двигателя. А когда к красным стрелкам присоединяются синие, то, уже нагревшаяся жидкость, начинает циркулировать и по большому кругу, охлаждаясь в радиаторе. Руководит этим процессом автоматическое устройство — термостат.

Для контроля за работой системы, на щитке приборов имеется указатель температуры охлаждающей жидкости. Нормальная температура охлаждающей жидкости при работе двигателя должна быть в пределах 80- 90 о С (см. рис. 63).

Рискую получить осуждающие слова в свой адрес, но давайте представим, что работающий двигатель — это все-таки живой организм. Температура любого живого организма — величина постоянная, и любое ее изменение приводит к неприятным последствиям. То же самое происходит и с двигателем, он не сможет нормально работать, если его тепловой режим не соответствует норме.

Рубашка охлаждения двигателя состоит из множества каналов в блоке и головке блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Насос центробежного типа заставляет жидкость перемещаться по рубашке охлаждения двигателя и всей системе. Насос приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала двигателя. Натяжение ремня регулируется отклонением корпуса генератора (см. рис. 59а) или натяжным роликом привода распределительного вала двигателя (см. рис. 11б).

Термостат предназначен для поддержания постоянного оптимального теплового режима двигателя. При пуске холодного двигателя термостат закрыт, и вся жидкость циркулирует только по малому кругу (рис. 25) для скорейшего ее прогрева. Когда температура в системе охлаждения поднимается выше 80 — 85О, термостат автоматически открывается и часть жидкости поступает в радиатор для охлаждения. При больших температурах термостат открывается полностью и уже вся горячая жидкость направляется по большому кругу для ее активного охлаждения.

Радиатор служит для охлаждения проходящей через него жидкости за счет потока воздуха, который создается при движении автомобиля или с помощью вентилятора. В радиаторе имеется множество трубок и «перепонок», которые образуют большую площадь поверхности охлаждения.

Ну а бытовой пример автомобильного радиатора — знают все. У каждого в доме есть радиаторы (батареи) центрального или местного отопления. Они тоже имеют специальную конфигурацию, и чем больше суммарная площадь сложной поверхности радиатора, тем теплее у вас в доме. А в это время, вода в системе отопления — активно охлаждается, то есть отдает тепло.

Расширительный бачок необходим для компенсации изменения объема и давления охлаждающей жидкости при ее нагреве и охлаждении.

Вентилятор предназначен для принудительного увеличения потока воздуха проходящего через радиатор движущегося автомобиля, а также для создания потока воздуха в случае, когда автомобиль стоит без движения с работающим двигателем.

Применяются два типа вентиляторов: постоянно включенный, с ременным приводом от шкива коленчатого вала и электровентилятор, который включается автоматически, когда температура охлаждающей жидкости достигает приблизительно 100 градусов.

Патрубки и шланги служат для соединения рубашки охлаждения двигателя с термостатом, насосом, радиатором и расширительным бачком.

В систему охлаждения двигателя включен также и отопитель салона. Горячая охлаждающая жидкость проходит через радиатор отопителя и нагревает воздух, подающийся в салон автомобиля. Температура воздуха в салоне регулируется специальным краном, которым водитель прибавляет или уменьшает поток жидкости, проходящий через радиатор отопителя.

Основные неисправности системы охлаждения.

Подтекание охлаждающей жидкости может появиться из-за повреждений радиатора, шлангов, уплотнительных прокладок и сальников.

Для устранения неисправности необходимо подтянуть хомуты крепления шлангов и трубок, а поврежденные детали заменить на новые. В случае повреждения трубок радиатора, можно попробовать «залатать» дырки и трещины, но, как правило, все заканчивается заменой радиатора.

Перегрев двигателя может происходить по причине недостаточного уровня охлаждающей жидкости, слабого натяжения ремня вентилятора, засорения трубок радиатора, а также при неисправности термостата.

Для устранения неисправности следует восстановить уровень жидкости в системе охлаждения, отрегулировать натяжение ремня вентилятора, промыть радиатор, заменить термостат.

Нередко перегрев двигателя случается и при исправных элементах системы охлаждения, когда машина движется с малой скоростью и большими нагрузками на двигатель. Это происходит при движении в тяжелых дорожных условиях, таких как проселочные дороги и всем надоевшие городские «пробки». В этих случаях стоит подумать о двигателе своего автомобиля, да и о себе тоже, устраивая периодические, хотя бы кратковременные «передышки».

Будьте внимательны за рулем и не допускайте аварийного режима работы двигателя!

Помните о том, что даже одноразовый перегрев двигателя нарушает структуру металла,
при этом значительно уменьшается продолжительность жизни «сердца» автомобиля.

Эксплуатация системы охлаждения.

При эксплуатации автомобиля следует периодически заглядывать под капот. Даже если вы филолог по образованию и не забили в этой жизни ни одного гвоздя, все равно кое-что вы сможете увидеть и своевременно предпринять меры для продления жизни своего автомобиля.

Если уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке понизился или жидкость вообще отсутствует, то для начала необходимо долить ее, а затем и разобраться (самостоятельно или с помощью специалиста) с тем, куда она делась.

В процессе работы двигателя жидкость нагревается до температуры близкой к точке кипения, а это означает, что вода, входящая в ее состав будет понемногу испаряться. Если за полгода ежедневной эксплуатации автомобиля уровень в бачке немного понизился, то это нормально. Но если вчера был полный бачок, а сегодня в нем только на донышке, то тогда надо искать место утечки охлаждающей жидкости.

Подтекание жидкости из системы, можно легко определить по темным пятнам на асфальте или снегу после более-менее продолжительной стоянки. Открыв капот, вы без затруднений сможете найти место утечки, сопоставляя мокрые следы на асфальте с расположением элементов системы охлаждения под капотом.

Необходимо контролировать уровень жидкости в бачке хотя бы раз в неделю и если есть утечки, то надо доливать, находить и устранять причину снижения уровня. Иными словами надо приводить в порядок систему охлаждения своего двигателя. А иначе он может серьезно «заболеть» и потребовать «госпитализации».

Практически во всех отечественных автомобилях в качестве охлаждающей жидкости используется специальная низкозамерзающая жидкость с названием TOCОЛ А-40. Цифра (минус 40 о показывает температуру, при которой жидкость начинает замерзать (кристаллизоваться). В условиях крайнего севера применяется ТОСОЛ А-65, и соответственно замерзать он начнет при температуре минус 65 о.

ТОСОЛ А-40 представляет собой смесь воды с этиленгликолем и присадками. Такой раствор сочетает в себе массу достоинств. Кроме того, что он начинает замерзать лишь после того, как уже замерзнет сам водитель (шутка), ТОСОЛ обладает еще антикоррозионными, антивспенивающими свойствами и практически не дает отложений в виде обыкновенной накипи, так как в его состав входит чистая дистиллированная вода. Поэтому и доливать в систему охлаждения можно только дистиллированную воду.

При эксплуатации автомобиля необходимо контролировать не только натяжение, но и состояние ремня привода водяного насоса, так как его обрыв в дороге всегда неприятен. Рекомендуется иметь в возимом с собой комплекте запасной ремень. Если не вы сами, то кто-нибудь из «джентльменов» на дороге поможет вам его поменять.

Охлаждающая жидкость может закипеть и привести к поломке двигателя в том случае, если вышел из строя датчик электропривода вентилятора. Так как электровентилятор не получил команды на включение, жидкость продолжает нагреваться, приближаясь к точке кипения, не имея остужающей помощи. А ведь у водителя перед глазами есть прибор со стрелкой и красным сектором! Мало того, практически всегда при включении вентилятора ощущается некоторая вибрация и небольшой дополнительный шум. Было бы желание контролировать, а способы всегда найдутся.

Особенно неприятно, когда двигатель «закипает» во время движении по бездорожью с малой скоростью жарким летом. Поэтому есть практический совет для тех, кто любит изведывать глубинки родного края и к тому же умеет держать в руках отвертку.

Если в салоне машины добавить еще один тумблер (или использовать свободный), с помощью которого можно будет вручную включать электровентилятор системы охлаждения, то вышедший из строя датчик не прервет вашей поездки. Контролируя температуру охлаждающей жидкости по прибору, вы сами сможете решать, когда включить и когда выключить вентилятор.

Если в пути (а чаще в «пробке») вы заметили, что температура охлаждающей жидкости приближается к критической, а вентилятор работает, то и в этом случае есть выход из положения. Надо включить в работу системы охлаждения дополнительный радиатор — радиатор отопителя салона. Полностью открывайте кран отопителя, на все обороты включайте вентилятор отопителя, опускайте стекла дверей и «потейте» до дома или до ближайшего автосервиса. Но продолжайте внимательно следить за стрелкой указателя температуры двигателя. Если она зайдет в красную зону, немедленно останавливайтесь, открывайте капот и «остывайте».

Со временем может доставить неприятность термостат, если он перестанет пускать жидкость по большому кругу циркуляции. Определить работает ли термостат нетрудно. Радиатор не должен нагреваться (определяется рукой) до тех пор, пока стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости не дошла до среднего положения (термостат закрыт). Позже, горячая жидкость начнет поступать в радиатор, быстро его нагревая, что говорит о своевременном открытии клапана термостата. А вот если радиатор продолжает оставаться холодным, то тогда есть два пути. Постучать по корпусу термостата, может быть, он все-таки откроется или сразу, морально и материально, готовиться к его замене.

Немедленно «сдавайтесь» механику, если на масляном щупе вы увидите капельки жидкости, попавшей из системы охлаждения в систему смазки. Это означает, что повреждена прокладка головки блока цилиндров и охлаждающая жидкость попадает в масляный поддон картера двигателя. Если продолжить эксплуатацию двигателя с маслом, наполовину состоящим из ТОСОЛА, то износ деталей двигателя приобретает катастрофическую скорость. А это, в свою очередь, уже связано с весьма дорогим ремонтом.

Подшипник водяного насоса не ломается «вдруг». Сначала появится специфический свистящий звук из-под капота, и если водитель «думает о будущем», то своевременно заменит подшипник. А иначе, его все равно придется менять, но уже по факту опоздания в аэропорт или на деловую встречу, из-за «внезапно» сломавшейся машины.

Каждый из водителей должен знать и помнить о том, что на горячем двигателе система охлаждения находится в состоянии повышенного давления! Если двигатель вашего автомобиля перегрелся и «закипел», то, конечно же, надо остановиться и открыть капот машины, но не советую открывать пробку радиатора. Для ускорения процесса охлаждения двигателя это практически ничего не даст, а вот получить сильнейшие ожоги можно.

Все знают, чем оборачивается для нарядно одетых гостей, неумело открытая бутылка с «Шампанским». В автомобиле все намного серьезнее. Если быстро и бездумно открыть пробку горячего радиатора, то оттуда вылетит фонтан, но уже не вина, а кипящего ТОСОЛА! При этом могут пострадать не только водитель, но и оказавшиеся рядом пешеходы. Поэтому, если вам когда-нибудь придется открывать пробку радиатора или расширительного бачка, то предварительно стоит предпринять меры предосторожности и делать это не спеша.

Отсюда можно сделать вывод о том, что водитель той иномарки не только имел малый стаж вождения, но он еще и не читал этой книги! Однако это его беда, с нашим читателем такого не должно случиться!

При сгорании топлива внутри цилиндра температура газов поднимается до 2000°С. Тепло расходуется на механическую работу, частично уносится с выхлопными газами, тратится на лучеиспускание и нагрев деталей двигателя. Если его не охлаждать, то он теряет мощность (ухудшается наполнение цилиндров рабочей смесью, возникает преждевременное самовоспламенение смеси и т. д.), усиливается изнашивание деталей (выгорает масло в зазорах) и возрастает вероятность поломки их в результате снижения механических свойств материалов.

Если же двигатель переохлажден, уменьшается количество тепла, переходящего в работу, топливо конденсируется на холодных стенках цилиндров, стекает в картер (масляный резервуар) и разжижает смазку, что также приводит к увеличению износа трущихся деталей и снижению мощности двигателя. Таким образом, поддержание определенного теплового режима двигателя является важным и обязательным делом. Поэтому все автомобильные двигатели имеют систему охлаждения.

Существуют жидкостные и воздушные системы охлаждения. Жидкостные системы охлаждения получили большее распространение, так как с их помощью создается более благоприятный тепловой режим для деталей двигателя возможность изготовления деталей двигателя из сравнительно недорогих материалов. Такие двигатели при при работе создают меньше шума за Счет наличия двойных стенок (рубашки) и слоя охлаждающей жидкости.

1 — радиатор отопителя
2 — пароотводящий шланг радиатора отопителя
3 — шланг отводящий
4 — шланг подводящий
5 — датчик температуры охлаждающей жидкости (в головке блока)
6 — шланг подводящей трубы насоса
7 — термостат
8 — заправочный шланг
9 — пробка расширительного бачка
10 — датчик указателя уровня охлаждающей жидкости
11 — расширительный бачок
12 — выпускной патрубок
13 — жидкостная камера пускового устройства карбюратора
14 — отводящий шланг радиатора
15 — подводящий шланг радиатора
16 — пароотводящий шланг радиатора
17 — левый бачок радиатора
18 — датчик включения электровентилятора
19 — электродвигатель вентилятора
20 — крыльчатка электровентилятора

21 — правый бачок радиатора
22 — сливная пробка
23 — кожух электровентилятора
24 — зубчатый ремень привода механизма газораспределения
25 — крыльчатка насоса охлаждающей жидкости
26 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости
27 — подводящий шланг к жидкостной камере пускового устройства карбюратора
28 — отводящий шланг
27 — шланг подвода охлаждающей жидкости к дроссельному патрубку
28 — шланг отвода охлаждающей жидкости от дроссельного патрубка
29 — датчик температуры охлаждающей жидкости в выпускном патрубке
30 — трубки радиатора
31 — сердцевина радиатора

Система охлаждения — жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Герметичность системы обеспечивается впускным и выпускным клапанами в пробке расширительного бачка. Выпускной клапан поддерживает повышенное (по сравнению с атмосферным) давление в системе на горячем двигателе (за счет этого температура кипения жидкости становится выше, уменьшаются паровые потери). Он открывается при давлении 1,1-1,5 кгс/см2. Впускной клапан открывается при понижении давления в системе относительно атмосферного на 0,03-0,13 кгс/см2 (на остывающем двигателе).

Тепловой режим работы двигателя поддерживается термостатом и электровентилятором радиатора. Последний включается датчиком, ввернутым в левый бачок радиатора (на двигателе ВАЗ-2110) или через реле по сигналу электронного блока управления двигателем (на двигателях ВАЗ-2111, -2112). Контакты датчика замыкаются при температуре 99±2°С, а размыкаются при температуре 94±2°С.

Для контроля температуры охлаждающей жидкости в головку блока цилиндров двигателя ввернут датчик, связанный с указателем температуры на приборной панели. В выпускном патрубке впрыскных двигателей (ВАЗ-2111, -2112) установлен дополнительный датчик температуры, выдающий информацию для электронного блока управления двигателем.

Насос охлаждающей жидкости — лопастной, центробежного типа, приводится от шкива коленчатого вала зубчатым ремнем привода газораспределительного механизма. Корпус насоса — алюминиевый. Валик вращается в двухрядном подшипнике с «пожизненным» запасом пластичной смазки. Наружное кольцо подшипника стопорится винтом. На передний конец валика напрессован зубчатый шкив, на задний — крыльчатка. К торцу крыльчатки прижато упорное кольцо из графитосодержащей композиции, под которым находится сальник. При выходе насоса из строя рекомендуется заменять его в сборе.

Перераспределением потоков жидкости управляет термостат. На холодном двигателе перепускной клапан термостата перекрывает патрубок, ведущий к радиатору, и жидкость циркулирует только по малому кругу (через байпасный патрубок термостата), минуя радиатор. На двигателе ВАЗ-2110 малый круг включает радиатор отопителя, впускной коллектор, блок подогрева карбюратора и жидкостную камеру полуавтоматического пускового устройства. На двигателях ВАЗ-2111, -2112 жидкость, кроме отопителя, подается к блоку подогрева дроссельного узла (подогрев впускного коллектора не предусмотрен).

При температуре 87±2°С перепускной клапан термостата начинает перемещаться, открывая основной патрубок; при этом часть жидкости циркулирует по большому кругу, через радиатор. При температуре около 102°С патрубок полностью открывается, и вся жидкость циркулирует по большому кругу. Ход основного клапана должен составлять не менее 8 мм.

Термостат двигателя ВАЗ-2112 имеет повышенное сопротивление байпасного клапана (дроссельное отверстие), за счет чего увеличивается поток жидкости через радиатор отопителя.

Охлаждающая жидкость заливается в систему через расширительный бачок. Он изготовлен из полупрозрачного полиэтилена, что позволяет визуально контролировать уровень жидкости. Бортовая система контроля также сообщает о падении уровня жидкости, для этого в крышке бачка предусмотрен датчик. С бачком также соединены две пароотводные трубки: одна — от радиатора отопителя, другая — от радиатора охлаждения двигателя.

Радиатор состоит из двух вертикальных пластмассовых бачков (левый — с перегородкой) и двух горизонтальных рядов круглых алюминиевых трубок с напрессованными охлаждающими пластинами. Для повышения эффективности охлаждения пластины штампуются с насечкой. Трубки соединены с бачками через резиновую прокладку. Жидкость подается через верхний патрубок, а отводится через нижний. Рядом с впускным патрубком расположен тонкий патрубок пароотводной трубки.

Емкость системы жидкостного охлаждения зависит от размеров и степени форсирования (например, степени сжатия) двигателя и в среднем составляет 0,2.,.0,3 л на лошадиную силу. Поэтому у легковых автомобилей она содержит до 8…12 л жидкости, у грузовых машин с бензиновым карбюраторным двигателем — до 30 л, а у грузовиков с дизельным двигателем — до 50 л. Антифриз, содержащий антикоррозийные и антивспенивающие добавки, а также добавки, исключающие образование накипи, марки тосол А-40 или А-65 имеет температуру загустения соответственно — 40 и — 65°С. При работе двигателя жидкость, омывающая его цилиндры и головку, нагревается и открывает автоматический клапан (термостат), расположенный в трубопроводе, соединяющем двигатель с радиатором. Насос, при-вводимый в действие от коленчатого вала, создает циркуляцию жидкости в системе. Горячая жидкость, проходя по трубкам радиатора, отдает тепло воздуху, подаваемому в него вентилятором. Интенсивность охлаждения двигателя можно менять, изменяя интенсивность циркуляции жидкости или интенсивность воздушного потока, проходящего через радиатор, в зависимости от температуры воздуха окружающей среды или условий движения (скорость, нагрузка и т.д.).

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.

Из книги Определение и устранение неисправностей своими силами в автомобиле автора Золотницкий Владимир

Выхлоп двигателя дымный. В картер двигателя поступает повышенный объем газов Диагностирование двигателя по цвету дыма из выхлопной трубы Сине-белый дым – неустойчивая работа двигателя. Рабочая фаска клапана подгорела. Оценить состояние газораспределительного

Из книги История Авиации 2000 04 автора Автор неизвестен

Неисправности системы смазки двигателя Понижение давления масла при любой частоте вращения коленчатого вала Неисправен указатель или датчик давления масла. Убедиться в исправности контрольной лампы (указателя давления масла) и датчика. Отключить провод от датчика

Из книги Все о предпусковых обогревателях и отопителях автора Найман Владимир

Бронированные штурмовики с моторами воздушного охлаждения: вариант П.О. Сухого Знаменитый советский штурмовик Ил-2 конструкции С. В. Ильюшина, ставший наиболее массовым самолетом в истории отечественной авиации, оснащался двигателем АМ-38 (АМ-38Ф) жидкостного охлаждения.

Из книги Авиация и космонавтика 2001 05-06 автора

Устройство и принцип работы или пуск двигателя «на халяву» Среди технических средств, обеспечивающих уверенный запуск двигателя зимой, выделяется одно оригинальное, в буквальном смысле не требующее дополнительной энергии. Это устройство – аккумулятор тепла, или, как

Из книги Обслуживаем и ремонтируем Волга ГАЗ-3110 автора Золотницкий Владимир Алексеевич

С МОТОРОМ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ Ил-2 М-82. Заводские испытания, 1941 г.С целью расширения моторной базы Ил-2 и повышения его боевой живучести С.В.Ильюшин 21 июля 1941 г. обратился к Наркому авиапромышленности А.И.Шахурину (письмо № 924) с предложением об установке на самолет

Из книги BIOS. Экспресс-курс автора Трасковский Антон Викторович

Неисправности системы смазки двигателя

Из книги Грузовые автомобили. Система питания автора Мельников Илья

Глава 1 Назначение и устройство BIOS Зачем нужна BIOSЕсли рассматривать персональный компьютер как некий живой организм, то BIOS (Basic Input/Output System, базовая система ввода/вывода) – это подсознание компьютера. Подобно рефлексам человека, данная система «заставляет» компьютер

Из книги Грузовые автомобили. Системы охлаждения и смазки автора Мельников Илья

Обслуживание системы питания карбюраторного двигателя Ежедневно проверять систему питания с целью проверки ее герметичности и при необходимости заправить автомобиль топливом.– Первое и второе технические обслуживания (ТО-1, ТО-2).– Проверить крепление приборов,

Из книги Грузовые автомобили. История и развитие автора Мельников Илья

Грузовые автомобили. Системы охлаждения и смазки

Из книги Шлюпка. Устройство и управление автора Иванов Л. Н.

Система охлаждения

Из книги Материаловедение. Шпаргалка автора Буслаева Елена Михайловна

Основные неисправности системы охлаждения Признаки неисправности: переохлаждение или перегрев двигателя.Для работоспособного состояния необходимы оптимальная температура охлаждающей жидкости, хорошая теплопроводность стенок водяных рубашек и трубок радиатора.При

Из книги автора

Уход за системой охлаждения 1.Ежедневно проводить проверку герметичности системы. При необходимости устранить неисправность.Ежедневно контролировать наличие жидкости в системе охлаждения автомобиля. При необходимости долить жидкость. Ее уровень должен быть ниже

Из книги автора

Система смазки. Назначение и устройство Смазочная система двигателя необходима для непрерывной подачи масла к трущимся поверхностям деталей и отвода от них теплоты.Поверхности сопряженных деталей двигателей отличаются высокой точностью и чистотой обработки. Однако

Из книги автора

Назначение и общее устройство кузова автомобиля У большинства легковых автомобилей есть так называемый несущий кузов на котором устанавливают двигатель, агрегаты трансмиссии, подвеску ходовой части, дополнительное оборудование. У грузовых автомобилей, автобусов,

Из книги автора

Глава 1. Устройство, вооружение и снабжение шлюпок 1.1. Назначение Шлюпками называются мелкие открытые беспалубные плавсредства, предназначенные для обеспечения нужд корабля. С их помощью решается широкий круг задач:– подрыв плавающих мин;– своз десанта;– доставка

Из книги автора

22. Система с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях; системы эвтектического, перитектического и монотектического типа. Системы с полиморфизмом компонентов и эвтектоидным превращением Полная взаимная растворимость в твердом состоянии возможна

В чем состоит назначение системы охлаждения двигателя?

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в результате его работы. … охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов; охлаждение воздуха в системе турбонаддува; охлаждение рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

Что входит в систему охлаждения двигателя?

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя.

Каковы назначения и устройство системы охлаждения?

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

Какие охлаждающие жидкости применяются в системе охлаждения легкового автомобиля?

Охлаждающей жидкостью принято считать смесь воды и антифриза (antifreeze — с английского “незамерзающий”), которая применяется в системе охлаждения автомобиля.

Для чего нужно давление в системе охлаждения двигателя?

Давление, превышающее атмосферное, – норма для систем охлаждения 99,9% современных двигателей. Его главная и единственная задача – обеспечить отсутствие кипения антифриза, если рабочая температура мотора выше, чем температура кипения охлаждающей жидкости при атмосферном давлении.

Что входит в малый круг системы охлаждения?

В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. … В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона входит именно в малый круг). Регулировка количества жидкости между кругами циркуляции жидкости осуществляется термостатом.

Какие агрегаты и узлы входят в систему охлаждения?

Система охлаждения двигателя включает множество элементов, среди которых радиатор охлаждающей жидкости, масляный радиатор, теплообменник отопителя, вентилятор радиатора, центробежный насос, а также расширительный бачок и термостат.

Как циркулирует антифриз в двигателе?

Вот как циркулирует охлаждающая жидкость в двигателе:

  1. Двигатель заводится, и антифриз начинает ходить по малому кругу. …
  2. Проходя по цилиндрам, ОЖ нагревается от них, затем возвращается к насосу и повторяет круг.

Как работает система охлаждения на автомобиле?

Тосол (или антифриз), под воздействием специального водяного насоса, находится в постоянном движении, циркулируя по герметичному, замкнутому контуру. ОЖ забирает часть тепловой энергии и отводит ее от корпуса мотора. Далее жидкость направляется в радиатор, где происходит охлаждение, отвод тепла в атмосферу.

Какие наполнители применяют в термостатах системы охлаждения двигателя?

На автомобильных двигателях применяются термостаты с жидкостным и твердым наполнителями. В жидкостные термостаты наливают легко испаряющуюся жидкость (смесь 70% этилового спирта и 30% воды). В качестве твердого наполнителя используют церезин с медной стружкой, обладающий большим коэффициентом объемного расширения.

Какие типы насосов используются в системах охлаждения двигателей?

Виды насосов охлаждающей системы

  • Механический – вал помпы соединен при помощи ременной передачи с коленвалом или распредвалом мотора. …
  • Электрический – в такой схеме вал насоса приводится в движение дополнительным электродвигателем, работа которого контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ).

Какие жидкости применяются в системе охлаждения?

Охлаждающая жидкость состоит из воды, антифриза, специальных присадок (ингибиторов коррозии), предохраняющих систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания от коррозионных процессов и саму жидкость от термохимического разрушения, и смазывающих материалов для помпы.

Какой самый лучший антифриз?

Рейтинг лучших антифризов — Топ 10

Категория Место Наименование
Лучшие карбоксилатные антифризы (G12/G12+) 1 CoolStream Premium
2 LIQUI MOLY Langzeit Kuhlerfrostschutz GTL 12 Plus
3 SINTEC LUX G12
4 Felix Carbox G12

Для чего создается давление в системе охлаждения автомобиля?

Поскольку система охлаждения представляет собой замкнутый герметичный контур, при запуске двигателя и разогреве охлаждающей жидкости возникает давление. Антифриз давит на стенки радиаторов, патрубков и других компонентов системы внутри.

Почему создается большое давление в системе охлаждения?

От нагрева происходит расширение, уровень жидкости в системе поднимается. С учетом того, что жидкостная система является закрытой, не трудно догадаться, что с нагревом ДВС и самой жидкости антифриз/тосол сильно расширяется и увеличивается в объеме (до 20%). В результате образуется давление внутри.

Можно ли ездить на машине без давления в системе охлаждения?

Не, ездить без давления рискованно.

Типы систем охлаждения в автомобильном двигателе: компоненты и функции

Типы систем охлаждения в автомобильном двигателе: компоненты и функции

Типы систем охлаждения в автомобильном двигателе: — Компоненты и функции: — Система охлаждения автомобильного двигателя не только сохраняет двигатель транспортного средства охлаждается, но также стабилизирует его температуру, чтобы удовлетворить требованиям, предъявляемым к работе двигателя. Компоненты системы охлаждения имеют радиатор для отвода тепла. Воздушный поток для охлаждения радиатора обеспечивается вентилятором или вентиляторами.

Требуемая рабочая температура достигается с помощью водяного насоса (или насоса охлаждающей жидкости). Охлаждающая жидкость поступает в двигатель, трубки и другие компоненты. После этого открывается клапан термостата. В автомобилях Maximum теперь используется расширительный бачок, который позволяет охлаждающей жидкости расширяться, выходить (когда контур охлаждения нагревается) и реверсировать (когда автомобиль выключен и двигатель охлаждается).

Что такое система охлаждения?

Система охлаждения — это, по сути, четырехцилиндровый автомобиль, который завершает свой путь, производя 4000 взрывов в минуту внутри двигателя, когда свечи зажигания взрываются в каждом цилиндре, чтобы привести автомобиль в движение.Эти взрывы производят большое количество тепла, которое необходимо контролировать. Если их не контролировать, они уничтожат автомобиль. Контроль этих температур — это, прежде всего, работа системы охлаждения. Современные системы охлаждения более эффективны и надежны, чем системы охлаждения 20-х годов.

Как работает система охлаждения?

Охлаждающая жидкость течет от водяного насоса по каналам, расположенным внутри блока цилиндров. По пути он собирает тепло, производимое цилиндрами.После этого он поднимается к головке блока цилиндров (или головкам в V-образном двигателе), где собирает остаточное тепло из камер сгорания. Затем охлаждающая жидкость направляется к термостату, если термостат открывается, чтобы позволить жидкости пройти. Оттуда охлаждающая жидкость проходит по тонким сплющенным трубкам, составляющим сердцевину радиатора.

Там охлаждающая жидкость охлаждается потоком воздуха через радиатор. Отсюда он вытекает из радиатора по нижнему шлангу радиатора.Затем он возвращается к водяному насосу. После этого температура охлаждающей жидкости снижается, и она может собирать больше тепла от двигателя. Мощность системы охлаждения зависит от двигателя. Система охлаждения более крупного и мощного двигателя тяжелого автомобиля потребует большей мощности, чем компактный автомобиль со сравнительно гораздо меньшим двигателем. В более крупном автомобиле радиатор больше с многочисленными трубками для прохождения охлаждающей жидкости.

Типы систем охлаждения

Существует два основных типа системы охлаждения двигателя автомобиля:
● Система воздушного охлаждения.
● Система водяного охлаждения.

1. Система воздушного охлаждения : (Типы систем охлаждения)

Они используются в основном в старых автомобилях и мотоциклах, это система с воздушным охлаждением, в которой блок двигателя покрыт алюминиевыми ребрами, которые отводят тепло от цилиндра. . Мощный вентилятор нагнетает воздух через эти ребра, который охлаждает двигатель, передавая тепло воздуху.

Количество тепла, уменьшаемое за счет воздушного охлаждения, зависит от таких факторов, как общая площадь поверхностей ребер, скорость / количество охлаждающего воздуха, а также температура ребер и температура охлаждающего воздуха.

Воздушное охлаждение в основном используется в двигателях с меньшей мощностью, таких как мотоциклы, скутеры, малолитражные автомобили и двигатели небольших авиационных автомобилей, где поступательное движение машины дает хорошую скорость для охлаждения двигателя. Воздушное охлаждение также предлагается в компактных промышленных двигателях.

Преимущества системы воздушного охлаждения
  • Они дешевле в производстве, требуют меньшего ухода и обслуживания.
  • Двигатель с воздушным охлаждением имеет простую конструкцию.
  • Они легче двигателей с жидкостным охлаждением из-за отсутствия водяных рубашек, радиаторов, циркуляционных насосов и веса охлаждающей воды.
  • Эта система охлаждения особенно выгодна там, где есть экстремальные климатические условия в Арктике или где коэффициент испарения жидкостей выше в пустынях. Также отсутствует риск повреждения от мороза, например, растрескивания кожухов цилиндров или водяных трубок радиатора.
Недостатки системы воздушного охлаждения
  • По сравнению с другими они менее эффективны.
  • Когда эти двигатели используются в автомобилях, мотоциклах или других транспортных средствах.Они напрямую контактируют с воздухом.

2. Система водяного охлаждения : (Типы систем охлаждения)

В системах водяного охлаждения есть рубашки, которые предусмотрены вдоль цилиндров, головок цилиндров, клапанов и седел. Когда вода циркулирует, рубашки поглощают тепло сгорания. Тогда горячая вода будет охлаждать радиатор с помощью вентилятора для движения автомобиля. Охлажденная вода снова будет циркулировать через рубашки.

Преимущества системы водяного охлаждения
  • Постоянное охлаждение цилиндров, головок цилиндров и клапанов.
  • Частный расход топлива через двигатель.
  • Двигатель менее шумный по сравнению с системой воздушного охлаждения.
Недостатки системы водяного охлаждения
  • Это полностью зависит от подачи воды.
  • Водяной насос во время циркуляции поглощает значительное количество воды.
  • Дорогой из-за большого количества деталей. Таким образом, требуется больше обслуживания и ухода за деталями.

Компоненты системы охлаждения двигателя

Основные части системы охлаждения описаны ниже.
• Водяной насос.
• Радиатор.
• Термостат.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости (CTS).
• Охлаждающая жидкость (антифриз + вода).
• Вентиляторы охлаждения радиатора.
• Сердечник нагревателя.
• Шланги
• Прокладки головки и коллектор.
• Морозильные пробки.

1. Водяной насос

Основная функция водяного насоса — обеспечивать движение охлаждающей жидкости при работающем двигателе.Водяной насос вращается в направлении двигателя, где бы он ни работал. Присутствует часть, называемая ремнем вентилятора, функция которой состоит в том, чтобы приводить в действие водяной насос, а также генератор переменного тока.

2. Радиатор

Сердечник радиатора состоит из плоских алюминиевых трубок. Между трубками также зажаты алюминиевые полосы зигзагообразной формы. Эти ребра предназначены для отвода тепла из трубок в воздушный поток. Это тепло в конечном итоге передается от автомобиля.Пластиковый бачок расположен на обоих концах сердечника радиатора. Этот бачок закрывает торцы радиатора.

В новейших конструкциях радиаторов трубки расположены горизонтально, резервуары с обеих сторон. В старину сердечник радиатора делали из меди, а баки — из латуни. В наши дни очень популярна дешевая и простая в изготовлении система алюминий-пластик. Это тоже более эффективно.

3. Термостат

Термостат — это устройство (клапан), используемое для определения температуры охлаждающей жидкости.Если охлаждающая жидкость достаточно горячая, термостат открывается, позволяя охлаждающей жидкости течь через радиатор. Когда охлаждающая жидкость не имеет высокой температуры, поток к радиатору ограничен. В таком состоянии предусмотрена система байпаса. Жидкость попадает в байпасную систему и возвращается в двигатель.

Эта система важна, поскольку она поддерживает постоянный и непрерывный поток охлаждающей жидкости по всему двигателю. Этот непрерывный поток поддерживает температуру и исключает образование горячих точек.Когда поток в радиатор перекрывается, оптимальная рабочая температура двигателя достигается быстрее. Это поможет в холодный день, позволив обогревателю очень быстро начать подачу воздуха высокой температуры внутрь.

4. Датчик температуры охлаждающей жидкости (CTS)

Датчик температуры охлаждающей жидкости используется для проверки температуры двигателя. ЭБУ использует эту информацию для регулирования впрыска топлива и времени зажигания. Есть много типов двигателей; некоторые двигатели имеют несколько датчиков температуры охлаждающей жидкости, а некоторые — только один.Эта информация также используется для управления вентилятором радиатора и обновления указателя температуры на консоли водителя.

Большинство датчиков температуры охлаждающей жидкости относятся к отрицательному типу с температурным коэффициентом, что означает, что при повышении температуры сопротивление будет уменьшаться. CTS может иметь двухконтактный или трехконтактный тип, в зависимости от марки автомобиля.

5. Охлаждающая жидкость (антифриз)

Охлаждающая жидкость в современных автомобилях представляет собой смесь этиленгликоля (антифриз) и воды.Рекомендуемое соотношение — фи-фи. Проще говоря, одна часть антифриза и одна часть воды. Это минимальная рекомендация, которая используется в автомобильных двигателях. Меньше антифриза и температура кипения должна быть слишком низкой. При температуре ниже 0 градусов в идеале требуется 75% антифриза и 25% воды. Не следует использовать чистый антифриз, так как он малоэффективен.

Как производится смесь антифриза

Антифриз не следует сливать каждое лето; его можно сдать на два-три года.При замерзании вода расширяется, и если вода в двигателе замерзнет, ​​то может взорваться блок или радиатор. Этиленгликоль смешивают с водой, чтобы снизить температуру замерзания до желаемого уровня. Основное преимущество использования антифриза — уберечь блоки цилиндров, трубы и радиаторы от нежелательных трещин, вызванных льдом.

Когда температура опускается ниже 0 градусов, вода превращается в лед. Этот лед имеет больший объем по сравнению с водой и, следовательно, расширяется. Это расширение является единственной причиной появления трещин, поэтому в воду добавляют антифриз, чтобы вода не замерзла.

Основные инструкции по использованию антифриза

Хороший раствор антифриза должен обладать следующими свойствами:
1) он должен легко смешиваться с водой.
2) Он не должен легко испаряться.
3) Это не должно приводить к оседанию нежелательного материала в системе охлаждения.
4) Он должен быть полностью безопасным и надежным для системы охлаждения автомобиля.
5) Он должен быть дешевым и легкодоступным.
6) Он не должен вызывать коррозию системы.

Обычно один антифриз редко удовлетворяет всем требованиям. Обычно используются следующие антифризы:
1) Метиловый, этиловый и изопропиловый спирты.
2) Смесь спирта и воды
3) Этиленгликоль
4) Смесь воды и этиленгликоля
5) Смесь глицерина с водой

6. Вентилятор охлаждения радиатора

Имеется один или несколько электрических вентиляторов внутри радиатора присутствуют, которые расположены на задней стороне радиатора на стороне, ближайшей к двигателю.На этих вентиляторах есть кожух для безопасности и регулирования воздушного потока. Основная функция вентилятора охлаждения радиатора — поддерживать воздушный поток, проходящий через радиатор, когда скорость автомобиля снижается или автомобиль останавливается. Каждый раз, когда автомобиль останавливается при работающем двигателе, эти вентиляторы снижают температуру двигателя.

7. Сердечник обогревателя

Другая функция горячей охлаждающей жидкости — обеспечивать тепло внутри автомобиля, когда это необходимо.Этот механизм состоит из сердечника нагревателя, который соединен с системой охлаждения двумя резиновыми шлангами. Один шланг подает горячую охлаждающую жидкость от водяного насоса к сердечнику нагревателя. Второй шланг направляет охлаждающую жидкость обратно в верхнюю часть двигателя.

8. Шланги

Для соединения различных частей системы охлаждения используются многочисленные резиновые шланги. Основные шланги называются соответственно верхним и нижним шлангами радиатора. Шланги имеют диаметр почти 2 дюйма.

9.Прокладка головки и коллектор

Двигатель внутреннего сгорания состоит из блока цилиндров и 1 или 2 головок цилиндров. Поверхности стыковки блока и головки выполнены плоскими для плотного прилегания. Однако полная гидроизоляция невозможна для предотвращения вытекания продуктов сгорания. Для приварки блоков к головкам применяется прокладка головки.

10. Морозильные пробки

При изготовлении блока цилиндров специальный песок формуется по форме каналов охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.Фигурка из песка находится внутри формы. В эту форму наливают жидкое (расплавленное) железо или алюминий, чтобы сформировать блок двигателя. После охлаждения отливки песок разлагается. Затем снимается отливка через отверстия в блоке двигателя. Затем охлаждающая жидкость течет через эти отверстия. Эти отверстия затем закрываются, чтобы охлаждающая жидкость не вытекала.

Источник изображения: — trucknews

Общий обзор центральной системы охлаждения на судах

Системы машинного оборудования, установленные на борту судов, спроектированы для работы с максимальной эффективностью и длительной эксплуатации.Наиболее распространенные и максимальные потери энергии от оборудования — это тепловая энергия. Эта потеря тепловой энергии должна быть уменьшена или отведена охлаждающей средой, такой как центральная система охлаждающей воды, чтобы избежать сбоев в работе или поломки оборудования.

Для охлаждения на борту используются две системы охлаждения:

  1. Система охлаждения морской водой: Морская вода напрямую используется в системах машинного оборудования в качестве охлаждающей среды для теплообменников.
  1. Пресная вода или центральная система охлаждения: Пресная вода используется в замкнутом контуре для охлаждения машинного отделения.Пресная вода, возвращающаяся из теплообменника после охлаждения оборудования, дополнительно охлаждается морской водой в охладителе морской воды.

Общие сведения о системе центрального охлаждения

Как обсуждалось выше, в центральной системе охлаждения все рабочие механизмы на кораблях охлаждаются циркулирующей пресной водой. Эта система состоит из трех различных контуров:

Контур морской воды

Морская вода используется в качестве охлаждающей среды в больших теплообменниках, охлаждаемых морской водой, для охлаждения пресной воды замкнутого контура.Они являются центральными охладителями системы и обычно устанавливаются дуплексом.

Низкотемпературный контур

Низкотемпературный контур используется для оборудования низкотемпературных зон, и этот контур напрямую подключен к главному центральному охладителю забортной воды; следовательно, его температура ниже, чем у высокотемпературного (контур Н.Т.). Контур L.T включает в себя все вспомогательные системы.

Общее количество низкотемпературной или низкотемпературной пресной воды в системе поддерживается в балансе с H.T. Система охлаждения пресной воды за счет расширительного бака, общего для обеих систем.

Расширительный бак, используемый для этих контуров, заполняется и подпитывается из гидрофорной системы или из бака дистиллированной воды с помощью заправочного насоса F.W.

Высокотемпературный контур (H.T)

Контур теплоносителя в центральной системе охлаждения в основном состоит из водяной рубашки рубашки главного двигателя, где температура достаточно высока. Температура воды в теплоносителе поддерживается за счет низкотемпературной пресной воды, и система обычно состоит из водяной рубашки рубашки основного двигателя, генератора FW, DG в режиме ожидания, фильтра смазочного масла для сливного бака сальника.

Циркуляция охлаждающей воды в системе HT осуществляется электрическими насосами охлаждающей воды, один в рабочем и один в резервном.

В режиме ожидания DG поддерживается в тепле циркуляционной системой от работающего DG.

Когда ME остановлен, он поддерживается теплой охлаждающей водой HT от DG. Если этого недостаточно, воду можно нагреть паровым нагревателем FW.

Расширительный бак

Потери в замкнутом контуре центральной системы охлаждения пресной воды постоянно компенсируются расширительным баком, который также поглощает повышение давления из-за теплового расширения.

Клапаны контроля температуры

Тепло, поглощаемое контуром высокого давления, передается контуру низкого давления на стыке клапана регулирования температуры.

Температура охлаждающей воды на выходе из основного двигателя поддерживается постоянной на уровне 85-95 с помощью клапанов регулирования температуры путем смешивания воды из двух центральных систем охлаждения, то есть системы LT, в систему HT.

Что следует помнить
  • Охлаждающая вода в системе для обработки химикатами
  • Подпитка центральной системы охлаждения обычно происходит из расширительного бака FW, который заполняется системой питьевой и промывочной воды, или из бака дистиллированной воды с помощью заправочного насоса FW
  • Если необходимо пополнить систему большим количеством воды, она должна подаваться из бака дистиллированной воды с помощью заправочного насоса FW через соединение системы LT
  • Во время капитального ремонта / ремонта главного двигателя, который требует закрытия впускных и выпускных клапанов охлаждающей воды FW, необходимо остановить охлаждающий насос FW и высокотемпературную циркуляцию, а клапан управления воздухом должен быть закрыт.
  • В режиме ожидания передача избыточного тепла от дизель-генераторов может быть использована для обслуживания генераторов FW.На входе питательной воды в испарительную секцию генератора FW отверстие с высокой нагрузкой необходимо заменить на отверстие с низкой нагрузкой, см. Инструкцию производителя.
  • Скорость циркуляции будет зависеть от температуры забортной воды, нагрузки двигателя, перепада давления в насосах и необходимого отвода тепла из системы. Скорость циркуляции можно регулировать с помощью одного или нескольких насосов
  • .
  • Обычно устанавливаются два насоса для пресной воды, и один полный запасной насос хранится рядом с зоной рабочего насоса для быстрой установки на случай, если один из рабочих насосов выйдет из строя.
  • Центральные охладители в пресноводных системах обычно пластинчатого типа с пластинами из титанового материала.
  • В случае ручной очистки F.W. впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты. В случае химической очистки S.W. сторона F.W. сторона может быть оставлена ​​открытой.

Преимущества центральной системы охлаждения

  • Низкие затраты на техническое обслуживание: Поскольку система работает с пресной водой, затраты на очистку, техническое обслуживание и замену компонентов сокращаются.
  • Меньше коррозии: Поскольку система забортной воды находится только в центральной части, коррозия труб и клапанов уменьшается.
  • Более высокая скорость жидкости, следовательно, лучший теплообмен: Более высокая скорость возможна в пресноводной системе, что приводит к уменьшению количества трубопроводов и низкой стоимости установки.
  • Использование более дешевых материалов: Поскольку коэффициент коррозии уменьшается, дорогие материалы не требуются для клапанов и трубопроводов.
  • Поддерживается постоянный уровень температуры: Поскольку контроль температуры не зависит от температуры забортной воды, поддерживается стабильная температура, что помогает снизить износ оборудования.
  • Меньший износ деталей двигателя: Меньший износ гильзы цилиндра, так как рубашка поддерживается в тепле, что позволяет избежать холодной коррозии.
  • Идеально подходит для машинного отделения без обслуживающего персонала: Повышенная надежность и контроль температуры системы, обеспечиваемый центральной системой охлаждения, делают ее идеальным выбором для беспилотного машинного отделения.

Недостатки центральной системы охлаждения
  • Высокая стоимость установки
  • Ограничение низкой температуры

Отказ от ответственности: Вышеупомянутые взгляды принадлежат только автору. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом.Автор и компания «Марин Инсайт» не заявляют об их точности и не берут на себя ответственность за них. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Теги: руководство по машинному отделению

Справочник по воде

— Системы водяного охлаждения — Теплопередача

SUEZ предлагает широкий спектр передовых решений для обработки охлаждающей воды, разработанных специально для улучшения и максимизации эффективности теплопередачи.Узнайте больше о программах обработки охлаждающей воды SUEZ.

Функция системы охлаждения заключается в отводе тепла от процессов или оборудования. Тепло, отводимое от одной среды, передается другой среде или технологической жидкости. Чаще всего охлаждающая среда — вода. Однако концепции теплопередачи и расчеты, обсуждаемые в этой главе, также могут быть применены к другим жидкостям.

Эффективный отвод тепла — экономическое требование при проектировании и эксплуатации системы охлаждения.Движущей силой передачи тепла является разница температур между двумя средами. В большинстве систем охлаждения он находится в диапазоне 10-200 градусов по Фаренгейту. Тепловой поток обычно низкий и находится в диапазоне от 5000 до 15000 БТЕ / фут 2 / час. В исключительных случаях, таких как непрямое охлаждение расплавленного металла, тепловой поток может достигать 3 000 000 БТЕ / фут 2 / час.

Передача тепла от технологических жидкостей или оборудования приводит к повышению температуры или даже изменению состояния охлаждающей воды.Многие свойства воды, а также поведение содержащихся в ней загрязнителей зависят от температуры. На склонность системы к коррозии, образованию накипи или поддержанию микробиологического роста также влияет температура воды. Эти эффекты и контроль условий, которые их способствуют, рассматриваются в следующих главах.

ВИДЫ СИСТЕМ

С водой, нагретой в процессе теплообмена, можно обращаться одним из двух способов. Воду с повышенной температурой можно сбрасывать в приемный корпус (прямоточная система охлаждения) или охлаждать и повторно использовать (рециркуляционная система охлаждения).

Существует два различных типа систем водяного охлаждения и повторного использования: открытые и закрытые рециркуляционные системы. В открытой рециркуляционной системе охлаждение достигается за счет испарения части воды. Испарение приводит к потере чистой воды из системы и концентрации оставшихся растворенных твердых частиц. Воду необходимо удалить или продуть, чтобы контролировать эту концентрацию, а затем необходимо добавить свежую воду для пополнения системы.

Замкнутая рециркуляционная система на самом деле представляет собой систему охлаждения внутри системы охлаждения.Вода, содержащая тепло, передаваемое в процессе, охлаждается для повторного использования посредством обмена с другой жидкостью. Потери воды в системах такого типа обычно невелики.

Каждый из трех типов систем охлаждения — прямоточная, открытая рециркуляция и закрытая рециркуляция — подробно описан в следующих главах. В этих главах также содержится конкретный подход к разработке соответствующей программы лечения для каждой системы.

ЭКОНОМИКА ТЕПЛООБМЕНА

При проектировании системы теплопередачи капитальные затраты на строительство системы должны быть сопоставлены с текущими затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание.Часто более высокие капитальные затраты (большая поверхность обмена, экзотическая металлургия, более эффективное заполнение башни и т. Д.) Приводят к более низким эксплуатационным расходам и расходам на техническое обслуживание, в то время как более низкие капитальные затраты могут привести к более высоким эксплуатационным расходам (мощность насоса и вентилятора, необходимое обслуживание и т. Д.) ). Одной из важных эксплуатационных затрат, которую необходимо учитывать, является химическая обработка, необходимая для предотвращения технологической или водной коррозии, отложений и накипи, а также микробиологического загрязнения. Эти проблемы могут отрицательно повлиять на теплопередачу и привести к отказу оборудования (см. Рисунок 23-1).

Теплообмен

Ниже приводится обзор сложных соображений, которые необходимо учитывать при проектировании теплообменника. Доступно множество текстов для более подробной информации.

В системе теплопередачи происходит обмен тепла, когда две жидкости с неравной температурой приближаются к равновесию. Более высокая разница температур приводит к более быстрой передаче тепла.

Однако температура — это только один из многих факторов, влияющих на конструкцию теплообменника для динамической системы.Другие соображения включают область, в которой происходит теплопередача, характеристики используемых текучих сред, скорости текучих сред и характеристики металлургии теплообменника.

Технологический тепловой режим, технологические температуры и доступная температура охлаждающей воды обычно указываются на начальных этапах проектирования. Размер теплообменника (ов) рассчитывается в соответствии с важными параметрами, такими как скорость технологического процесса и потока воды, тип корпуса, расположение труб, перегородок, металлургия и склонность жидкостей к загрязнению.

Факторы, влияющие на конструкцию теплообменника, связаны уравнением теплопередачи:

Q = UA DTm, где Q = скорость теплопередачи (БТЕ / час)

U = коэффициент теплопередачи (БТЕ / ч / фут 2 F) A = площадь поверхности теплопередачи (футы 2 )

DTm = средняя логарифмическая разница температур между жидкостями (градусы F)

Скорость теплопередачи Q определяется по уравнению: Q = WC DT + WDH, где

Вт = расход жидкости (фунт / час) C = удельная теплоемкость жидкости (БТЕ / фунт / градусы F)

D T = изменение температуры жидкости (градусы F) D H = скрытая теплота парообразования (БТЕ / фунт)

Если жидкость не меняет состояние, уравнение принимает вид Q = WC DT.

Коэффициент теплопередачи U представляет собой теплопроводность теплообменника. Чем выше значение U, тем легче тепло передается от одной жидкости к другой. Теплопроводность обратно пропорциональна сопротивлению R тепловому потоку.

Общее сопротивление тепловому потоку складывается из нескольких отдельных сопротивлений. Это показано на рисунке 23-2 и математически выражено ниже.

Rt = r1 + r2 + r3 + r4 + r5, где Rt = полное сопротивление тепловому потоку

r1 = сопротивление тепловому потоку пленки на стороне процесса

r2 = сопротивление тепловому потоку загрязнения на стороне процесса (если есть)

r3 = сопротивление тепловому потоку стенки теплообменника

r4 = сопротивление тепловому потоку обрастания со стороны воды (если есть)

r5 = сопротивление тепловому потоку водяной пленки

Сопротивление тепловому потоку пленки на стороне процесса и пленки охлаждающей воды зависит от геометрии оборудования, скорости потока, вязкости, удельной теплоемкости и теплопроводности.Влияние скорости на теплопередачу воды в трубке показано на рисунке 23-3.

Сопротивление тепловому потоку из-за загрязнения сильно различается в зависимости от характеристик слоя загрязнения, жидкости и загрязняющих веществ в жидкости, которые создали слой загрязнения. В конструкции теплообменника обычно учитывается незначительное загрязнение. Однако, если загрязнение не сведено к минимуму, сопротивление теплопередаче увеличится, а коэффициент U снизится до точки, при которой теплообменник не сможет адекватно контролировать температуру процесса.Даже если этот момент не достигнут, процесс передачи будет менее эффективным и потенциально расточительным.

Сопротивление трубки теплопередаче зависит только от материала конструкции и не меняется со временем. Стенки труб, утоненные в результате эрозии или коррозии, могут иметь меньшую стойкость, но это не является значительным изменением.

Средняя логарифмическая разница температур (DTm) — это математическое выражение, относящееся к разнице температур между двумя жидкостями в каждой точке вдоль теплообменника.Для истинного противотока или прямотока:

Когда нет изменений в состоянии жидкостей, противоточный теплообменник более эффективен для теплопередачи, чем прямоточный теплообменник. Поэтому большинство охладителей работают с противотоком или с вариацией противотока. Расчетные формулы DTm могут быть исправлены для конфигураций теплообменника, которые не являются действительно противоточными.

МОНИТОРИНГ

Уравнения теплопередачи полезны при мониторинге состояния теплопередающего оборудования или эффективности программ обработки.Сопротивление трубки постоянно; геометрия системы не меняется. Если скорости потока поддерживаются постоянными как на стороне процесса, так и на стороне охлаждающей воды, сопротивление пленки также будет оставаться постоянным. Вариации измеренных значений коэффициента U можно использовать для оценки степени загрязнения. Если коэффициент U не меняется, то на ограничивающей стороне загрязнения не происходит. По мере того, как обменник загрязняется, коэффициент U уменьшается. Следовательно, сравнение значений U во время работы может предоставить полезную информацию о необходимости очистки и может использоваться для контроля эффективности программ обработки.

Узнайте больше о технологии контроля и измерения SUEZ.

Использование коэффициента чистоты или фактора загрязнения также может быть полезным при сравнении состояния теплообменника во время эксплуатации с расчетными условиями. Коэффициент чистоты (Cf) рассчитывается следующим образом:

Сопротивление засорению, или коэффициент засорения (R f ), представляет собой соотношение между начальным общим коэффициентом теплопередачи (U i ) и общим коэффициентом теплопередачи во время эксплуатации (U f ), выраженное следующим образом :

Теплообменники обычно рассчитаны на коэффициент загрязнения 0.От 001 до 0,002, в зависимости от ожидаемых условий технологической жидкости и охлаждающей воды.

Узнайте больше о программах SUEZ по очистке охлаждающей воды.

Рисунок 23-1. Загрязнение снижает эффективность теплопередачи теплообменника

Икс

Рисунок 23-2. Общее сопротивление тепловому потоку складывается из нескольких отдельных сопротивлений.

Икс

Рисунок 23-3. Скорость воды в зависимости от коэффициента теплопередачи

Икс

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 в радиатор, тонкие металлические ребра отдают тепло от охлаждающей жидкости наружному воздуху, когда горячая жидкость проходит через него. Прохладный 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, герметичного колпачка, а также выпускного и впускного баков.

Фото: Christian Wardlaw

Ядро — это основная часть, определяемая большим металлическим блоком с рядами узких металлических ребер. 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, так как 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, когда он работает 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 автовладельцам следует помнить о признаках выхода из строя радиатора. Симптомы включают:

  • Необычное повышение и понижение 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, так как медленные утечки может быть 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.

Как работает система охлаждения тракторного двигателя

Двигатель трактора должен работать правильно для наилучшей производительности.Если он не работает должным образом, могут возникнуть различные ситуации. Вот почему так важна система охлаждения двигателя. Для понимания того, как работает система охлаждения двигателя трактора, важно знать, зачем вообще нужна система охлаждения и каковы ее функции. Изучение такого рода информации полезно для всех, кто использует трактор по любой причине.

Необходимо решить 3 функции системы охлаждения. Во-первых, система охлаждения предназначена для отвода лишнего тепла от двигателя.Во-вторых, он будет поддерживать рабочую температуру двигателя. Третья и последняя функция, которую выполняет система охлаждения, заключается в том, что она как можно быстрее доводит двигатель до нужной рабочей температуры. Это основные функции системы охлаждения двигателя, чтобы люди могли понять, насколько они важны, прежде чем обсуждать, как система на самом деле работает в тракторе.

Для решения проблем с двигателем система охлаждения будет направлять охлаждающую жидкость в жидком виде к головкам и блокам двигателя.Это горячая жидкость, и по мере продвижения к радиатору она будет проходить по тонким трубкам. Он охлаждается воздушным потоком, который втекает в отсек двигателя от решетки в передней части трактора. Другой способ объяснить этот процесс состоит в том, что существуют двигатели с воздушным охлаждением, обеспечивающие циркуляцию воздуха. Это будет рассеивать горячий воздух с поверхности двигателя, наиболее распространенным из которых является цилиндр. Есть специальные способы, которыми воздух достигает желаемого теплового компонента, называемых перегородками / ребрами.Они используются, чтобы избежать возникновения горячих точек любого типа.

Размер и расстояние между ребрами имеют огромное значение. В большинстве случаев лучше плавники меньшего размера, и их будет много. Есть много других факторов, которые влияют на процесс, и они включают температуру воздуха, скорость воздуха и размер ребер. Иногда используются сталь и медные сплавы, потому что они обеспечивают лучшую теплопроводность, и это позволяет значительно улучшить теплопередачу.Во многом процесс охлаждения двигателя зависит от того, что детали находятся в хорошем рабочем состоянии. Они должны поддерживать движение воздуха и охлаждать двигатель. При правильной работе трактор можно использовать по назначению.

Есть несколько распространенных причин перегрева двигателей. Могут быть утечки в двигателе, неправильная концентрация охлаждающей жидкости, плохой термостат, плохой радиатор, ослабленные или порванные ремни, и это лишь некоторые из них. Вот почему так важно периодически осматривать трактор, чтобы убедиться, что все эти части работают должным образом.Двигатель должен постоянно работать исправно, чтобы трактор можно было использовать по назначению.

Система охлаждения двигателя трактора не зря. Вот почему всегда важно, чтобы детали трактора работали исправно. Когда он завершит свою работу, поскольку находится в хорошем рабочем состоянии, он будет поддерживать трактор в рабочем состоянии в течение долгого времени. Когда владелец трактора удостоверится, что он в курсе всего, что происходит с его трактором, он сможет избежать любых проблем, которые могут возникнуть в будущем.

Система охлаждения (автомобиль)

Система охлаждения

В процессе преобразования тепловой энергии в механическую в цилиндрах двигателя возникают высокие температуры как следствие процесса сгорания. Большая часть тепла от газов сгорания передается головке и стенкам блока цилиндров, поршню и клапанам. Если это избыточное тепло не будет отведено и эти детали не будут должным образом охлаждены, двигатель потеряет свой срок службы.Система охлаждения предусмотрена не только для предотвращения повреждения жизненно важных частей двигателя, но также для поддержания температуры этих компонентов в определенных пределах для получения максимальной производительности двигателя. Соответствующая система охлаждения — основное требование поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Хорошо спроектированная система охлаждения должна обеспечивать соответствующее охлаждение, чтобы избежать переохлаждения, что нежелательно по нескольким причинам. Однако недостаточное охлаждение не так опасно для двигателя, как перегрев.В процессе охлаждения тепло, поглощаемое стенкой цилиндра и другими компонентами двигателя, рассеивается в атмосферу. В автомобильных двигателях используются системы как воздушного, так и водяного охлаждения. При воздушном охлаждении тепло передается от двигателя прямо в атмосферу. При водяном охлаждении вода просто служит средой для передачи тепла от двигателя к радиатору, который отдает его в атмосферу. Удовлетворительная работа системы охлаждения зависит от конструкции компонентов системы и условий эксплуатации.
В этой главе рассматриваются системы водяного и воздушного охлаждения, охлаждающая жидкость и антифриз, различные компоненты систем охлаждения, техническое обслуживание и обслуживание системы охлаждения, диагностика неисправностей системы охлаждения и указатель температуры. Может оказаться полезным одновременное чтение «Системы отопления», рассматриваемой в последней части книги в главе «Автомобильное кондиционирование воздуха».
12.1.


Охлаждение двигателя

12.1.1.

Назначение системы охлаждения

Функции автомобильной системы охлаждения:
(i) для предотвращения развития высоких температур в камере сгорания, тем самым предотвращая повреждение поршней, цилиндров, клапана и других деталей двигателя, а также масла, которое их смазывает,
Hi) для поддержания рабочей температуры на безопасном уровне выше широкий диапазон скоростей, нагрузок и температуры окружающей среды, а также
(Hi), чтобы помочь максимально быстро прогреть двигатель до требуемой рабочей температуры и затем поддерживать эту температуру независимо от температуры наружного воздуха, которая может варьироваться от 238 K до 318 К.
Охлаждение способствует правильной карбюрации, обеспечивает удовлетворительную вязкость масла и помогает поддерживать правильные зазоры между деталями в двигателе. Пиковые температуры сгорания в цикле двигателя составляют от 2500 до 3600 К, в среднем от 925 до 1200 К на протяжении рабочего цикла. Продолжительная высокая температура такого порядка ослабила бы детали двигателя, если бы тепло не удалялось, чтобы довести температуру компонентов до пределов их физической прочности.

Работа при высоких температурах.

При высоких температурах происходит окисление моторного масла, в результате которого масло разлагается с образованием твердого углерода и лака. Продолжительная высокая температура может привести к закупорке поршневых колец и заеданию толкателей гидравлических клапанов. При высоких температурах вязкость масла также снижается. Это может привести к контакту металла с металлом внутри двигателя, что приведет к сильному трению, потере мощности и быстрому износу. Пониженная вязкость масла также увеличивает расход масла. Высокая температура охлаждающей жидкости может вызвать детонацию и преждевременное воспламенение, что приведет к повреждению двигателя.Максимально возможная температура двигателей с жидкостным охлаждением ограничена точкой кипения охлаждающей жидкости и емкостью радиатора. В двигателях с воздушным охлаждением он ограничен температурой воздуха и расходом.

Работа при низких температурах.

Для удовлетворительной работы двигателя необходим определенный диапазон рабочих температур. При слишком низких температурах из-за неправильного испарения требуется избыток топлива для нормальной работы двигателя. Охлаждение поверхностей двигателя частично гасит процесс сгорания, в результате чего топливо частично сгорает в виде сажи.Он также охлаждает сгоревшие продукты и конденсирует водяной пар, образующийся при горении. Несгоревшая топливная сажа и влага проходят мимо поршневых колец в виде картерных газов, которые смывают масло со стенок цилиндра и разбавляют масло в поддоне. Это вызывает чрезмерное истирание и износ стенки цилиндра и поршневых колец.
Каждый литр топлива при сжигании в двигателе образует влажный эквивалент литра воды. Эта влага смешивается с несгоревшим топливом и сажей в масляном насосе и образует шлам.Влага также соединяется с несгоревшими углеводородами и компонентами присадок с образованием угольной кислоты, серной кислоты, азотной кислоты, бромистоводородной кислоты и соляной кислоты. Эти кислоты вызывают коррозию и ржавление внутри двигателя. При температуре охлаждающей жидкости ниже 330 K ржавление происходит быстро, а при температуре ниже 320 K вода, образующаяся в процессе сгорания, накапливается в масле. Высокая скорость износа стенок цилиндра возникает, если температура охлаждающей жидкости становится ниже 340 К.
Минимальная нормальная температура регулируется термостатом и постепенно увеличивается с 345 К до 360 К.Рабочая температура двигателя должна поддерживаться между низкими и высокими температурами.

Рабочие температуры.

Различные части двигателя работают при разной температуре (рис. 12.1). Поэтому некоторые области внутри закрытого цилиндра более подвержены перегреву, чем другие. Ниже указаны общие средние рабочие температуры заправки газа и различных зон в баллоне:

Всасываемый воздух = 303 до 333 К
Пиковое количество газа сгорания = 2273 — 2673 К
Выхлопные газы = 973 до 1173 К
Стенка цилиндра рядом с головкой блока цилиндров = 433 до 493 К
Стенка цилиндра возле картера = 373 до 423 К
Центр головки блока цилиндров = 473 до 523 К
Центр днища поршня = 523 до 573 К
Охлаждающая жидкость блока цилиндров = 353 до 373 К


Рис.12.1. Диапазон рабочих температур двигателя.

12.1.2.

Режимы теплопередачи

Передача тепла происходит из-за разницы в температуре, поскольку тепло течет от более горячего к более холодному веществу, может быть твердым, жидким или газообразным. Три режима теплопередачи — это теплопроводность, конвекция и излучение.

Проводимость.

Проводимость возникает, когда тепло передается от частицы к частице по всему телу без каких-либо видимых признаков движения.Этот тип теплового потока наиболее эффективен в твердых телах, но он также может возникать с гораздо меньшей скоростью в жидкостях.

Конвекция.

Конвекция возникает, когда тепло переносится телом за счет циркулирующих потоков движущихся частиц в жидкости или газе. Токи естественной или свободной конвекции полностью создаются изменениями плотности из-за разницы температур на разных уровнях жидкости. Тепло заставляет жидкость расширяться. Это делает теплую жидкость менее плотной, чем более холодную, поэтому более легкие частицы поднимаются, а более тяжелые опускаются.Следовательно, устанавливается циркулирующий ток. Принудительная конвекция достигается с помощью насоса или вентилятора, который создает положительное относительное движение жидкости по неподвижной нагретой поверхности.

Радиация.

Все вещества, твердые, жидкие или газообразные, излучают энергию путем волнового движения, которое распространяется во всех направлениях по прямым линиям со скоростью света. Для излучения, в отличие от проводимости и конвекции, не требуется материальная среда для передачи тепла. Мощность излучения излучающего тела прямо пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры, поэтому малейшее повышение температуры может значительно увеличить теплопередачу за счет излучения.
12.1.3.

Типы систем охлаждения двигателя

Две основные системы отвода тепла от двигателя — это система с воздушным охлаждением и система с жидкостным охлаждением.

Двигатель с прямым воздушным охлаждением.

Холодный циркулирующий воздух контактирует с открытыми увеличенными внешними поверхностями цилиндра и головки. В результате их тепло отводится в окружающий воздух (подробности см. В разделе 12.9).
Преимущества.
(a) Двигатели с воздушным охлаждением удовлетворительно работают как в жарком, так и в холодном климате.
(b) Эти двигатели могут работать при более высоких рабочих температурах, чем их эквивалентные аналоги с жидкостным охлаждением.
(c) В этих двигателях рабочая температура быстро достигается в холодных условиях. id) Эти двигатели немного легче двигателей той же мощности с жидкостным охлаждением. (e) Эти двигатели не сталкиваются с проблемами утечки охлаждающей жидкости или замерзания.
Недостатки .
(a) Для работы охлаждающих вентиляторов требуется относительно большая мощность.
(b) Из-за большого количества всасываемого воздуха, проходящего в систему охлаждения, двигатель может стать шумным.
(c) Ребра охлаждения могут вибрировать и усиливать шум при определенных условиях.
(d) Для правильного расположения ребер между цилиндрами шаг между центрами цилиндров должен быть больше, чем в двигателях с жидкостным охлаждением.
(e) Каждый цилиндр должен быть отлит индивидуально, в отличие от двигателей с жидкостным охлаждением, где используется жесткая моноблочная конструкция.
(/) Для предотвращения перегрева смазки воздушное охлаждение часто дополняется масляным теплообменником.
(g) Наличие направляющего кожуха и перегородок вокруг цилиндров может затруднять обслуживание.

Система двигателя с жидкостным охлаждением непрямого действия

.

Жидкий хладагент передает тепло от цилиндров и головки к теплообменнику, известному как радиатор. Движение воздуха через радиатор отбирает нежелательное тепло и рассеивает его в окружающую среду.
Преимущества .
(a) В двигателях с жидкостным охлаждением достигается большая однородность температуры вокруг цилиндров, вызывающая меньшие искажения по сравнению с двигателями с воздушным охлаждением.
(b) Потребляемая мощность насоса охлаждающей жидкости и вентилятора вместе в двигателях с жидкостным охлаждением меньше, чем у вентилятора в двигателях с воздушным охлаждением.
(c) Цилиндры двигателя с жидкостным охлаждением расположены намного ближе, обеспечивая очень жесткий и компактный блок в отличие от двигателя с воздушным охлаждением.
(d) Охлаждающая жидкость и рубашки глушат механический шум двигателя.
(e) Агрегаты с жидкостным охлаждением работают в тяжелых условиях более надежно, чем двигатели с воздушным охлаждением.
(f) Горячая охлаждающая жидкость может легко циркулировать для обогрева салона автомобиля.
Недостатки.
(a) Из соединений жидкого хладагента может возникнуть утечка.
(b) Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить замерзания охлаждающей жидкости.
(c) Агрегатам с жидкостным охлаждением требуется больше времени для прогрева, чем двигателям с воздушным охлаждением.
(d) Температура кипения жидкого хладагента ограничивает максимальную рабочую температуру, тогда как двигатели с воздушным охлаждением могут работать при несколько более высоких температурах.
(c) Образование накипи происходит в каналах охлаждающей жидкости, а шланги и трубки радиатора со временем изнашиваются.
После прогрева двигателя между двигателем и радиатором возникают потоки естественной конвекции из-за изменения плотности, и образуется замкнутая циркуляционная петля, известная как термосифонная система охлаждения (подробности см. В разделе 12.5). Однако на практике эта система охлаждения имеет несколько ограничений, некоторые из которых представлены ниже.
(a) При определенных условиях эксплуатации (например, тяга под нагрузкой на низкой скорости транспортного средства), если не используется очень большой радиатор с очень большими проходами для охлаждающей жидкости двигателя, скорость циркуляции охлаждающей жидкости, вызванная конвекционным током, не может соответствовать скорости передача тепла от стенок цилиндра к охлаждающей жидкости.
(b) Для удовлетворительной теплопередачи необходимо, чтобы расширительный бачок радиатора располагался на более высоком уровне, чем головка блока цилиндров. Это непрактично с современными стилями тела.
(c) Если контроль циркуляции охлаждающей жидкости не предусмотрен, двигатель имеет тенденцию к переохлаждению и редко достигает оптимальной рабочей температуры даже после продолжительной работы.
(d) Поскольку в системе охлаждения используется большое количество охлаждающей жидкости, период прогрева двигателя увеличивается.
(e) Большой напорный бак, используемый для компенсации низкой скорости циркуляции охлаждающей жидкости, имеет тенденцию к перегреву, вызывая потерю охлаждающей жидкости из-за испарения.
Для увеличения скорости циркуляции охлаждающей жидкости, чтобы можно было улучшить отвод тепла за определенное время, в базовой термосифонной системе помогает установка центробежного насоса в нижнем возвратном шланге охлаждающей жидкости двигателя. Эта модифицированная система называется системой с принудительной циркуляцией (принудительно-конвекционно-проточной). Из-за увеличенного расхода радиатор работает более эффективно, поэтому его размер можно уменьшить. Также не требуется устанавливать радиатор выше головки блока цилиндров двигателя.
В системе с принудительной циркуляцией охлаждающая жидкость может течь вверх, а также по всем охлаждаемым каналам в блоке цилиндров. Это позволяет равномерно распределять охлажденную жидкость между рядными цилиндрами, избегая перегрева критических зон в двигателе.
Двигатель работает более эффективно, если оснащен системой охлаждения с помпой, при условии, что не происходит переохлаждения системы. Кроме того, большой объем жидкости, циркулирующей вокруг двигателя, не должен препятствовать быстрому достижению двигателем и головкой своих рабочих температур.Включение клапана термостата последовательно с верхним шлангом в значительной степени решило эти проблемы. Чтобы избежать чрезмерного повышения давления в каналах охлаждающей жидкости двигателя, около одной десятой жидкости циркулирует напрямую между корпусом термостата и впускной стороной насоса с использованием байпасной трубы. Это также предотвращает локальное вскипание захваченной охлаждающей жидкости из-за отсутствия циркуляции.

Как работает жидкостное охлаждение — EKWB

Водяной блок

Водоблоки используются для передачи тепла от источника жидкости, протекающей через водоблок.Микро-ребра, увеличивающие поверхность охлаждения, и дизайн каналов делают водоблок важной частью контура, который позволит вам добиться максимального разгона!

Резервуар

Резервуар предназначен для хранения дополнительной воды в контуре, чтобы пузырьки воздуха могли медленно заменяться водой по мере ее циркуляции. Он также служит точкой заливки жидкого хладагента. Резервуары могут быть автономными или представлять собой комбинированный насос / резервуар.

Насос

Насос — это сердце каждого контура жидкостного охлаждения.Насосы обеспечивают циркуляцию теплоносителя в контуре, проталкивая жидкость через другие компоненты. Автономный насос обычно состоит из двигателя насоса и верхней части насоса с впускным и выпускным отверстиями.

Радиаторы и вентиляторы

Основная функция радиатора — охлаждение жидкости, протекающей внутри контура. Когда жидкость течет по медной трубке, ребра радиатора поглощают тепло воды, а затем ребра охлаждаются вентиляторами, прикрепленными к радиатору. Вентиляторы также являются очень важной частью, потому что они должны обеспечивать высокое статическое давление и в то же время оставаться тихими!

Фитинги

Фитинги используются для соединения трубок или трубок с другими различными компонентами в контуре жидкостного охлаждения.Существует множество размеров и форм, а также различие между фитингами для мягких и жестких труб. Вам всегда понадобится по два штуцера для каждого компонента.

Трубки

Трубки соединяют все компоненты петли, и перед покупкой убедитесь, что размер (внутренний диаметр и внешний диаметр) трубки соответствует размеру ваших фитингов и наоборот. Каждая трубка помечена двумя числами, где меньшее число представляет внутренний диаметр или ID, а большее число представляет внешний диаметр или OD.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *