ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Двс система охлаждение


давление в системе, принцип работы, устройство и схема

1389 Просмотров

Ни для кого не секрет, что ДВС серьезно нагревается в ходе работы. Поэтому он постоянно охлаждается. На сегодняшний день существуют жидкостные и воздушные системы, которые помогают охладить ДВС. Каждая из этих систем устроена по-своему принципу и обладает своими положительными и отрицательными моментами.

Охлаждение с использованием жидкости

Наибольшую распространенность получил именно этот способ. Произошло это потому, что во время охлаждения ДВС автомобиля создаются более благоприятные условия для работы ДВС. Помимо этого, автомобиль, оснащенный именно жидкостной системой, может быть оснащен ДВС с заменяемыми деталями из более дешевых материалов. Такое охлаждение работает значительно тише, чем другое. Снижение громкости работы происходит за счет того, что во всей системе предусмотрены двойные стенки, а также слой жидкости.

Охлаждающая жидкость

Охлаждающая жидкость

Жидкостное охлаждение закрытого типа оснащается специальным устройством под названием расширительный бачок, в котором установлен датчик уровня. Ни для кого не секрет что вода при кипении испаряется, а охлаждающие жидкости увеличиваются в объеме. Исходя из этого, и был придуман расширительный бачок. Собственно, в самом устройстве ничего особенного нет, это обычная тара для отвода излишек жидкости, которые образуются в процессе работы.

Особенность бачка заключается в крышке, которой он закрывается для герметичности. Дело в том, что в этой крышке установлен специальный клапан, который регулирует давление в системе охлаждения двигателя.

Он предусмотрен для того, чтобы при нагревании выделенный объем не самостоятельно искал выход из герметичной системы, а вышел через автоматически открывающийся клапан. Этот клапан срабатывает во время охлаждения мотора. Давление во время остывания мотора понижается, и для того, чтобы его нормализовать, этот клапан открывается и возвращает воздух в магистраль. Встречаются бачки, на которых две крышки, одна отвечает за всасывания воздуха, а вторая за отдачу лишнего воздуха.

В состав жидкостного вида входит не только расширительный бачок, но и датчик. Такие устройства как: термостат, соединительные патрубки из металла и пластика, датчики, радиатор, насос и рубашка; также входят в ее состав. Рубашкой охлаждения называют каналы, которые расположены в блоке цилиндров и в его головке.

Принцип снижения температуры этой системы построен на том, что жидкость течет по всем каналам в принудительном порядке с помощью главного насоса. За счет того, что жидкость постоянно в движении, двигатель автомобиля снижает температуру равномерно, за этим следят датчики. Это является существенным достоинством системы охлаждения двигателя этого вида, поэтому на современные автомобили устанавливаются именно такие устройства. Прогретая жидкость попадает в радиатор, где снижает температуру за счет воздуха, который попадает в радиатор во время движения. Когда автомобиль стоит на месте, охлаждение жидкости в радиаторе происходит за счет работы вентилятора, который активируется по сигналу датчика температуры.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания данного вида имеет ряд достоинств, главным из которых является равномерное снижение температуры всего двигателя автомобиля. Также система снижает громкость работы двигателя за счет толщины стенок блока и наличие жидкости. То, что жидкость постоянно подвергается циркуляции, не дает быстро остыть двигателю в зимнее время. Нагретая жидкость обогревает салон автомобиля, а также подогревает топливо для первого запуска автомобиля (если установлен автономный подогреватель).

Помимо всего, этот принцип работы системы по охлаждению двигателя обладает недостатками, главным из которых является герметичность. Недостаток заключается в том, что она работает только под давлением, что должно обеспечивать герметичность. Герметичность требуется постоянно поддерживать в должном состоянии, но это осложняется тем, что на резиновые патрубки постоянно наложены температурные нагрузки. Дело в том, что все детали постоянно нагреваются, в том числе и датчик, после чего остывают, а резина в это время подвергается температурным нагрузкам, что дает течи, и герметичность нарушается. Кроме всего этого, почти все элементы отвечают за температуру жидкости, и, если хоть один из датчиков приходит в негодность, вся система подвергается перегреву.

Более подробную схему работы можно рассмотреть, найдя ее по соответствующему запросу. После того, как она будет рассмотрена, будет проще понять весь принцип работы.

Воздушное

Существуют еще воздушные системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, которое тоже имеет датчик. Данная система, правда, утратила свою популярность уже давно. Такой вид был востребован в шестидесятых годах прошлого столетия.

Самые известные автомобили с воздушным охлаждением считаются Порше. На автомобили этой марки, благодаря мыслям Фердинанда Порше, устанавливались самые мощные двигатели того времени с воздушным охлаждением и датчиком температуры.

Долгое время с воздушной системой охлаждения производился автомобиль Porsche 911. В СССР тоже производили автомобили с таким принципом снижения температуры двигателя. Запорожский автомобильный завод за все время существования СССР производил автомобили с таким видом снижения температуры.

Охлаждение двигателя

Охлаждение двигателя

Сегодня такой вид не популярен за счет того, что сегодня все больше автомобилей оснащены двигателем спереди. Такой двигатель устанавливается поперечно, что позволяет установить радиатор. При этом расположении трудно правильно настроить воздушное охлаждение и проще установить радиатор воздушного охлаждения.

Принцип работы устроен на том, что главный вентилятор подает в систему нужное количество воздуха, которым охлаждается двигатель. По причине того, что блок цилиндров и голова нагреваются больше чем остальные узлы и механизмы, на них направлена основная часть охлажденного воздуха. Циркуляция воздуха в этой системе регулируется термостатом и специальными заслонками в автоматическом режиме.

На просторах Интернета можно подробно рассмотреть схему и более детально понять весь принцип работы такого охлаждения. На схемах в Интернете показаны и подписаны все устройства, которые входят в состав всей магистрали охлаждения.

Несмотря на то, что система утратила свою популярность, она имеет ряд преимуществ. Главным из них считается простота конструкции, также снижена масса двигателя автомобиля, и упрощен запуск холодного двигателя. Недостатки здесь тоже есть.

Главным минусом является громкость и увеличение объема двигателя. Такой вид охлаждения имеет много требований к эксплуатации автомобиля. Требования предъявляются к топливу, оно должно быть хорошего качество, иначе перегрева не избежать. Все смазочные материалы и запасные части также должны быть качественными, дело в том, что такой вид снижения температуры работает в экстремальном режиме постоянно. Помимо всего этого нужно следить за чистотой в моторном отсеке, даже небольшой слой грязи на двигателе автомобиля приведет к перегреву.

Радиатор двигателя

Радиатор двигателя

Смешанная

Существует еще один вид, комбинированный комплекс устройств, который помогает снизить температуру нагретых элементов. Принцип этого комплекса основан на том, что в нем совмещены все достоинства обоих видов. Комбинированное охлаждение устанавливается чаще всего на более мощные двигатели, которые подвергаются более высоким температурам.

Подводим итоги

Каждая система имеет ряд достоинств и недостатков. В зависимости от вида автомобиля на него установлены определенные системы охлаждения двигателя, имеющие разные конструкции и датчики. Каждая имеет свой принцип работы, который отличен от принципа работы другой системы. Для того, чтобы не допустить превышения температуры автомобиля, нужно следить за всеми агрегатами и вовремя и правильно ухаживать за ней.

Какую систему устанавливать на автомобиль решает только производитель и не следует ее менять самостоятельно. Установленный заводом агрегат для снижения температуры двигателя имеет назначение специально для этого, если что-то работает не так, то следует проверить все устройства на работоспособность.

portalmashin.ru

Система охлаждения

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания обеспечивает подвод охлаждающей жидкости или воздуха к нагретым деталям и отвод в атмосферу излишков тепла.

Как вредит работе двигателя нарушение температурного режима

В момент сгорания рабочей смеси температура в цилиндре поднимается до 2000 °C и даже выше. При этом, оптимальная температура блока цилиндров, при которой все механические детали работают без лишнего напряжения, колеблется в пределах от 80 до 90°. Сильный нагрев может привести к нарушению рабочих зазоров между сопряженными деталями, а это означает, что им грозит усиленный износ, заклинивание и поломка. Даже если до этого не дойдет, перегрев приводит к снижению мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, отводя от них тепло в атмосферу.

На высокогорном перевале Зустен в Швейцарских Альпах сохраняется превращенная в музей станция замены воды в радиаторах автомобилей. В 30-е годы в верхней точке перевала "кипели" почти все автомобили

Чрезмерное снижение температуры также негативно сказывается на работе двигателя. Перемешанное с воздухом топливо, попадая на холодные стенки цилиндра, частично конденсируется и стекает в картер двигателя и смешивается с моторным маслом. От этого масло теряет свойства, что приводит к повышенному износу деталей.

Очень опасное явление — кипение двигателя. При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Дело в физических свойствах жидкости - при переходе в парообразное состояние происходит резкое расширение. Последствия всегда плачевны - как правило, первыми не выдерживают резиновые соединительные патрубки радиатора. В системе жидкостного охлаждения применяется антифриз с температурой кипения около 120°C. Для предотвращения разгерметизации и отвода избытков жидкости в систему введен расширительный бачок.

Системы охлаждения разных конструкций

О необходимости охлаждения двигателей инженерам стало известно задолго до появления автомобилей. Однако после того как двигатели попали в руки непрофессионалов — то есть автолюбителей, желающих просто передвигаться, не следя за температурой под капотом, проблема приобрела настоящую актуальность.  

В ходе эволюции автомобилей было испробовано множество различных конструкций этой системы, однако все они так или иначе относятся к трем основным типам.

Воздушное охлаждение

Этот тип строится на принципе обдува блока цилиндров воздухом, отводящим тепло от двигателя. Воздушное охлаждение - самая простая система: чем сильнее обдув, тем ниже температура. Недостаток заключается в низкой теплоёмкости воздуха.

Porsche 911 с двигателем воздушного охлаждения выпускался с 1964 до 1998 года

Это значит, что для отвода большого количества тепла от двигателя необходима значительная площадь контакта. Иными словами, создавать компактные и мощные силовые установки с воздушным охлаждением сложно.

Однако там, где мощность не требуется, воздушное охлаждение успешно справляется со своей работой. 

Жидкостная система охлаждения

Жидкостная система построена на принципе отвода тепла циркулирующей в непосредственной близости от цилиндров охлаждающей жидкостью. Система жидкостного охлаждения, даже при условии принудительной циркуляции, не может охлаждать мощные двигатели, так как для отвода большого количества тепла необходим значительный объем жидкости. Это условие практически невозможно реализовать в легковом автомобиле, поэтому двигатели, оснащённые этой системой охлаждения, используются, в основном, на судах, то есть там, где есть возможность организовать постоянный приток холодной воды.

Гибридная система охлаждения

Гибридный тип на данный момент стал вершиной постройки систем охлаждения. Его преимущество заключается в том, что гибридная система сочетает в себе достоинства как жидкостного, так и воздушного охлаждения. Блок цилиндров охлаждается циркулирующей жидкостью, а жидкость, в свою очередь, охлаждается потоком воздуха. Состоит система из рубашки охлаждения блока цилиндров, радиатора, одного или нескольких вентиляторов, водяного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Эта конструкция используется на всех современных автомобилях, за редким исключением.

Схема системы охлаждения двигателя

Схема системы охлаждения двигателя выглядит следующим образом:

Жидкостное охлаждение

Конструкция системы жидкостного (гибридного) охлаждения 

 Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая тепло, а затем охлаждается в радиаторе. Система организована так, что в ней существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона также входит в малый круг с целью быстрого прогрева салона).

Двигатель водяного охлаждения Volkswagen Type E был снят с производства лишь в 2006 году. Последние годы его устанавливали в аэропланы малой авиации

Сразу после запуска непрогретая жидкость циркулирует по малому кругу. Функцию запорного клапана, не пускающего жидкость в большой круг осуществляет термостат. Как только жидкость прогревается до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор, где ее охлаждает набегающий поток воздуха (а в случае стоянки с работающим двигателем жидкость принудительно охлаждается вентилятором). Чем выше становится температура, тем сильнее открывается термостат, и тем чаще включается вентилятор. Так в системе поддерживается постоянная оптимальная температура в пределах 85-90 °C. Емкость и другие параметры системы просчитываются для каждой модели автомобиля с большим запасом, чтобы не допустить перегрева даже при длительной работе с максимальной нагрузкой (например, при длительном движении в гору).

Насос системы охлаждения

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Вентилятор охлаждения двигателя

Примеры автомобилей с воздушным охлаждением

В советские времена выпуском компактных автомобилей с воздушным охлаждением занимался Запорожский автомобильный завод. Так как предполагалось, что советские автолюбители будут обслуживать автомобиль самостоятельно, использование такой системы оценивалось положительно и виделось весьма практичным, особенно, в суровых зимних условиях. Кроме того, малая масса силового агрегата, его простота и разборная конструкция (съёмные цилиндры) позволяла отремонтировать автомобиль практически «в чистом поле». Однако такая конструкция обусловила возникновение проблемы перегрева в жаркую погоду, которая особенно усугублялась в процессе износа двигателя, когда его оребрение покрывалось слоем масла и прилипшей к нему пыли. Следует отметить, что на автомобилях повышенной проходимости того же Запорожского завода, ЛуАЗ-969, где тот же двигатель работал с большей нагрузкой, но лучше обдувался набегающим потоком воздуха за счет расположения в передней части кузова, его перегрев наблюдался редко.

Кроме смешного «горбатого» ЗАЗ-968, на протяжении нескольких десятилетий, вплоть до 1997 года, мотор с воздушным охлаждением имел и совсем не смешной Porsche 911. Однако потребители требовали все более скоростных моделей, а значит, мощных и больших моторов, и «Porsche 911», начиная с «996-й» серии, стали машинами с жидкостным охлаждением.

blamper.ru

Диагностирование системы охлаждения двигателя: основные приемы и рекомендации

Диагностика системы охлаждения двигателя автомобиля

Система охлаждения двигателя предназначена для того, чтобы силовой агрегат работал в строго определенном температурном диапазоне. Другими словами, не допускается как перегрев, так и слишком интенсивное охлаждение мотора, которое не позволяет ДВС выйти на рабочую температуру.

Далее мы поговорим о том, как проводится диагностика системы охлаждения двигателя, а также чему следует уделить внимание, если двигатель не выходит на рабочую температуру (остается холодным) или перегревается, возникли утечки охлаждающей жидкости (ОЖ) и т.д.

Читайте в этой статье

Диагностика системы охлаждения двигателя

Проверка системы охлаждения мотора

Не трудно догадаться, что основной задачей охлаждающей системы становится сначала обеспечение скорейшего выхода на рабочие температуры, после чего реализуется дальнейшее поддержание этой температуры и эффективный отвод избытков тепла в  атмосферу.

При этом не допускается, чтобы мотор оставался слишком холодным, так как непрогретый до рабочих температур двигатель под нагрузками изнашивается быстрее, а сильно перегретый ДВС может заклинить.

Становится понятно, что поддержание строго определенной рабочей температуры двигателя необходимо для того, чтобы зазоры между деталями после нагрева были оптимальными, горючее в цилиндрах сгорало полноценно, снижалась токсичность выхлопных газов и т.д. Температура охлаждающей жидкости в норме должна быть в диапазоне около 85-90 ºС.

Система охлаждения  на современных автомобилях является решением комбинированного типа, то есть двигатель охлаждается как за счет жидкостного, так и за счет воздушного охлаждения. С учетом того, что данная система включает в себя целый ряд составных элементов, а также в замкнутом контуре циркулирует специальная охлаждающая жидкость (тосол или антифриз), в процессе эксплуатации ТС нередко возникают неисправности.

На практике в рамках диагностики необходимо проверять всю систему, а не только отдельные элементы на предмет различных дефектов или износа. Еще важно учитывать, что современные авто зачастую имеют весьма ограниченное пространство под капотом.

Это значит, что шланги системы охлаждения могут иметь изгибы, несколько мест соединений, отличаются по размерам и форме. Хотя срок службы шлангов достаточно большой, со временем изнашиваются даже изделия высокого качества.

Важно помнить, недолив антифриза приводит к тому, что двигатель может начать перегреваться, в то время как высокий уровень нередко становится причиной выдавливания ОЖ через крышку расширительного бачка.

Также помутнение ОЖ, наличие примесей и т.д. обычно указывает на то, что антифриз или тосол нужно менять. Как правило, охлаждающие жидкости рассчитаны на 2-3 года службы, затем происходит потеря полезных свойств.

  1. расширительного бачка;
  2. резиновых шлангов;
  3. патрубков или помпы;
  4. термостата;
  5. радиатора;

Бачок имеет свойство растрескиваться, в негодность часто приходит его крышка. Также течи в местах соединения возникают в том случае, если ослабевают стяжные хомуты. Радиатор охлаждения также может быть поврежден механическим путем, в нем возникают трещины и т.д. Часто ОЖ подтекает из-под корпуса термостата, течи можно обнаружить и в области установки водяного насоса системы охлаждения.

В любом случае, на заглушенном ДВС герметичность системы охлаждения определяют путем подачи воздуха в систему. Также вместо крышки радиатора ставится приспособление, через  которое воздух нагнетается до 100 кПа. Снижение давления укажет на разгерметизацию.

После обнаружения места утечки (в зависимости от  проблемного элемента) меняются соответствующие патрубки, ремонтируется радиатор, заменяется помпа, расширительный бачок или его крышка, термостат или корпус термостата и т.д.

Обычно такие проблемы связаны с термостатом. Его быструю проверку можно выполнить прямо на машине без снятия. Сначала холодный ДВС запускают, затем следует дать мотору поработать на ХХ. Если термостат в норме, нижний бачок радиатора также начнет нагреваться по мере прогрева силовой установки. Это говорит о том, что при нагреве охлаждающей жидкости до 80–85 ºС термостат срабатывает.

Однако не следует забывать, что термостат может работать, но со сбоями. Речь идет о подклинивании устройства. Например, после прогрева ОЖ до заданной температуры термостат открывается, чтобы пропустить жидкость из малого круга в большой. При этом открытие происходит не полностью. В результате патрубки большого круга нагреваются, однако двигатель все равно склонен к перегреву, так как ОЖ не может циркулировать по большому кругу в полном объеме.

Проблемы возникают и в том случае, если термостат не закрывается при остывании ОЖ. Это проявляется долгим прогревом ДВС, двигатель прогревается, но только частично или же мотор все время остается холодным. Данные признаки говорят о том, что термостат все время открыт, охлаждающая жидкость постоянно циркулирует по большому кругу через радиатор.

Как в первом, так и во втором случае термостат нужно или сразу менять, или же помещать устройство в горячую жидкость, после чего замерять температуру его открытия и определять работоспособность элемента.

Кстати, если термостат все же оказывается исправным, тогда проблема перегрева или недогрева мотора может крыться в неполадках вентилятора системы охлаждения или датчика температуры (вентилятор радиатора может как не включаться, так и работать постоянно, срабатывание может происходить несвоевременно и т.д.).

  1. Быстрое повышение температуры холодного двигателя после запуска;
  2. Появление посторонних шумов во время работы ДВС в области помпы;
  3. Заметное осевое и радиальное биение вала помпы при проворачивании;
  4. Появление течи через сальник водяного насоса.

Как правило, шумная работа помпы говорит о том, что подшипник водяного насоса пришел в негодность. Быстрый нагрев мотора является признаком того, что если других причин не обнаружено, помпа может не работать (нет циркуляции ОЖ). Нарушения работы могут быть связаны как с приводом помпы, так и с разрушением ее крыльчатки.

Течи в области установки водяного насоса укажут на то, что уплотнитель или сальник вышел из строя. Так или иначе, специалисты рекомендуют регулярно проверять состояние привода водяного насоса. Также лучше сразу менять помпу на новую в том случае, если с водяным насосом системы охлаждения возникли какие-либо проблемы.

Читайте также

Полезные советы

Обратите внимание, не всегда снижение уровня антифриза или тосола указывает на проблемы именно с системой охлаждения. Охлаждающая жидкость может уходить прямо в цилиндры в том случае, если имеется повреждение прокладки ГБЦ, в головке или в блоке возникли трещины и т.д.

В подобной ситуации двигатель часто дымит белым дымом, так как ОЖ в виде пара выходит через выпуск. В этом случае головку или блок необходимо снимать, в рамках диагностики производится опрессовка головки блока. Затем принимается решение о ремонте ГБЦ или замене элемента. Также антифриз или тосол может течь в том случае, если проблемы возникли с заглушками блока двигателя. Течи через заглушки укажут на необходимость замены заглушек двигателя.

Плотность ОЖ измеряется ареометром, при необходимости концентрацию антифриза следует повысить путем доливки концентрата. При этом смешивать антифризы и тосолы разных марок настоятельно не рекомендуется.

Также важно помнить, что концентрат ОЖ является сильнейшим ядом! Не допускайте попадания вещества на кожу, в глаза, не принимайте внутрь!

В результате разрушается крыльчатка помпы, радиатор «разъедает» изнутри, ржавеют каналы в БЦ и ГБЦ. Также продукты распада ОЖ в совокупности с общим загрязнением могут закупорить каналы системы, нарушить работу термостата и т.д. По этой причине работа системы охлаждения ухудшается, значительно сокращается ресурс ее составных элементов. В отдельных случаях коррозия разрушает каналы рубашки охлаждения двигателя, тосол или антифриз попадает в цилиндры или в систему смазки.

Чтобы не допустить возможных последствий и избежать целого ряда проблем, охлаждающую жидкость нужно менять один раз в 2 года. Особенно это справедливо, если речь идет о ТОСОЛе. Замену желательно производить с промывкой системы охлаждения. Также сегодня существуют антифризы нового поколения типа G12+, которые рассчитаны на 3-4 года службы.

Напоследок отметим,  что шланги  при размещении в подкапотном пространстве следует обязательно проверять на отсутствие перегиба. Прежде всего, например, после замены патрубков, следует убедиться, что шланг не перегибается. Также важно, чтобы шланг не касался горячих поверхностей, не задевал за движущиеся элементы или острые кромки.

Перегибы ухудшают циркуляцию ОЖ, что под нагрузкой может стать причиной перегревов. Что касается механический повреждений, движущиеся детали могут перетереть шланг, острые края вызывают порезы, контакт с нагретыми поверхностями становится причиной ускоренного растрескивания патрубков. Результат — утечка охлаждающей жидкости, которая может стать причиной перегрева ДВС.

Читайте также

krutimotor.ru

Устройство системы охлаждения двигателя, принцип работы и ее конструктивные элементы

Система охлаждения двигателей

Назначение и характеристика

Системой охлаждения называется совокупность устройств, осуществляющих принудительный регулируемый отвод и передачу теплоты от деталей двигателя в окружающую среду.

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального температурного режима, обеспечивающего получение максимальной мощности, высокой экономичности и длительного срока службы двигателя.

При сгорании рабочей смеси температура в цилиндрах двигателя повышается до 2500 °С и в среднем при работе двигателя составляет 800...900°С. Поэтому детали двигателя сильно нагреваются, и если их не охлаждать, то будут снижаться мощность двигателя, его экономичность, увеличиваться изнашивание деталей и может произойти поломка двигателя.

При чрезмерном охлаждении двигатель также теряет мощность, ухудшается его экономичность и возрастает изнашивание.

Для принудительного и регулируемого отвода теплоты в двигателях автомобилей применяют два типа системы охлаждения (рисунок 1). Тип системы охлаждения определяется теплоносителем (рабочим веществом), используемым для охлаждения двигателя.

Классификация систем охлаждения

Рисунок 1 – Типы систем охлаждения

Применение в двигателях различных систем охлаждения зависит от типа и назначения двигателя, его мощности и класса автомобиля.

Жидкостная система охлаждения

В жидкостной системе охлаждения используются специальные охлаждающие жидкости -- антифризы различных марок, имеющие температуру загустевания - 40 °С и ниже. Антифризы содержат антикоррозионные и антивспенивающие присадки, исключающие образование накипи. Они очень ядовиты и требуют осторожного обращения. По сравнению с водой антифризы имеют меньшую теплоемкость и поэтому отводят теплоту от стенок цилиндров двигателя менее интенсивно.

Так, при охлаждении антифризом температура стенок цилиндров на 15...20°С выше, чем при охлаждении водой. Это ускоряет прогрев двигателя и уменьшает изнашивание цилиндров, но в летнее время может привести к перегреву двигателя.

Оптимальным температурным режимом двигателя при жидкостной системе охлаждения считается такой, при котором температура охлаждающей жидкости в двигателе составляет 80 ...100 °С на всех режимах работы двигателя.

Это возможно при условии, что с охлаждающей жидкостью уносится в окружающую среду 25...35 % теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя. При этом в бензиновых двигателях величина отводимой теплоты больше, чем в дизелях.

На рисунке 2 приведена диаграмма распределения теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателей автомобилей при жидкостной системе охлаждения.

Диаграмма распределения теплоты

Рисунок 2 – Диаграмма распределения теплоты

Из диаграммы следует, что в механическую работу преобразуется 20...35% теплоты, уносится с отработавшими газами 35...40%, теряется на трение 5 % и уносится с охлаждающей жидкостью 25...35 % теплоты.

По сравнению с воздушной жидкостная система охлаждения более эффективная, менее шумная, обеспечивает меньшую среднюю температуру деталей двигателя, улучшение наполнения цилиндров горючей смесью и более легкий пуск двигателя при низких температурах, а также использование жидкости для подогрева горючей смеси и отопления салона кузова автомобиля. Однако в системе возможно подтекание охлаждающей жидкости и имеется вероятность переохлаждения двигателя в зимнее время.

В двигателях автомобилей жидкостная система охлаждения получила наиболее широкое распространение.

Воздушная система охлаждения

В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Для более интенсивного отвода теплоты от цилиндров и головок цилиндров они выполнены с оребрением. Вентилятор у V-образного двигателя установлен в развале между цилиндрами и приводится клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Двигатель сверху, с передней и задней сторон закрыт кожухами, направляющими потоки воздуха к наиболее нагреваемым частям двигателя. Вентилятор отсасывает воздух из внутреннего пространства, ограниченного развалом цилиндров. Поток воздуха, входящий снаружи в пространство между развалом цилиндров, проходит между ребрами цилиндров и головок и охлаждает их. На режиме максимальной мощности вентилятор потребляет 8 % мощности, развиваемой двигателем.

Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.

В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных - обычно в развале между цилиндрами. В зависимости от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.

Оптимальным температурным режимом двигателя с воздушным охлаждением считается такой, при котором температура масла в смазочной системе двигателя составляет 70... 110°С на всех режимах работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.

Воздушная система охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов.

Воздушная система охлаждения имеет ограниченное применение в двигателях.

Конструкция и работа жидкостной системы охлаждения

В двигателях автомобилей применяется закрытая (герметичная) жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Внутренняя полость закрытой системы охлаждения не имеет постоянной связи с окружающей средой, а связь осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении или вакууме), находящиеся в пробках радиатора или расширительного бачка системы. Охлаждающая жидкость в такой системе закипает при 110... 120 °С. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается жидкостным насосом.

Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения головки и блока цилиндров, радиатора, насоса, термостата, вентилятора, расширительного бачка, соединительных трубопроводов и сливных краников. Кроме того, в систему охлаждения входит отопитель салона кузова автомобиля.

Работа системы

Система охлаждения двигателя - схема

Рисунок 3 - Система охлаждения двигателя

1, 2, 3, 5, 15, 18 - шланги; 4 - патрубок; 6 - бачок; 7, 9 - пробки; 8 - рубашка охлаждения; 10 - радиатор; 11 - кожух; 12 - вентилятор; 13, 14 - шкивы; 16 - ремень; 17- насос; 19 – термостат

При непрогретом двигателе основной клапан термостата 19 (рисунок 3) закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор 10. В это

carspec.info

Система охлаждения двигателя

Современный автолюбитель, все больше интересуется устройством автомобиля. В изучении автомобильного устройства, сложно обойти стороной такую важную часть, как поддержание температурного режима в движке авто. СО (Система охлаждающая движок), важнейшая составляющая любой машины. От правильности ее функционирования, зависим износ и продуктивность движка машины. Исправная СО, существенно снижает нагрузку на рабочие элементы двигателя. Для поддержания корректного функционирования системы, необходимо хорошо понимать ее составляющие. Изучив полезные материалы, вы сможете обслуживать СО со знанием дела.

В ходе эксплуатации автомобиля, рабочие части движка способны набирать высокую температуру. Во избежание перегрева рабочих частей, авто оснащается системой охлаждения. Система охлаждения автомобиля, существенно снижает температуру рабочих частей двигателя. Поддержание оптимального температурного режима, происходит благодаря рабочей жидкости. Рабочая смесь, циркулирует по специальным проводникам, предотвращая перегрев. Система, на всех автомобилях, выполняет ряд дополнительных функций.

Функции охладительной системы.

На сегодняшний день, существует несколько видов систем охлаждения. Системы, разделяют в частности от способа понижения температуры рабочих частей.

Виды охлаждающих систем.

Наиболее популярной в машиностроении, стала система охлаждения двигателя использующая ОЖ. Рассматриваемая система охлаждения, стала наиболее действенной и практичной к эксплуатации. Система охлаждения, равномерно осуществляет понижение температуры рабочих частей двигателя. Рассмотрим устройство и способ функционирования системы, используя наиболее популярный пример.

Вне зависимости от особенностей двигателя, конструкция и функционирование охладительной системы, отличаются не сильно. Таким образом, двигатели с различным видом топлива, обладают практически идентичной системой поддержания температурного режима. Система охлаждения, включает в себя составные части, обеспечивающие ее функционирование. Каждая составляющая, является крайне важна для полноценной работы. При нарушении работы одной составляющей, нарушается корректная оптимизация температурного режима.

Составные элементы систем охлаждения.

Для функционирования рабочей смеси, в системе существуют специальные проводники. Контроль работы системы, осуществляется благодаря центральной системы управления.

Теплообменник, осуществляет понижение температуры жидкости, потоком холодного воздуха. Для изменения тепловой отдачи, теплообменник оснащается определенным механизмом, представляющим небольшую трубку.

Вместе с штатным передатчиком, некоторые производители, оснащают систему теплообменником масла и переработанных газов. Теплообменник масла, осуществляет понижение температуры жидкости, смазывающей рабочие составляющие. Второй, необходим для понижения температуры выхлопной смеси. Регулятор циркуляции выхлопа — снижает температуру выработки совокупности топлива и воздуха. Тем самым, снижается количество получаемого азота, в процессе функционирования двигателя. За правильную работу рассматриваемого устройства, отвечает специальный компрессор. Компрессор, приводит в движение рабочую смесь, перемещая ее по системе. Устройство, является встроенным в ОС.

Теплообменник, отвечает за противоположное действие. Устройство производит увеличение температуры, функционирующего по системе, потока воздуха. Для обеспечения максимальной продуктивности, механизм находиться на выходной части ОЖ из двигателя автомобиля.

Расширительный бочок, предназначен для заполнения системы рабочей смесью. Благодаря данному, в проводники поступает свежая ОЖ, восстанавливающая объем отработанной. Тем самым, уровень смеси, всегда остается необходимым.

Движение ОЖ, происходит благодаря центральному насосу. В зависимости от производителя, насос приводиться в действие различными методами. Большинство насосов, имеют привод в виде ремня или шестеренки. Некоторые производители, оснащают ОС еще одним насосом. Дополнительный насос, необходим при оснащении механизма компрессором, для охлаждения воздушного потока. Блок управления двигателя, отвечает за функционирование всех насосов системы.

Для создания оптимальной температуры жидкости, предусмотрен термостат. Данное устройство выявляет объем жидкости (движущейся через радиатор), который необходимо охладить. Тем самым, создаются необходимый температурный режим, для корректной работы двигателя. Устройство находиться между радиатором и проводника смеси.

Двигатели с большим объемом, оснащаются электрическими термостатами. Данный вид устройств, осуществляют изменение температуры жидкости в несколько этапов. Устройство имеет несколько режимов работы: свободный, замкнутый и промежуточный. Когда, нагрузка на двигатель становиться предельной, благодаря электрическому приводу, термостат приводиться в свободный режим. В данном случае, температура снижается до необходимого уровня. В частности от давления на двигатель, термостат работает в режиме поддержания оптимальной температуры.

Вентилятор, отвечает за улучшение продуктивности регулирования температуры жидкости. В зависимости от модели ОС и производителя, привод вентилятора различается.

Виды привода вентилятора:

Благодаря возможности регулировки и множеству режимов работы, наиболее популярным стал — электрический привод.

Важными составляющими совокупности являются датчики. Датчик уровня и температуры охладительной жидкости, позволяют следить за необходимыми параметрами и своевременно их восстанавливать. Так же, в устройстве располагаются центральный блок управления и элементы регулировки.

Датчик температуры ОЖ, определяет показатель рабочей жидкости и переводит его в цифровой формат, для передачи устройству. На выходе радиатора, устанавливается отдельный датчик, для расширения функциональности охладительной системы.

Электрический блок, принимает показатели от датчика и передает его специальным устройствам. Блок, так же изменяет показатели для воздействия, определяя необходимое направление. Для этого, в блоке существует специальная программная установка.

Для осуществления действий и регулировки температуры охлаждающей жидкости, механизм оснащается рядом специальных устройств.

Исполнительные системы ОС.

Принципы функционирования охлаждающей системы.

Контроль за работой охладительной совокупности, осуществляет центральный блок управления двигателя. Большинство автомобилей оборудованы системой, в основе которой лежит определенный алгоритм. Необходимые условия работы и период определенных процессов, определяются с использованием соответствующих показателей. Оптимизация происходит, исходя из показателей датчиков (температура и уровень ОЖ, температура смазывающей жидкости). Тем самым, задаются оптимальные процессы для поддержания температурного режима в движке автомобиля.

Центральный насос, отвечает за постоянное движение охлаждающей жидкости по проводникам. Под давление, жидкость непрерывно движется по проводникам ОС. Благодаря данному процессу, происходит понижение температуры рабочих частей двигателя. В зависимости от особенностей определенного механизма, различают несколько направлений движения смеси. В первом случае, смесь направляется из начального цилиндра в конечный. Во втором, от коллектора выхода до входного.

Исход из показателей температуры, жидкость поступает по узкой или широкой дуге. При запуске двигателя, рабочие элементы и жидкость, в том числе, обладают низкой температурой. Для быстрого повышения температуры, смесь движется по узкой дуге, не охлаждая радиатор. Во время этого процесса, термостат находиться в замкнутом режиме. Тем самым, достигается оперативный прогрев двигателя.

По ходу повышения температуры элементов двигателя, термостат переходит в свободный режим (открывая крышку). При этом, жидкость начинает проходить через радиатор, двигаясь по широкой дуге. Поток воздуха в радиаторе, охлаждает нагретую жидкость. Вспомогательным элементом для охлаждения, так же, может являться вентилятор.

После создания необходимой температуры, смесь переходит в проводники, расположенные на двигателе. Во время работы автомобиля, процесс оптимизации температуры постоянно повторяется.

На автомобилях — оснащенных турбиной, устанавливается специальный механизм охлаждения с двумя уровнями. В данном, происходит разделение проводников ОЖ. Один из уровней — отвечает за охлаждения двигателя автомобиля. Второй — охлаждает воздушный поток.

Охладительное устройство, является особо важным для правильной работы автомобиля. При возникновении неполадок в нем, двигатель может перегреться и выйти из строя. Как и любая составляющая автомобиля, ОС, требует своевременного обслуживания и ухода. Одним из важнейший элементов для поддержания температурного режима, является охлаждающая жидкость. Данную смесь, необходимо регулярно менять, согласно рекомендациям производителя. При возникновении неисправностей в ОС, не рекомендуется эксплуатировать автомобиль. Это может подвернуть двигатель, влиянию высоких температур. Во избежание серьезных неисправностей, необходимо оперативно диагностировать устройство. Изучив устройство и принцип функционирования, вы сможете определить характер неисправности. При возникновении серьезных неисправностей, обратитесь к профессионалам. Данные знания, так же пригодятся вам в этом. Обслуживайте устройство своевременно и вы существенно увеличите срок ее эксплуатации. Удачи в изучении полезного материала.

Похожие статьи

carmend.ru

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — WiKi

Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.

«  Термические двигатели для А. требуют охлаждения цилиндров. Только для слабых, велосипедных газолиновых двигателей достаточно воздушного охлаждения при помощи рубцов, прилитых к поверхности цилиндра; для более сильных необходима циркуляция воды с помощью насоса между двойными стенками цилиндров, охлаждаемой в особом трубчатом приборе, помещаемом впереди А. и обдуваемом струей встречного воздуха. » 

Воздушное охлаждение

  6-цилиндровый двигатель с естественным охлаждением на мотоцикле (Honda CBX1000, 105лс)  Авиамодельный двигатель O.S. (1,7см3).  Pratt and Whitney R-4360 - 28-цилиндровый авиационный двигатель с естественным воздушным охлаждением (3500лс).

Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным. Естественное воздушное охлаждение является самым простым видом охлаждения. Тепло от двигателя с такой системой охлаждения передаётся в окружающую среду через развитое оребрение на внешней поверхности цилиндров. Недостаток системы заключается в том, что она из-за низкой теплоёмкости воздуха не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки. Неравномерность обдува требует дополнительных мер для исключения локальных перегревов - более развитого оребрения в аэродинамической тени, обращения более нагретых выпускных каналов вперёд по потоку, а холодных впускных - назад и т.п. Естественное воздушное охлаждение распространено на двигателях лёгкой высокоподвижной техники: мотоциклы, мопеды, авиа- и автомодели. С систематическим ростом форсировки моторов мотоциклов на наиболее совершенных моделях воздушное охлаждение уступает место жидкостному. По причине малой массы естественное воздушное охлаждение широко применялось и на поршневых авиационных двигателях, где близкие к цилиндрическим и имевшие малую окружную скорость комли лопастей винта практически не работали как вентилятор, но скорость набегающего на самолёт потока была сама по себе очень высока.

  Универсальный "стационарный" двигатель воздушного охлаждения, установленный на газонокосилке.

Стационарные или плотно закапотированные двигатели оснащают системой принудительного воздушного охлаждения. В них с помощью вентилятора создаётся поток воздуха, который обдувает рёбра охлаждения. Вентилятор и оребрённые поверхности, как правило, закрыты направляющим кожухом. Достоинства такого двигателя аналогичны двигателям с естественным охлаждением: простота конструкции, малый вес, отсутствие охлаждающей жидкости. Однако такие двигатели отличаются повышенным шумом при работе, большими габаритами. Кроме того, при проектировании таких двигателей возникают проблемы с охлаждением отдельных элементов конструкции двигателя из-за неравномерного обдува. На легковых автомобилях, производимых в Европе, воздушное охлаждение широко применялось в 1950-х — 1970-х годах. В основном это небольшие машины типа Volkswagen Kafer, Fiat 500, Citroën 2CV; особняком стоит представительская Tatra 613. В СССР самым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Выпускались грузовые автомобили с дизелями воздушного охлаждения (например грузовики под маркой «Татра» с момента начала выпуска и до начала 2010 годов оснащались исключительно такими двигателями). Двигатели с воздушным охлаждением имеют многие трактора (иногда - тяжёлые, например Т-330; чаще - малые, от обычных пропашных до мини-тракторов мелких частных хозяйств), для которых характерны установившиеся режимы работы двигателя и специфические требования к простоте обслуживания. В настоящее время (2015-е) принудительное воздушное охлаждение применяется на большинстве скутеров, моторизованном инструменте (бензопилы, газонокосилки и пр.), двигателях малогабаритных генераторных установок, на мотоблоках и прочих самоходных и стационарных малых сельскохозяйственных и коммунальных машинах. Для последних очень распространены унифицированные ряды простых одно-двухцилиндровых двигателей воздушного охлаждения, одинаковые у различных производителей (Briggs & Strattonruen, Honda, Subaru, китайские), в виде компактного законченного блока с креплением на горизонтальную плоскость.

Жидкостное охлаждение

  Жидкостное охлаждение морских судов открытого типа

Системы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых(проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.

К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода. В некоторых стационарных двигателях начала XX века мог отсутствовать радиатор, вместо этого имелся расширительный бак большого объёма — отчасти тепло рассеивалось за счёт испарения воды, отчасти — через стенки бака, а отчасти за счёт большого объёма воды, который не успевал достаточно прогреться за время работы двигателя.

Замкнутая система (Гибридный тип)

Тип сочетает вышеуказанные системы: тепло от цилиндров отводится жидкостью, после чего она, на удалении от теплонагруженной части двигателя, охлаждается в радиаторах воздухом. Внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев и обычно выполняются из отдельных частей:

Пространство между ними называется зарубашечным, в двигателе с водяным охлаждением тут циркулирует охлаждающая жидкость.

Система охлаждения состоит из рубашки охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, одного или нескольких радиаторов, вентилятора принудительного охлаждения радиатора, жидкостного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Этот тип используется на всех современных автомобилях. Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая от неё тепло, а затем охлаждается сама в радиаторе. В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. 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. Малый круг охлаждения предназначен для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. При этом охлаждающая жидкость фактически не охлаждается, так как не проходит через радиатор. Как только она нагреется до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать также и через радиатор, где непосредственно и охлаждается набегающим потоком воздуха (а в случае длительной стоянки - принудительно вентилятором). При этом, чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем сильнее открывается термостат, и тем сильнее жидкость охлаждается в радиаторе. Это и есть принцип поддержания оптимальной температуры двигателя 85-90 °C.

Очень опасным явлением является перегрев двигателя (кипение двигателя)[источник не указан 109 дней]. При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Для предупреждения перегрева двигателя логично применять жидкости с высокой температурой кипения, однако проще всего оказалось держать всю систему под некоторым избыточным давлением (около 1,1 атм), при котором повышается температура кипения охлаждающей жидкости (около 110 °C и 120 °C для воды и антифриза соответственно). Кроме того, при превышении температуры охлаждающей жидкости более 105 °C, включается принудительный обдув радиатора вентилятором.

Основные части жидкостной системы охлаждения

В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей наземного и воздушного транспорта, а также стационарных установок охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.

Основные части жидкостной системы охлаждения:

В поршневой авиации также применяются двигатели, в которых цилиндры охлаждаются непосредственно набегающим воздухом, а головки цилиндров — с использованием жидкостной системы охлаждения. Такое решение позволяет снизить массу двигателя и одновременно более эффективно охлаждать головки цилиндров, которые являются наиболее теплонагруженными частями двигателя.

Охлаждение масла

В дополнение к основной системе охлаждения в двигателях большой мощности (на грузовиках и тепловозах), а также на двигателях с воздушным охлаждением применяется охлаждение масла. Охлаждение масла необходимо также потому, что оно поступает к па́рам трения — самым чувствительным к перегреву местам двигателя. Масло может охлаждаться охлаждающей жидкостью, либо окружающим воздухом от отдельного радиатора.

Испарительная система охлаждения

Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века.[1] Кроме того в Китае по состоянию на 2014 год продолжают выпускаться дизели мощностью от 8 до 24 л.с. с испарительным охлаждением, предназначенные для мотоблоков и минитракторов.

ru-wiki.org

История и эволюция системы охлаждения

Benz-Victoria 1894 года

Benz-Victoria 1894 года. Его испарительная система охлаждения расходовала 150 л воды на 100 км пути

Двигатель внутреннего сгорания при работе выделяет тепло. Если его в избытке, возникает перегрев мотора, в недостатке — он работает не в полную силу.

Первая система охлаждения действовала по принципу чайника. Вода, окружавшая стенки и головку цилиндров, при нагревании испарялись, отнимала у мотора излишки тепла и исключала его перегрев — такую систему назвали испарительной. Теодор фон Либих во время дальней поездки в 1894 году на автомобиле Benz Victoria с такой системой охлаждения расходовал 150 л воды на сто километров. По этой причине она быстро стала достоянием истории.

Замкнутый цикл

Со временем система водяного охлаждения заняла прочные позиции в автомобильном моторе. Циркуляцию воды в нем поддерживал центробежный насос (помпа), приводимый двигателем. А иногда работал и принцип термосифона, когда масса воды циркулировала благодаря разности температур на входе и выходе теплообменника (радиатора).

Двигатель Peugeot водяного охлаждения

Двигатель Peugeot водяного охлаждения. Видны корпус термостата (1), основной радиатор (2), радиатор отопителя салона (3) и пробка расширительного бачка с паровоздушным клапаном (4)

Ранние конструкции последнего имели вид змеевика — его S-образно изогнутая трубка была усеяна поперечными ребрами, увеличивавшими площадь поверхности, излучавшей тепло в окружающее пространство. Затем распространение получил сотовый радиатор, предложенный в 1901 году фирмой «Daimler», — его шестигранные трубочки спаивали по кромкам фланцев в общий блок. Процесс пайки был очень трудоемким, и потому на смену ему пришел пластинчатый радиатор, сборка которого легко механизировалась. Сердцевина и тех и других набиралась из латунных деталей — ранние радиаторы были очень тяжелыми. Позже их сменили алюминиевые конструкции.

Первоначальные жидкостные системы охлаждения спасали моторы от перегрева и только. Но важно еще и поддерживать температуру двигателя в оптимальном для его работы диапазоне. Для этою перед радиатором разместили жалюзи — они позволяли регулировать поступление набегающего потока воздуха и, следовательно, степень охлаждения циркулирующей в нем волы. Дальнейшим шагом стало внедрение термостата — при запуске двигателя в холодную погоду этот прибор на время исключает циркуляцию воды через радиатор, пока двигатель не прогреется до рабочей температуры.

С другой стороны, при длительном движении с высокой скоростью чрезмерный обдув радиатора встречным потоком воздуха может привести к тому, что мотор переохладится. В этом случае помогает электромагнитная муфта, отключающая вентилятор. Все вышеперечисленные устройства образуют единую термостатическую систему.

Phanomobil с двигателем воздушного охлаждения

Phanomobil с двигателем воздушного охлаждения, вентиляторами про-пеллерного типа и одним передним ведущим колесом, 1910 г.

Вода системы охлаждения через отдельный небольшой теплообменник отдает тепло и салону. Известны курьезные случаи, особенно характерные для отечественных автомобилей с «забитыми» отложениями радиаторами, когда летом в жаркую погоду водителю приходится включать отопитель, — салон тогда «работает» как дополнительный радиатор. Со временем для повышения эффективности водяного охлаждения были созданы герметичные системы. Благодаря пробке особой конструкции вода в радиаторе находится под давлением собственных паров — в результате несколько повышается точка ее кипения. Поэтому открывается возможность уменьшить объем и соответственно размер радиатора. Для сброса избыточного давления, чтобы трубки не вспучивало и не разрывало, в пробку вставляют предохранительный паровоздушный клапан.

Со временем стали использовать лучшие теплоносители, нежели вода. Например, смесь воды с этиленгликолем. Температура его кипения составляет 170°С, благодаря чему также удается уменьшить размеры радиатора.

Работает воздух

Воздушное охлаждение на первый взгляд представляется заманчивым. Однако требуется особо точная терморегуляция мотора. Этой цели служит сложная система воздушных дефлекторов и регулируемых вентиляторных лопаток.

Для двигателей воздушного охлаждения оптимальны оппозитная и V-образная схемы расположения цилиндров. Тогда между ними достаточно пространства как для воздушного потока, так и размещения развитых ребер охлаждения.

Volkswagen Beetle

Volkswagen Beetle — некогда самый популярный автомобиль с двигателем воздушного охлаждения

Стенки блока двигателя воздушного охлаждения тоньше, чем у жидкостного, и потому он быстрее прогревается и остывает. Особенно это характерно для малолитражных силовых агрегатов. Например, мотор «Запорожца» зимой даже после непродолжительной стоянки трудно запустить. Известен случай, когда владелец одного «горбатого» возил в моторном отсеке пару кирпичей. На ходу они прогревались и на стоянках отдавали накопленное тепло медленнее мотора, тем самым обеспечивая беспроблемный холодный пуск. Вот только накопленного ими тепла хватало лишь на пару-тройку часов стоянки.

Для подачи охлаждающего воздуха используются вентиляторы двух типов: осевые и центробежные. У первого рабочее колесо действует в паре с направляющим колесом, тоже снабженным профилированными лопатками: воздух нагнетается вдоль оси рабочего колеса. Центробежные вентиляторы с так называемой улиткой менее компактны, но при работе менее шумны. Вентиляторы пропеллерного типа, подобные тем, что устанавливают позади радиатора в моторах жидкостного охлаждения, здесь малоэффективны. В давние времена ими снабжали лишь низкофорсированные двигатели воздушного охлаждения.

Двухцилиндровый оппозитный мотор Tatra 57

Двухцилиндровый оппозитный мотор Tatra 57 воздушного охлаждения с центробежным вентилятором

Особый интерес представляет схема воздушного охлаждения моторов гоночных машин Tatra 50-х годов. Глушителя у них не было, и тяга воздушного потока создавалась инерцией сильной струи отработавших газов. Срез выхлопной трубы находился под обрезом кожуха воздухозаборника, окружавшего цилиндры. Работала эта так называемая эжекторная система воздушного охлаждения весьма успешно.

И все-таки подавляющее большинство двигателей современных автомобилей, не только легковых, но и грузовых, имеет жидкостные системы охлаждения. За последние двадцать лет многие фирмы, традиционно выпускавшие автомобили с «воздушниками», перешли к силовым агрегатам жидкостного охлаждения. Видимо, воздушное охлаждение на современном технологическом этапе — скорее достояние истории.

autoistok.com


Смотрите также