Современный автомобиль представляет собой сложную систему, от качества работы которой зависит безопасность и надежность машины. Чтобы иметь представление о ее устройстве, необходимо понимать принцип работы двигателя, системы охлаждения и множества других элементов.
Чтобы машина работала долго, без сбоев и поломок, ей необходимо регулярное техобслуживание. Радиатор также требует должного отношения. От его правильной работы зависит срок эксплуатации двигателя и всего автомобиля. Что такое радиатор , какими функциями он обладает, необходимо знать каждому автомобилисту.
Назначение радиатора
Изучая, , необходимо вникнуть в суть Мотор представляет собой систему, внутри которой благодаря электрической искре происходит возгорание топливной смеси. При этом в цилиндрах наблюдается образование тепловой энергии, которая впоследствии преобразовывается в механическую движущую силу машины. Она действует в момент старта автомобиля.
Имея такое устройство, двигатель быстро нагревается. Уровень поднятия температуры требует постоянного контроля. Если нагрев превысит допустимое значение, мотор перегреется и перестанет работать. Чтобы избежать подобного исхода, применяется система охлаждения. Ее частью и является радиатор.
Это оборудование отводит тепло от жидкости В зимний период радиатор печки нагревается от тепла двигателя. Жидкость перед тем, как вернуться в систему охлаждения, воздействует на нее. Так нагревается салон. Поэтому также периодически требуется при эксплуатации автомобиля.
Устройство радиатора
Радиатор состоит из металлических многослойных пластин и трубочек. Благодаря такому устройству у прибора увеличивается площадь соприкосновения с атмосферным воздухом. Сам же прибор расположен чаще всего в передней части машины под капотом. Во время движения автомобиля радиатор способен пропускать через себя много воздуха.
Радиатор имеет несколько основных элементов. В первую очередь - это сердцевина. Она составляет охлаждающий отсек. Также у конструкции есть бачки (коробочки) с патрубками. Есть у них вид верхний и нижний. Радиаторы имеют в сердцевине овальные трубки из латуни. Они расположены в шахматном порядке. Трубки соединены с ребрами.
Верхняя коробка имеет горловину, а нижняя - кран. Он сливает жидкость для охлаждения. Она проходит через весь двигатель, забирая излишнее тепло и вынося его в радиатор. Здесь антифриз снова охлаждается.
Обслуживание радиатора
Рассматривая, , нужно сказать о принципах его обслуживания. В некоторых моделях автомобилей будет просто. В некоторых марках машин этот процесс потребует больших финансовых затрат. Поэтому проще купить сразу новый радиатор.
В летний период система охлаждения автомобиля требует особого внимания. Именно в этот отрезок времени велика вероятность его загрязнения пылью, пухом и т. д. Помимо внешних факторов, радиатор может накапливать масляную пленку. Именно она приводит к снижению циркуляции воздуха, а также снижению охлаждающих способностей системы.
Зная особенности радиатора своей машины, можно будет принять правильное решение в процессе его техобслуживания. Со временем любая система охлаждения потребует ремонта. Чтобы этого не произошло как можно дольше, необходимо правильно настраивать систему охлаждения в летний период, беречь ее от загрязнений.
Ремонт радиатора
Может потребоваться по разным причинам. Самыми частыми из них являются загрязнение внутренних полостей или течь хладагента. В любом случае причину точно может установить только специалист. Если удалось понять, чем вызвана неисправность, можно выполнить ремонт самостоятельно.
Сначала нужно узнать, . Для этого сливается весь антифриз из системы. В некоторых моделях есть сливные отверстия в нижней части радиатора. Во всех остальных автомобилях этот процесс требует снять гибкий шланг с нижнего патрубка.
Очистку сердцевины лучше проводить при помощи специальных средств. Их применяют согласно инструкции производителя.
Устранение течи
Более сложной поломкой считается устранение течи антифриза. Если это явление определяется возле пластмассового патрубка, который входит в радиатор, решить проблему самостоятельно не получится. Если трещины появляются в трубках устройства, их можно устранить при помощи специального герметика.
При масштабных поломках (например после аварии) может потребоваться сварка. В некоторых случаях водителя может спасти от замены радиатора специальное вещество. Оно называется «холодной сваркой».
Определить качество ремонтных работ поможет только подключение радиатора . Антифриз заливают в систему и дают двигателю поработать около 30 мин. Только после этого станет ясно, удалось ли устранить течь.
Рассмотрев, , какими функциями и особенностями он обладает, можно самостоятельно произвести обслуживание системы охлаждения. Не имея достаточного опыта, такую работу лучше доверить специалисту.
Автомобильным радиаторам отводится роль охладителей двигателей и некоторых функциональных систем и устройств автомобиля. Благодаря радиаторам разогревается воздушный поток в отопительной, вентиляционной системах и системе кондиционирования.
Выход из строя радиатора системы охлаждения очень скоро приводит в негодность все транспортное средство. При поломке этого устройства в большем числе случаев требуется его полная замена, которую желательно производить со знанием дела. Как же подобрать наиболее оптимальный вариант покупки, отвечающий всем требованиям в условиях, когда каждый отдельный образец охладительного радиатора имеет свои неоспоримые достоинства и очевидные минусы? Помня о том, что, как и всё остальное, радиаторы для автомобилей не бывают идеальными, придется оценивать наиболее благоприятное и приемлемое сочетание плюсов и минусов.
Типы радиаторов охлаждения
Моделей радиаторов существует немало. Постараемся провести короткий анализ наиболее известных образцов:
- Радиаторы, снабженные круглыми трубами. Главное их преимущество это, конечно же, низкая стоимость. Их сборка производится механическим способом. Отличие подобных изделий в том, что их площадь поверхности теплопередачи достаточно ограниченная, и они не будут работать с прокладками любого образца.
- Радиаторы, оборудованные трубками овальной формы. Теплопередающая поверхность здесь, в сравнении с предыдущим образцом, несколько больше, при вполне приемлемой цене. Несколько подводит общая твердость и совсем незначительное число изготовителей, что создает определенные сложности.
- Спекаемые радиаторы. Это совсем другой уровень качества, что сразу отражается на цене. Они и надежны и очень прочны при оптимальных размерах поверхности теплоотражения. Хорошо выдерживают нагрузки, создаваемые мощными и очень динамичными силовыми агрегатами.
- Монолитно-алюминиевые радиаторы. Надо признать, что это продукт самого высокого качества, за который придется отдать значительную сумму. Подобными устройствами оборудованы не только высококлассные авто иностранного производства, но и многие обычные иномарки. Хотя алюминиевый радиатор стоит недешево, его может испортить коррозия.
Масляные радиаторы отвечают за поддержание нормальной температуры масла и обеспечивать как высокий, так и низкий уровень давления, что определяется их модификацией. Охлаждение масляного радиатора может выполняться естественным образом или искусственно. Во втором случае предусмотрена установка вентилятора, нагнетающего воздух, что в значительной мере повышает эффективность охладительной работы.
Радиатор
Назначение и устройство радиатора
Радиатор предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости потоку воздуха, т. е. он является основным теплообменным узлом системы охлаждения двигателя.
Общее устройство радиатора жидкостной системы охлаждения двигателя представлено на рисунке 3
.
Более подробно устройство радиатора показано на рисунках 1
и 2
.
Верхний 9
(рис. 1,а
) и нижний 15
бачки радиатора соединены с сердцевиной 12
. В верхний бачок впаяны заливная горловина 8
с пробой 7
и патрубок для подсоединения гибкого шланга, который подводит нагретую охлаждающую жидкость к радиатору.
Сбоку заливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки.
В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга 13
.
К верхнему и нижнему бачкам прикреплены боковые стойки 6
, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойки и пластины образуют каркас радиатора.
Основным теплообменным элементом радиатора является его сердцевина, состоящая из многочисленных трубок, соединенных в соты с помощью металлических пластин или лент. Трубки радиатора могут иметь круглое, овальное или прямоугольное сечение. При этом чем меньше площадь проходного сечения и тоньше стенка трубки, тем выше ее теплообменная способность.
Для прохода охлаждающей жидкости применяют шовные или цельнотянутые трубки из латунной ленты толщиной до 0,15 мм
.
Сердцевины радиаторов автомобилей могут быть трубчато-пластинчатыми или трубчато-ленточными.
В трубчато-пластинчатых радиаторах охлаждающие трубки располагаются относительно потока воздуха в шахматном порядке в ряд или под углом (рис. 2,а-г
). Пластины оребрения выполняются плоскими или волнистыми. Для усиления теплоотдачи на них могут быть выполнены специальные турбулизаторы в виде отогнутых просечек, которые образуют узкие и короткие воздушные каналы, расположенные под углом к потоку воздуха (рис. 2,д
).
В трубчато-ленточных радиаторах (рис. 2,е ) охлаждающие трубки располагаются в ряд. Ленту для решетки изготовляют из меди толщиной 0,05…0,1 мм . Для усиления теплоотдачи создают завихрения воздушного потока путем выполнения на ленте фигурных выштамповок или отогнутых просечек (рис. 2,ж ).
В последнее время получили широкое распространение радиаторы из алюминиевого сплава, которые легче латунных и дешевле, однако их надежность и долговечность уступает радиаторам из латунных сплавов. Кроме того, латунные радиаторы проще ремонтировать при помощи пайки. Детали и элементы конструкции алюминиевых радиаторов соединяются обычно завальцовкой с применением герметизирующих материалов.
Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя патрубками и гибкими шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутами. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора без нарушения герметичности системы жидкостного охлаждения.
Пробка 7 , закрывающая горловину 8 радиатора, состоит из корпуса 18 (рис. 1,б ), парового 22 и воздушного 25 клапанов и запирающей пружины 21 .
На стойке 20
, с помощью которой к корпусу прикреплена запирающая пружина, установлен паровой клапан, прижатый пружиной 19
. Воздушный клапан 25
прижимается пружиной 26
к седлу 27
.
Плотное прилегание клапанов к седлам достигается установкой резиновых прокладок 23
и 24
. При повреждении резиновых прокладок система охлаждения становится открытой и охлаждающая жидкость закипает при температуре 100 ˚С
.
При исправных клапанах давление в системе несколько больше давления окружающей среды и температура кипения охлаждающей жидкости составляет 108…119 ˚С
.
В случае закипания охлаждающей жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При давлении 145…160 кПа
открывается паровой клапан 22
, преодолевая сопротивление пружины 19
. Система охлаждения сообщается с атмосферой, и пар выходит из радиатора через пароотводящую трубку 17
.
После охлаждения жидкости пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение.
При давлении 1…13 кПа
открывается воздушный клапан 25
и в радиатор через отверстие 28
, и клапан начинает поступать воздух из атмосферы. Паровой и воздушный клапаны предотвращают возможное повреждение радиатора вследствие высокого давления, как с внешней, так и с внутренней стороны.
В случае использования в системе охлаждения расширительного бачка, клапаны могут размещаться в его пробке.
Для регулирования потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, в системе охлаждения грузовых автомобилей и автобусов, а также легковых автомобилей устаревших конструкций применяют жалюзи с приводом из кабины водителя (рис. 1,а
).
Жалюзи изготовляются из набора вертикальных или горизонтальных пластин-створок из оцинкованного железа, которые объединены рамкой и шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный (или групповой) поворот пластин вокруг оси. При перемещении рукоятки 4
вперед до отказа створки жалюзи полностью открываются, и воздух свободно проходит между трубками радиатора, отбирая у них излишки теплоты. Для регулирования температурного режима рукоятку привода жалюзи можно установить на фиксаторе 5
в любом промежуточном положении.
В некоторых автомобилях применяются жалюзи в виде брезентовых или кожаных штор, подпружиненных в специальном тубусе и оснащенных механизмом подъема и опускания.
Современные легковые автомобили, как правило, не оснащаются жалюзи для регулирования воздушного потока к радиатору – чаще применяются системы автоматического включения и выключения вентилятора системы охлаждения с помощью электрических или гидравлических устройств. Это позволяет повысить комфорт управления автомобилем.
Эффективность обдува сердцевины радиатора воздухом повышается за счет применения направляющего кожуха – диффузора 16 , который крепится к рамке радиатора и охватывает по кругу вентилятор системы охлаждения. Диффузор направляет воздушный поток через сердцевину, исключая его движение мимо радиатора.
Особенности эксплуатации радиаторов
Поскольку радиатор изготовляют из тонкостенных трубок и пластин, он является очень нежным и хрупким устройством. Поэтому при обслуживании и ремонте необходимо бережно обращаться с радиатором, чтобы не повредить детали сердцевины, патрубки или бачки.
В летний период времени водители нередко используют в качестве охлаждающей жидкости воду – она дешевле и эффективнее участвует в процессах теплообмена благодаря физическим свойствам. Но такая экономия может привести к повреждению и даже разрушению деталей и узлов двигателя.
Не следует забывать, что антифризы уменьшают образование накипи на стенках рубашки охлаждения блока и головки блока. Кроме того, в современных автомобилях низкозамерзающие жидкости зачастую служат не только для охлаждения двигателя, но и для смазки некоторых узлов, например, подшипников жидкостного насоса системы охлаждения. Вода такие функции выполнять не может.
При использовании воды в жидкостной системе охлаждения вместо низкозамерзающих жидкостей в холодный период времени года, ее следует тщательно удалять из радиатора и рубашки охлаждения двигателя при постановке автомобиля на хранение в не отапливаемых помещениях и на открытой стоянке. В противном случае замерзшая вода (как известно, вода расширяется при замерзании) может нарушить герметичность системы, повредив стыковые соединения деталей и даже разорвать трубки сердцевины и бачки радиатора, головку блока и блок-картер двигателя.
По этой причине необходимо убедиться, что вода полностью вытекла через открытые краники на блоке и радиаторе (крышка радиатора при этом должна быть снята), а затем продуть систему несколькими оборотами коленчатого вала при помощи стартера или даже на несколько секунд запустив двигатель без охлаждающей жидкости.
Краны после слива воды из системы охлаждения лучше оставить открытыми.
Иногда вода в системе охлаждения может привести к перегреву двигателя при запуске в очень холодное время года, если в системе охлаждения предусмотрены терморегулирующие клапаны – термостаты. В период прогрева двигателя термостат закрывает допуск охлаждающей жидкости в радиатор, и направляет ее по малому кругу. В это время часть воды, находящаяся в радиаторе двигателя, патрубках и гибких шлангах, а также в радиаторе отопителя кабины, остается неподвижной и может замерзнуть, образовав ледяные пробки в различных участках большого круга, чаще всего – в трубках радиатора и патрубках.
После прогрева двигателя и открывания клапана термостата в большой круг системы охлаждения эти пробки зачастую не удается растопить из-за отсутствия циркуляции воды, и она продолжает перемещаться лишь по малому кругу, нагреваясь все сильнее. Это может привести к перегреву двигателя. В таких случаях необходимо принять меры к ликвидации ледяных пробок в системе – автомобиль срочно поставить в теплый гараж, а патрубки и трубки радиатора проливать горячей водой, пока пробки не растают. Если при этом двигатель не заглушается, следует внимательно следить за его температурой.
Избежать подобных неприятностей можно используя в системе охлаждения специальные низкозамерзающие жидкости - антифризы.
Журнал «Движок» побывал на Производственном объединении «Авто-Радиатор» (ПОАР). Как в непростое для страны время живет и работает отечественное предприятие по производству автокомпонентов и каким видит свое будущее?
Начнем с краткой справки. ООО «ПО «Авто-Радиатор» создано в Санкт-Петербурге в 2010 году как предприятие по выпуску сборных алюминиевых радиаторов охлаждения двигателей и радиаторов отопления салона для легковых автомобилей, малотоннажных фургонов и микроавтобусов. Является официальным поставщиком на конвейеры АвтоВАЗа и GM-АвтоВАЗа. Также продукция поступает на вторичный рынок РФ и стран СНГ для всего семейства автомобилей Lada, ряда иномарок, а также семейства «Газель», автобусов ПАЗ, ЛиАЗ и других. На сегодняшний день предприятие
выпустило более 1 000 000 радиаторов.
Система менеджмента качества на предприятии соответствует требованиям ISO/TS 16949:2009. Инженеры ПОАР самостоятельно разрабатывают техническую документацию на радиаторы, полностью контролируя весь процесс создания (от мельчайших компонентов до тепло-физических характеристик самого изделия). Все уникальные решения и ноу-хау, разработанные на ПОАРе, защищены патентами полезной модели и изобретения.
На самом производстве первый участок линии — это сборка основной рабочей части (сердцевины) радиатора, где соединяются трубки и ламели. Здесь специальный станок забирает тонкую алюминиевую ленту, смотанную в рулон, а затем из нее по заданным размерам штамп вырубает ламели. Лента на 90% используется отечественная — ее поставляет компания «РУСАЛ». Станок — азиатского производства, так как подобного оборудования российская промышленность не предлагает. Вырубленные заготовки станок устанавливает вертикально, формируя их в единую «ленту-кассету», которая движется на «лоток» к оператору.
Здесь в «кассету» с ламелями вставляются заранее нарезанные под нужную длину трубки, и получается единая конструкция. Эта операция не автоматизирована — рабочий на линии устанавливает трубки вручную. Трубки закупаются импортные. Как нам рассказали в ПОАР, уже более трех лет не удается договориться об устраивающих все стороны поставках с отечественными производителями.
Следующий этап — закрепление ламелей на трубках. Сердцевина устанавливается на станок, где посредством металлических дорнов с коническими наконечниками «прошиваются» трубки будущего радиатора. Наконечник расширяет трубки, они увеличиваются в диаметре и жестко закрепляются в ламелях. Рабочая часть радиатора готова.
Изделия перемещаются на участок окончательной сборки. Здесь устанавливают донья, бачки, и поперечины. Они отечественного производства — поставки идут от предприятий из Ленобласти и Самары. Бачки и прочие компоненты (кольца, пробки, краны, гайки) используются как отечественного, так и импортного производства, в том числе и европейского.
И финальный этап — участок проверки и упаковки. Каждый радиатор тестируется на герметичность: под избыточным давлением в него нагнетается воздух и проверяется наличие утечки. Не прошедшие контроль изделия отбраковываются, остальные упаковываются в коробки. При этом каждому радиатору присваивается индивидуальный номер, содержащий все сведения об изделии — серию, дату и время производства.
Как уже было отмечено выше специалисты ПОАР самостоятельно разрабатывают новые изделия. Это позволяет контролировать и избегать ошибок уже на начальном этапе. Таким образом, удостоверившись в том, что компоненты соответствуют предъявленным требованиям, ПОАР полностью уверен в качестве выпускаемых изделий. Общее время от идеи до начала серийного производства новой модели радиатора с новыми комплектующими занимает около 10 месяцев.
Не обходится и без собственных инженерных решений. В частности, одним из новшеств, внедренным ПОАР у себя на производстве, стал геликоид. Он представляет собой спираль, которая устанавливается внутри трубок радиатора. Благодаря геликоиду поток жидкости в трубке закручивается по спирали, превращаясь из ламинарного в турбулентный. За счет этого жидкость равномерно перемешивается, не разделяясь послойно, и лучше отводит тепло. Подобная система давно применяется в различных областях техники, например на гидроэлектростанциях. В автостроении она используется для низко- и среднеоборотистых двигателей, где помпа зачастую прокачивает жидкость по системе с недостаточно высокой скоростью.
Радиаторы с геликоидом (слева) и с трубками овального сечения — современные технологии, внедренные ПОАР
В планах ПОАР — расширение ассортимента радиаторов с трубками овального сечения. Изделия такой конструкции уже освоены в серийном производстве. На сегодняшний день с технической точки зрения это наиболее эффективная конструкция. При этом в ближнесрочной перспективе расширение ассортимента таких радиаторов позволит ПОАР открыть поставки для вторичного рынка, охватив модели «Газель Next», а также ряд иномарок-«одноклассников», таких как Fiat Ducato, Peugeot Boxter, VW Crafter, MB
Sprinter, Ford Transit и др.
В 2017 году ПОАР планирует запустить в производство для вторичного рынка запчастей радиаторы для моделей Lada Vesta и Lada XRAY, а также для Renault Logan/Duster и Nissan Almera. Еще раньше, во втором полугодии 2016‑го, на предприятии начнут выпускать радиаторы для Hyundai Solaris и KIA Rio первого поколения.
Жамиль Жалалов, генеральный директор ПО «Авто-Радиатор»:
Мы — производители, а не упаковщики, и в этом наше преимущество. У нас полный контроль за качеством комплектующих и конечных изделий. Мы являемся поставщиками на конвейер и полностью соответствуем всем требованиям автопроизводителей — в этом наша гарантия.
Что касается поставок на конвейер, то сейчас радиаторы охлаждения ПОАР закрывают 100% поставок для Chevrolet Niva и Lada 4x4, а так-же около 50% поставок для Lada Priora. Что касается остальных тольяттинских моделей, то здесь, как рассказывают в ПОАР, пока очень трудно конкурировать с местным производством Valeo, снабжающим конвейер АвтоВАЗа. Тем не менее продвижение есть — на данный момент ведутся переговоры и готовится техническая документация для производства и поставки на GM-АвтоВАЗ радиатора отопителя для Chevrolet Niva. Также в этом году была отправлена первая партия радиаторов отопителя кабины на крупнейший конвейер большегрузной автомобильной техники ОАО «МАЗ».
Каков итог?
Экскурсия на ПОАР оставила о себе самые положительные впечатления. Предприятие некрупное, но очень цельное и сбалансированное. Здесь стремятся к развитию, но при этом не пытаются браться за все сразу, а предпочитают хорошо делать то, что умеют, не подводя партнеров. Понравилось стремление к импортозамещению, поиску и развитию отечественных поставщиков. Очень надеемся, что за такими предприятиями — будущее российского рынка автокомпонентов и среднего производственного бизнеса.
Радиатор является одним из ключевых и наиболее важных элементов Основной задачей становится рассеивание в атмосферу тепла, которое было отведено от двигателя охлаждающей жидкостью. Радиатор системы охлаждения двигателя можно считать важнейшей деталью самого силового агрегата.
Устройства, похожие на современный радиатор, устанавливались на самых ранних версиях автомобилей с , так как без указанного элемента охлаждения работа силовой установки становится попросту невозможной. Это устройство напрямую отвечает за поддержание нормальной рабочей температуры двигателя в строго отведенных рамках. Такая защита бережет мотор от перегрева, который неминуемо выведет практически любой двигатель внутреннего сгорания из строя.
Читайте в этой статье
История создания радиатора
Водяная система охлаждения появилась на заре двигателестроения. Впервые концепцию радиатора применили на первом серийном автомобиле под названием Benz Velo, который оказался в свободной продаже в 1886 году. Данную идею устройства продолжил развивать Вильгельм Майбах, который сконструировал изделие с сотами. Разработка нашла применение в конструкции модели Mercedes 35HP. За последующие десятилетия и до наших дней устройство радиатора не претерпело глобальных изменений, оставшись практически в том же самом виде, что и во времена Майбаха.
Первые жидкостные системы охлаждения двигателя не имели водяного насоса (помпы), который заставлял охлаждающую жидкость (в самом начале это была простая вода) принудительно циркулировать в системе. Ранние разработки системы охлаждения ДВС опирались на эффект термосифона.
Благодаря такому эффекту охлаждающая жидкость попадала в радиатор. Эффект термосифона основывается на том, что плотность воды понижается при нагреве. Разогретая вода благодаря этому свойству устремляется вверх. В итоге нагретая жидкость оказывалась в устройстве, проникая туда посредством прохода через верхний патрубок.
Внутри радиатора происходило охлаждение воды, плотность жидкости снова возрастала. Это приводило к тому, что вода опускалась в нижнюю часть радиатора, а уже оттуда проникала обратно в рубашку двигателя через нижний патрубок. Главным недостатком систем с эффектом термосифона стало то, что они не могли обеспечить должного охлаждения на фоне постоянно растущей мощности ДВС. Такие системы достаточно быстро вытеснили решения, которые основывались на применении центробежного водяного насоса (помпы).
Радиатор в системе жидкостного охлаждения
Главной задачей элемента является отвод тепла от силовой установки в атмосферу путем охлаждения жидкости, которая проходит внутри по каналам. Для обеспечения лучшего отвода тепла устройство монтируется в таком месте, где отмечен наилучший обдув встречным воздушным потоком в процессе движения автомобиля. Типичным местом установки в подкапотном пространстве является область за радиаторной решеткой спереди автомобиля. Стоит отметить, что даже в автомобилях с задним расположением ДВС радиатор зачастую устанавливается спереди. Отличием становится прокладывание более длинных магистралей системы охлаждения к двигателю.
Существуют и другие места для монтажа устройства охлаждения, но встречаются реже. Автомобили с заднемоторной компоновкой могут иметь радиатор, который установлен вдоль боковой стенки. Такое решение можно встретить на спортивных автомобилях, которые имеют сразу два радиатора охлаждения, расположенные вдоль обеих стенок моторного отсека. Эффективный обдув воздухом реализован путем использования воздухозаборников. Указанный воздухозаборник располагают в задней части машины на боковых стенках.
а – устройство; б – паровой клапан открыт; в – воздушный клапан открыт.
- Радиатор конструктивно имеет верхний (1) и нижний (7) бачок. Эти бачки соединены между собой трубками (5) из латуни или алюминия. К этим трубкам посредством пайки прикреплены пластины (6), которые увеличивают площадь поверхностного охлаждения элемента. Через эту поверхность тепло отводится от охлаждающей жидкости и отдается в окружающую среду.
- Верхний бачок имеет заливную горловину для заправки охлаждающей жидкостью. Горловина перекрывается пробкой (3). В этой пробке имеются паровой (11) и воздушный (12) клапаны.
- Верхний бачок также имеет патрубок (2) для того, чтобы соединить радиатор с рубашкой охлаждения мотора. Такое соединение реализовано посредством резинового шланга. Дополнительно имеется пароотводная трубка (4), а также датчик электрического термометра (13).
- Нижний бачок (7) имеет патрубок (8) для соединения устройства с насосом (помпой). Еще имеется дополнительный кран, который способен обеспечить слив охлаждающей жидкости. На раме автомобиля радиатор крепится специальными крепежными деталями (9).
Так называемые сердцевины (пластины радиатора) являются основными элементами теплообмена. В зависимости от типа сердцевины выделяют следующие типы радиаторов:
- трубчатые;
- пластинчатые;
- трубчато-ленточные и т.д.
Бачки радиатора могут быть изготовлены из пластика или металла. Если взглянуть на устройство более детально, тогда основная часть сердцевины, по сути, является набором бесшовных алюминиевых или латунных трубок. Трубки, соединяющие верхний и нижний патрубки, имеют толщину стенок до 0,15 миллиметра. Жидкость, проходящая через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на большое количество микропотоков. Каждая такая трубка покрывается своеобразными ребрами, которые являются тонкой гофрированной медной или алюминиевой лентой.
Изделия из алюминия имеют меньший вес сравнительно с другими материалами изготовления, но склонны к ускоренному разрушению. Дело в том, что возникает ряд существенных сложностей при попытке сварки этого металла, а также алюминий плохо противостоит механическим повреждениям.
Для того чтобы алюминиевый продукт приблизился по качеству охлаждения к латунной конструкции, его необходимо изготавливать большим по размеру и увеличивать толщину элемента. В начале эпохи автомобилестроения активно использовались сотовые радиаторы. Такое устройство было выполнено из небольших отрезков латунных трубок, которые имели пятиугольное сечение. Жидкость внутри таких трубок не циркулировала принудительно, а весь процесс охлаждения осуществлялся посредством контакта металлических ребер со встречным потоком воздуха.
Вернемся к устройству современного радиатора. Паровой клапан, изображенный на рисунке, нагружается специальной пружиной (10). Пружина имеет упругость 1250-2000 г. Это позволяет нарастить давление в радиаторе охлаждения и повысить температуру закипания охлаждающей жидкости в жидкостной охлаждающей системе до отметки 110-119°С. Такое решение обеспечивает уменьшение объема охлаждающей жидкости во всей системе, что означает параллельное снижение массы двигателя. При этом сохраняется необходимая интенсивность охлаждения силового агрегата. Еще одним плюсом становится уменьшение потерь, под которыми следует понимать испарение охлаждающей жидкости.
Воздушный клапан также нагружают пружиной, но более слабой по силе противодействия. Упругость такой пружины находится на отметке 50-100 г. Задачей воздушного клапана является пропуск воздуха внутрь устройства в том случае, если произошла конденсация охлаждающей жидкости после того, как она закипела и была охлаждена.
Другими словами, внутри системы за счет явления парообразования может возникнуть избыточное давление. Точка кипения охлаждающей жидкости соответственно ему повышается, при этом нет зависимости от атмосферного давления, так как давление сброса задается клапаном в крышке. Такое свойство системы охлаждения незаменимо в процессе езды по горной местности. По причине пониженного атмосферного давления в горах охлаждающая жидкость закипает быстрее, чем в обычных условиях. Данное решение установки воздушного клапана позволяет таким образом предотвратить разрушение радиатора. который может быть попросту раздавлен атмосферным давлением.
Пробка, оснащенная клапанами, обеспечивает открытие выпускного клапана в случае закипания охлаждающей жидкости внутри системы и возникновения избыточного давления, которое приблизительно находится на отметке 0,5 кг/см 2 . Пар выводится в пароотводную трубку. Впускной клапан обеспечивает доступ воздуха тогда, когда давление внутри оказывается ниже атмосферного давления (ниже 1 кг/см 2), что возникает в устройстве при остывании охлаждающей жидкости.
Таким образом, устройство пробки полностью изолирует систему охлаждения от внешней атмосферы. По этой причине описанную систему называют системой охлаждения закрытого типа.
В закрытой системе охлаждения для слива охлаждающей жидкости нужно открыть сливные краны и извлечь пробку радиатора. Чтобы спустить жидкость из водяной рубашки двигателя, в нижней части блока отдельно предусмотрен соответствующий кран для слива. Существует также система охлаждения открытого типа. В открытой системе горловина устройства охлаждения закрыта пробкой без клапанов. В такой системе вода закономерно кипит при температуре 100°С.
Регулировка температуры охлаждающей жидкости
За поддержание постоянной температуры в системе охлаждения двигателя отвечает термостат. Данный элемент распределяет движение охлаждающей жидкости по контурам. Эти контуры называются малый и большой круг. Рубашку двигателя можно считать малым кругом, движение потока через радиатор-большой круг. Возникает такая ситуация, когда охлаждения наружным воздухом при движении ОЖ по большому кругу в жаркую погоду или при нагрузках оказывается недостаточно. Чтобы обеспечить эффективный отвод нагретого воздуха и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости дополнительно устанавливается один или целый ряд вентиляторов. Такие вентиляторы могут иметь механический привод (вискомуфту) или электрический привод.
Регулирование теплового режима «шторкой»
Жидкостная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть оснащена двойным регулированием теплового режима. Первым регулятором выступает термостат, о котором мы уже говорили. Вторым терморегулирующим элементом становится шторка-жалюзи.
Устройства с двойным регулированием конструктивно имеют жалюзи, установленные непосредственно перед радиатором. Благодаря такому решению в сильные морозы радиатор можно прикрыть, уменьшив интенсивность обдува наружным воздухом. Отвод тепла снизится, а само тепло можно более эффективно использовать для поддержания рабочей температуры ДВС и интенсивного отопления салона автомобиля.
Жалюзи представляют собой пластины из металла, которые соединены между собой шарнирами. Эти шторки могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение перед устройством. Управление таким решением осуществляется рукояткой из салона автомобиля, а также может быть реализовано автоматически в отдельных конструкциях. Принцип действия механического устройства заключается в том, что задвигая или вытягивая рукоять в салоне, водитель осуществляет поворот пластин. Происходит изменение щели между жалюзи и происходит регулировка интенсивности обдува радиатора воздушными потоками. Результатом становится воздействие на температуру охлаждающей жидкости.
В условиях предельно низких температур на капот и радиаторную решетку дополнительно крепят специальный утеплительный чехол. Такой чехол изготовлен из водонепроницаемой пожаробезопасной ткани. Указанные меры способствуют поддержанию рабочего теплового режима двигателя в необходимых рамках.
Установка дополнительного радиатора
Появление мощных высокофорсированных атмосферных и турбодвигателей, которые работают в самых разных режимах нагрузки, поставило перед разработчиками задачу установить дополнительные устройства охлаждения. Инженеры реализовали параллельную установку дополнительного радиатора. Такое решение получило свой отдельный электрический вентилятор. Не стоит путать дополнительный радиатор охлаждения с интеркулером, который устанавливается для охлаждения сжатого воздуха в .
Принцип работы
Для правильного функционирования современные жидкостные системы охлаждения в процессе работы учитывают множество важнейших параметров. Специальные датчики снимают показания температуры двигателя, температуры охлаждающей жидкости и моторного масла, температуры за бортом и т.д.
Если вкратце описывать принцип работы системы охлаждения, тогда за точку отсчета стоит принять жидкостной насос. Этот элемент заставляет охлаждающую жидкость постоянно двигаться и циркулировать по кругу. При этом проход через рубашку охлаждения двигателя (малый круг) позволяет жидкости омывать горячие стенки головки блока и цилиндров. Когда температура охлаждающей жидкости растет, тогда при определенных показателях срабатывает термостат и открывает доступ жидкости в большой круг (радиатор). Так удается избежать перегрева двигателя и эффективно отдать жидкости избыточное тепло от нагретых деталей мотора. Когда горячая жидкость попадает в устройство охлаждения, от неё происходит отвод тепла в окружающую атмосферу. Полный цикл заканчивается, а охлажденная жидкость движется аналогично по новому циклу.
Вполне очевидно, что радиатор является своеобразным теплообменником, который обеспечивает эффективное охлаждение не самого мотора, а охлаждающей жидкости. Установка дополнительного вентилятора или жалюзи позволяет поддерживать температуру жидкости на оптимальном для работы мотора уровне как в экстремальный холод, так и в сильную жару.
Главной диагностической процедурой является периодический контроль системы охлаждения двигателя на предмет утечек и снижения объема охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Контролировать количество жидкости можно визуально. Так как жидкость постоянно нагревается и охлаждается, со временем входящая в состав любой ОЖ вода частично выпаривается, что и приводит к общему снижению объема.
Если говорить о неисправностях радиатора, тогда основной является загрязнение его сот и каналов, а также их разрушение. Загрязнение приводит к тому, что циркуляция жидкости внутри устройства ухудшается, ОЖ при движении по большому кругу не успевает остыть. В таких условиях мощности вентилятора перестает хватать, так что перегрев двигателя неминуем.
Начинать ремонт радиатора охлаждения двигателя с загрязненными сотами стоит начинать с обычной промывки сердцевины проточной водой. Необходимо отсоединить нижний патрубок, а далее через горловину начинать заливать воду. Крайне желательно осуществлять промывку сот устройства охлаждения водой под давлением. В ряде случаев, когда радиатор сильно забит, его можно распаять и произвести демонтаж верхнего и нижнего бачков. После демонтажа становится возможным осуществить чистку сердцевины механическим способом.
В процессе эксплуатации верхний или нижний бачок, а также и сами соты начинают течь. Это происходит по причине использования низкосортных охлаждающих жидкостей, механических повреждений и т.д. Если подтекание незначительное, тогда можно попытаться засыпать или залить в радиатор специально предназначенное для временного устранения таких дефектов решение из автомагазина. К «дедовским» методам относят добавку большой порции горчичного порошка, который размокает и затягивает трещину. Как первый, так и второй способ не ремонтирует устройство полностью, а только позволяет устранить течь на время дороги до СТО и постановки автомашины на ремонт.
Что касается расширительного бачка, то пробку на нем при разогретом моторе нужно отвинчивать с аналогичной осторожностью. Слегка прокрутите пробку, но не до конца. Вы услышите характерный звук вырывающегося воздуха, похожий на тот, что возникает при открытии крышки на бутылке газированной воды. После такого стравливания крышку бачка можно постепенно открывать полностью и осуществлять контроль или долив охлаждающей жидкости.
