Виды систем охлаждения двигателя: Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля: виды, устройство, неисправности

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля: виды, устройство, неисправности

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля (СО) – это конструктивное решение, которое отводит от двигателя транспортного средства излишки тепла и передаёт их в окружающую среду, а также позволяет двигателю оперативно прогреться. Именно возможность быстро прогреться, достигнув оптимального уровня рабочей температуры, и поддержка этой температуры на заданном уровне — одни из важнейших факторов эффективной работы ДВС. 

Назначение системы охлаждения двигателя — предотвращение повреждений деталей двигателя автомобиля в результате его перегрева и износа, охлаждение отработавших газов, масла в системе смазки.

Виды систем охлаждения двигателя (жидкостная и воздушная)

Системы охлаждения  (СO) ДВС транспортных средств бывают разных видов:

• Воздушными.
• Жидкостными (функционирующими на воде, антифризах).
• Гибридными.

Воздушная СО – это конструкция, которая обеспечивает отвод излишек тепла от цилиндров и стенок камер с помощью принудительного потока воздуха. Принуждение возникает за счет вентиляторов. Они могут быть автономными или объединёнными с маховиком. Воздух может нагнетаться или просасываться. 

 
Наиболее активно воздушные системы охлаждения двигателя устанавливались на авто в шестидесятые годы прошлого века. В том числе, такое решение было популярно у заводов, выпускающих Volkswagen, Citroën, Honda, Porsche. Но со временем у легковых автомобилей двигатели с воздушным охлаждением стало возможно встретить всё реже. Это легко объяснить тем, что большинство легковых авто, появившихся позже, в том числе, современные легковые авто – это, преимущественно, переднеприводные модели с поперечным расположением ДВС. При такой системе трудно организовать эффективную систему воздушного охлаждения.

К тому же, при воздушном охлаждении производители вынуждены существенно увеличивать габариты двигателя, а вместе с ним возрастает и уровень шума.

Но на сельскохозяйственные, коммунальные машины, скутера, мотоблоки такие СО по-прежнему ставят. Правда, даже у тракторов их можно встретить уже очень редко.

Вторая же разновидность СО –  жидкостная система охлаждения двигателя – это система, где есть промежуточный теплоноситель (жидкость – антифриз). Именно антифриз основательно «прорабатывает» толщь стенок блока цилиндров. Роль отводящего агента у большинства СО такого типа при этом опять-таки играет воздух. Поэтому часто системы называют не просто жидкостными, а комбинированными, гибридными. С точки зрения физики, это действительно верно (и более грамотно), но при этом, так как жидкостные системы в чистом виде (без отводящего агента в виде воздуха) сейчас не используются (первые системы были именно непосредственно жидкостными и работали исключительно на воде), в том, что жидкостными и гибридными МО называют на практике одни и те же решения, ничего зазорного нет. 

И современные автомобилисты, и механики жидкостными СО называют, как правило, именно гибридные решения. Те, где задействован и воздух, и антифриз.

Потоки жидкостной СО

Жидкостные системы охлаждения двигателей могут быть с параллельными, последовательными и смешанными потоками.

Параллельные потоки. Антифриз под давлением поступает в блок цилиндров, проходит через отверстия прокладки головки блока и в головку блока. 

Последовательные потоки. Жидкость поступает к задней части блока цилиндра, а затем перетекает в головку блока цилиндров. Здесь она течет вокруг каждого цилиндра и только потом через перекрестные проходы попадает во коллектор впуска.

Смешанные потоки. У некоторых ДВС потоки теплоносителя объединены. Вентиляционные отверстия берут на себя функцию выпуска пара.

Устройство системы охлаждения двигателя

Сначала затронем конструирование устройства системы охлаждения. При конструировании системы охлаждения производители учитывают целый комплекс факторов: 

• тепловая мощностью ДВС (быстрота выделения тепла),
• габаритов радиатора, вентилятора и водяной помпы, 
• давления в СО,
• конструктивных особенностей термостата.

Если проектируется жидкостная система, учитывается тип охлаждающей жидкости – антифриза: этиленгликолевый (карбоксилатный, лобридный, комбинированный), пропилен-гликолевый. 

Если проектируется воздушная СО, обязательно учитывается температура и влажность окружающего ДВС воздуха.

При конструировании воздушных систем специалисты заинтересованы, в первую очередь, обеспечить подачу воздуха к:

• перемычкам между гнездами клапанов (самым горячим местам головки цилиндров), если речь касается бензиновых ДВС.
• форсункам, если в фокусе внимания – дизельные двигатели.

Обязательно учитываются параметры оребрения двигателя. Идеальный вариант – брать в расчет показатели аэродинамического сопротивления оребрения двигателя, но на практике чаще берется всё-таки удельная поверхность оребрения. Учитывать показатели аэродинамического сопротивления, когда речь идёт о достаточно простой и недорогой технике достаточно нерационально. И проще пожертвовать именно этим параметром.

Как устроена система охлаждения двигателя автомобиля, работающего на антифризе?

В зависимости от того, какое охлаждение – воздушное или на антифризе, отличается схема системы охлаждения двигателя.

Итак, общее устройство системы охлаждения двигателя автомобиля, работающего  на антифризе состоит из следующих элементов:

1. «Водяная рубашка».  Полости между двойными стенками двигателя, имеющие сообщение друг с другом. Расположены в зонах присутствия избытка тепла. Фактически это всё пространство вокруг цилиндров ДВС, заполненное охлаждающей жидкостью.

 
 
2. Термостат. Специальный клапан между «рубашкой» ДВС и входным патрубком устройства радиатора. Когда клапан открывается, для охлаждающей жидкости возникают все условия, чтобы она беспрепятственно попадала в радиатор. Излишки жидкости возвращаются в водяную рубашку через обводный канал. В зависимости от конструктивных особенностей СО, модели силового агрегата, компоновки ДВС термостат может иметь разную локацию. Чаще всего термостат расположен в зоне выхода антифриза из головки блока цилиндров.

 

 
3. Радиатор. Устройство, предназначенное непосредственно для отдачи (отвода) тепла в атмосферу и охлаждения жидкости внутри каналов. Представляет собой конструкцию из трубок, спаянных в виде прямоугольника, крепящегося на двух бачках. Изготавливается из металла (меди, алюминия), нескольких металлов (медь + латунь), комбинации металла и пластика. Большинство современных радиаторов – с алюминиевой сердцевиной с бачками из армированного пластика. В этом случае деталь обладает более высокими показателями коррозионной стойкости и теплопроводности. Устройство монтируется в зоне, которая лучше всего обдувается. Идеальный вариант – зона в подкапотном пространстве спереди автомобиля (причем к такому конструкционному решению инженеры нередко прибегают даже, если ДВС имеет заднее расположение). У некоторых автомобилей радиаторы устанавливаются возле боковых стенок авто. Но как правило, в этом случае о обдуве заботится воздухозаборник, а радиаторов – несколько. Такой вариант можно встретить у спорткаров. 

 

Теплоноситель может поступать в радиатор сверху и направляться вниз в основной бочок, а может двигаться от одной стороны устройства к противоположной его стороне (СО с поперечным потоком). На подавляющее большинство современных СО монтируют радиаторы именно с поперечным потоком.

У большинства радиаторов горловина имеет крышку, оснащённую подпружиненным клапаном, предназначенного для герметичного закрытия вентиляционных каналов СО. Это конструктивное решение необходимо для поддержания оптимального рабочего давления. Наиболее распространёнными и внушающими доверие пользователям радиаторами являются устройства торговых марок Behr Hella, DENSO, LUZAR, Stellox, SAT, AVA.

4. Вентилятор – устройство, помогающее усилить поток набегающего воздуха на радиатор. Воздушный поток направлен по направлению к двигателю.  Запускается за счёт муфты (электромагнитной, гидравлической от сигнала датчика при превышении порогового значения температуры охлаждающей жидкости.  На большинстве современных транспортных средств стоят электровентиляторы: один или несколько (один непосредственно для охлаждения, другой – для работы с высокими температурами).  На транспортных средствах с продольным расположением ДВС и задним приводом также можно встретить термостатический вентилятор охлаждения (вентилятор с термостатической пружиной). Он запускается ремнем от коленчатого вала.
 
    
5. Помпа — центробежный насос. Именно от помпы зависит, будет ли в системе обеспечена бесперебойная циркуляция жидкости (запускаются, чаще всего ремнем – от коленчатого или распределительного вала, шестернями или дополнительной помпой , работающей от электронного блока управления.

6. Расширительный бачок с подпружиненными клапанами. Присутствует у систем с радиатором без заливной горловины.

7.Температурный датчик. Присутствует у авто с электронным блоком управления. Сигналы с датчика поступают непосредственно на ЭБУ, а затем на исполнительные устройства (например, вентилятор).  

Устройство воздушной СО

Если же перед нами устройство воздушной системы охлаждения, где теплоносителем выступает непосредственно поток воздуха, то устройство включает следующие элементы:

• вентилятор, состоящий из диффузора с неподвижными лопастями (направляют воздух) и ротора. Как правило, запускается при помощи ремня и работает от шкива коленвала охладительные ребра цилиндров и головки (или головок), 
• съемный кожух, 
• дефлекторы (монтируются непосредственно над вентканалом) и контрольные приборы. 

Принцип работы системы охлаждения двигателя автомобиля на антифризе

Принцип работы системы зависит от того, что является теплоносителем.

Работа системы охлаждения двигателя на антифризе:

• Антифриз циркулирует (движется по маршруту) принудительно. 
• Движение жидкости производится через «рубашку охлаждения» двигателя.
• Охлаждение ДВС и нагрев охлаждающей жидкости осуществляются синхронно. 
• Антифриз к водяной рубашке движется от первого цилиндра к последнему или от выпускного коллектора к впускному (в зависимости от потоков)
• Жидкость циркулирует по малому (до нагрева) или большому кругу (после нагрева).Свой путь антифриз начинает  по большому кругу. Путь к маломому кругу до достижения определённой температуры  жидкости недоступен, это происходит благодаря закрывающемуся клапану. Когда температура, напротив, падает, то клапан  срабатывает снова, и рабочим путем антифриза, как и в начале работы, становится  малый круг.
• В момент запуска ДВС антифриз  – холодный. При включении системы он нагревается, проходит через радиатор, охлаждается встречным потоком воздуха, в том числе, при необходимости  –  потоком воздуха от вентилятора.

Проходя путь через рубашку охлаждения блока цилиндров и головки цилиндров, жидкость в СО сначала увеличивается, а затем после прохождения радиатора охлаждается до начального уровня. 

• Чаще всего у ДВС горячая охлаждающая жидкость выходит из корпуса термостата (температурно-регулирующего клапана), протекает через радиатор поток жидкости охлаждается потоком воздуха, 
• Назад жидкость возвращается через выходной патрубок основного бачка и через шланг идёт к входному патрубку циркуляционного насоса. Он и прогоняет поток жидкости через рубашку охлаждения двигателя. На некоторых двигателях (например, Chrysler и General Motor’s) альтернативой термостату выступает водяной насос. 

Воздушное охлаждение

Схема работы СО следующая:

• Вентилятор создает поток воздуха
• Наружная область блоков цилиндров и головки омываются мощным потоком воздуха,
• Излишки тепла направляются в атмосферу.

Важно! Воздушный поток целенаправленно направляется на наиболее нагреваемые детали – цилиндры и головки. Степень интенсивности охлаждения зависит от того, какие стоят вентиляторы, и как организовано направление потока воздуха. Распределить воздух на все детали ДВС помогают тонкие пластины-дефлекторы.

Степень интенсивности охлаждения, а значит, и результат, напрямую зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.

Неисправности в системе охлаждения

Не секрет, что именно на СО приходится около 25 – 30% неисправностей ДВС. И, если регулярно не проводить диагностику, не принимать меры, можно «нарваться» на дорогостоящий ремонт. 

Если же всё делать своевременно, то решением проблемы может стать замена небольшой детали или даже просто регулировка одного из узлов.

Популярные неисправности в системе охлаждения:

• Проблемы со шлангами. Износ, потеря герметичности, повреждение, расслаивание,  набуханием материала, влекущее за собой изменение диаметра шланга. Если шланг получит повреждение во время работы двигателя, вся охлаждающая жидкость будет утеряна. Для того, чтобы решить проблему со шлангом, чаще всего требуется его замена, но иногда достаточно решить проблему только с хомутовым соединением.
• Нарушение герметичности радиатора. Чаще всего под воздействием камней, противогололедных реагентов. Практика показала, что чаще радиатор «летит» в системах без кондиционера (если он есть те же на себя часто берет теплообменник).
• Зависание» термостата. Если «зависание» происходит в закрытом состоянии, ДВС начинает перегреваться, если открытом – будет проблема с нагревом. Иногда для решения проблемы достаточно регулировки, но часто может потребоваться и замена этого устройства.
• Течь расширительного бачка (нередкое явление для тех схем системы охлаждения двигателя, где бачок работает под давлением).
• Потеря герметичности пробки радиатора.  При этой неисправности система не сможет обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. В зависимости от ситуации проблема может решаться механическим способом, или требуется замена пробки. К пробке ни в коем случае нельзя относится халатно. Именно от неё зависит, удастся ли удержать нужное давление в СО.
• Воздушная пробка. Приводит к перегреву двигателя либо нарушению прогрева салона (то есть двигатель может хорошо прогреваться, а тепло в салон перестаёт поступать). Для диагностики проверяют уровень антифриза в расширительном бачке, проводят визуальный осмотр. Для решения проблемы ус старых транспортных средств на радиаторе откручивают  отточенных навыков: нужно снять пластиковую защиту, демонтировать хомут, подать в бачок воздух посредством компрессора, провести проверку на отсутствие пузырьков воздуха, накинуть на штуцер патрубок, монтировать специальную пробку и запускают двигатель, у современных авто в большинстве случае решение проблемы требует затянуть хомут, довести антифриз до оптимального уровня.
• Обрыв ремня вентилятора. Распространённая поломка у мототехники, коммунальной техники, где стоит воздушная СО. Об этой неисправности у большинства транспортных средств сигнализирует контрольная лампа. Проблема решается путём замены ремня.
• Загрязнение патрубков, влекущее за собой попадание в СО посторонних примесей и её выход из строя. Проблема решается путём промывки, удаления ржавчины, шлака, накипи, остатков масла, силикатного геля.

Как систематизировать знания и получить практические навыки по теме?

Изучить тему «Системы смазки и охлаждения» подробно поможет лицензионный обучающий продукт «Автомобильные основы» на платформе LCMS ELECTUDE.

Видеообзор этого обучающего продукта для вас доступен прямо сейчас:

Огромное преимущество использование платформы состоит в том, что вы не просто последовательно получаете необходимый набор знаний, а имеете возможность поработать с устройствами на практике, отточить навыки диагностики и ремонта (платформа располагает встроенным тренажёром).

Платформа адаптивна как для проведения занятий в аудитории, так и дистанционного обучения. Очень удобно, что система располагает продуманной системой тестов. Можно не просто изучить материал, а проконтролировать, как он усвоен, какой реальный прогресс при изучении системы охлаждения двигателя.

Виды охлаждения двигателей мотоциклов

Принцип охлаждения двигателей мотоциклов по этой схеме такой же, как и у автомобилей. В качестве теплоносителя выступает охлаждающая жидкость — антифриз. Антифриз одновременно оказывает антикоррозионное и смазывающее действие. Воду в системе охлаждения используют только в случае возникновения неисправности и острой необходимости продолжить движение при отсутствии охлаждающей жидкости. При этом в воде не должно быть примесей, и ее необходимо заменить на рекомендованную охлаждающую жидкость в кратчайшие сроки.

Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через каналы в стенках цилиндров и головках цилиндров двигателя, забирает от них тепло и отдаёт его радиатору. Между пластин радиатора проходит набегающий поток холодного воздуха и охлаждает радиатор.

Один из важнейших элементов системы — термостат. Он делит систему охлаждения на два контура – малый и большой. Когда двигатель холодный, клапан термостата закрыт. Циркулирующая при этом охлаждающая жидкость движется по малому контуру. Это позволяет отсечь большой объем охлаждающей жидкости, обеспечивая более быстрый прогрев двигателя. При температуре приблизительно 90° клапан открывается, обеспечивая циркуляцию жидкости по большому контуру и более эффективное охлаждение двигателя.

На радиаторе, как правило, устанавливается вентилятор с электроприводом. Он включается при повышении температуры охлаждающей жидкости. Например, когда мотоцикл движется с низкой скоростью, когда набегающего потока воздуха недостаточно.

Достоинства

• Позволяет уменьшить тепловые зазоры и получить более высокую удельную мощность.
• Необходимо реже менять масло и фильтры, чем в случае с воздушным охлаждением.
• Обеспечивает более высокий ресурс двигателя.
• Более легкий запуск двигателя при низких температурах охлаждающей жидкости.

Недостатки

• Жидкостная система охлаждения состоит из большего количества деталей, поэтому вероятность её поломки выше.
• Жидкостное охлаждение утяжеляет мотоцикл по сравнению с воздушным.
• Жидкостная система дороже воздушной, что повышает стоимость мотоцикла.
• Жидкостную систему необходимо периодически обслуживать.

как устроена и нужно ли ее промывать? — журнал За рулем

Выясняем, какие могут быть характерные неисправности у системы охлаждения двигателя и как их избежать.

Воздушка или водянка

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок. Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок. Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Система охлаждения восьмиклапанного двигателя Лады Гранты. Термостат стоит перед радиатором. Расширительный бачок циркуляционного типа находится под давлением, имеет герметичную пробку. Через него постоянно проходит охлаждающая жидкость. 1 — расширительный бачок; 2 — пароотводящий шланг радиатора системы охлаждения; 3 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — корпус термостата; 6 — вентилятор; 7 — головка блока цилиндров; 8 — радиатор системы охлаждения; 9 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 10 — насос охлаждающей жидкости; 11 — блок цилиндров; 12 — подводящая труба насоса; 13 — отводящий шланг радиатора отопителя; 14 — радиатор отопителя; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — наливной шланг. Система охлаждения восьмиклапанного двигателя Лады Гранты. Термостат стоит перед радиатором. Расширительный бачок циркуляционного типа находится под давлением, имеет герметичную пробку. Через него постоянно проходит охлаждающая жидкость. 1 — расширительный бачок; 2 — пароотводящий шланг радиатора системы охлаждения; 3 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — корпус термостата; 6 — вентилятор; 7 — головка блока цилиндров; 8 — радиатор системы охлаждения; 9 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 10 — насос охлаждающей жидкости; 11 — блок цилиндров; 12 — подводящая труба насоса; 13 — отводящий шланг радиатора отопителя; 14 — радиатор отопителя; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — наливной шланг.

Компоненты

Рубашка головки и блока цилиндров представляют собой каналы, отлитые в алюминиевом или чугунном изделии. Каналы герметичны, а стык блока и головки цилиндров уплотнен прокладкой.

Насос охлаждающей жидкости лопастной, центробежного типа. Приводится во вращение либо ремнем ГРМ, либо ремнем привода вспомогательных агрегатов.

Насос охлаждающей жидкости двигателя Chevrolet Lacetti

Насос охлаждающей жидкости двигателя Chevrolet Lacetti

Термостат представляет собой автоматический клапан, срабатывающий при достижении определенной температуры. Он открывается, и часть горячей жидкости сбрасывается в радиатор, где и остывает. В последнее время стали применять электронное управление этим простым устройством. Охлаждающую жидкость начали подогревать специальным ТЭНом для более раннего открытия термостата в случае потребности.

Термостат двигателя Chevrolet Cruze: 1 — патрубок подвода жидкости к радиатору системы охлаждения; 2 — электрический разъем нагревательного элемента термостата; 3 — корпус; 4 — уплотнительное кольцо в соединении модуля с распределителем жидкости; 5 — основной клапан термостата; 6 — пружина термостата; 7 — баллон с термочувствительным наполнителем; 8 — дополнительный клапан термостата; 9 — шток термостата.

Термостат двигателя Chevrolet Cruze: 1 — патрубок подвода жидкости к радиатору системы охлаждения; 2 — электрический разъем нагревательного элемента термостата; 3 — корпус; 4 — уплотнительное кольцо в соединении модуля с распределителем жидкости; 5 — основной клапан термостата; 6 — пружина термостата; 7 — баллон с термочувствительным наполнителем; 8 — дополнительный клапан термостата; 9 — шток термостата.

Радиатор представляет собой теплообменник, содержащий два бачка (входной и выходной), соединенных множеством алюминиевых трубок, по которым проходит охлаждающая жидкость. Для увеличения теплообмена к трубкам присоединены тонкие пластины, во много раз увеличивающие поверхность теплообмена. Для улучшения теплоотвода воздух протягивается через радиатор принудительно с помощью электровентилятора.

Радиатор и вентилятор системы охлаждения двигателя Лады Ларгус: 1 — дополнительный резистор; 2 — кожух; 3 — электродвигатель; 4 — крыльчатка; 5 — радиатор.

Радиатор и вентилятор системы охлаждения двигателя Лады Ларгус: 1 — дополнительный резистор; 2 — кожух; 3 — электродвигатель; 4 — крыльчатка; 5 — радиатор.

Радиатор отопителя выполняет функцию нагревания воздуха, поступающего в салон автомобиля. Краны отопителя сейчас не устанавливают, а потому радиатор этот нагрет всегда, когда прогрет двигатель, и только воздушные заслонки не дают летом поступать горячему воздуху в салон автомобиля.

Радиатор отопителя кроссовера Renault Duster.

Радиатор отопителя кроссовера Renault Duster.

Расширительный бачок это хранилище резерва жидкости. Но в зависимости от типа системы охлаждения (см. выше) он может быть циркуляционным или тупиковым. Соответственно, находиться под давлением или без него.

Пробка, обеспечивающая герметичность системы, может быть установлена либо прямо на радиаторе, либо на расширительном бачке. Вне зависимости от места установки пробка обеспечивает повышенное давление в системе охлаждения. Такое давление (достигающее 1,1–1,3 бара) повышает температуру кипения жидкости, улучшает теплопередачу, предотвращает кавитацию насоса.

Пробка радиатора Лады 4х4. Пробка радиатора Лады 4х4.

Пробка расширительного бачка Chevrolet Cruze. Пробка расширительного бачка Chevrolet Cruze.

И главный компонент системы — это сама рабочая жидкость. Идеальной с точки зрения теплотехники была бы вода, но она вызывает коррозию и замерзает зимой. Поэтому применяют антифризы с низкой температурой замерзания (-40°C или — 65°C) и присадками, снижающими коррозию, пенообразование и т.д.

Неисправности системы охлаждения

Все, что может потечь, рано или поздно потечет. Это не только одна из интерпретаций закона Мерфи, но и четкое описание главной неисправности системы охлаждения. Система, включающая в себя порой более 10 резиновых шлангов, постепенно старея, начинает терять герметичность. Текут сами шланги, пропуская жидкость через нитяное армирование, текут хомутовые соединения. Со временем под воздействием противогололедных реагентов и летящих с дороги камней теряет герметичность радиатор. Особенно он страдает на автомобилях без кондиционера, где его не прикрывает теплообменник этой системы. Также радиатор принимает на себя все «удары судьбы» даже при небольших авариях. Течь теплообменника отопителя, хотя он и стоит в более «защищенном» от внешнего воздействия месте, также встречается нередко. Тот же антифриз, просочившийся сквозь сальниковое уплотнение насоса, выводит из строя подшипник, и — «Здравствуй, замена помпы». И хорошо, если вовремя уследите за признаками выхода из строя насоса, а то его поломка приведет или к обрыву ремня ГРМ и аварии двигателя, или к невозможности двигаться дальше на автомобилях, где установлен цепной привод газораспределительного механизма.

Термостат, этот маленький точный приборчик, тоже может начать хандрить. Его клапан может зависнуть или в закрытом, или в открытом состоянии. В первом случае неминуем перегрев двигателя даже в холодную погоду, а во втором двигатель не будет прогреваться до рабочей температуры. Повышенные износ мотора и расход топлива, негреющая печка — вот что гарантирует нам постоянно открытый термостат. Еще остается расширительный бачок. Течь его встречается только в схеме системы охлаждения, где он находится под рабочим давлением.

И последний узел, который может терять герметичность, — это пробка радиатора или расширительного бачка. И хотя жидкость через нее сразу не потечет, но это произойдет после первого же закипания двигателя. А закипит он быстро. Помните назначение пробки? Правильно: обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. Ни один современный мотор не может работать без герметичной пробки, кроме случаев очень низкой температуры окружающей среды и небольшой нагрузки на двигатель.

Интересный тест на знание причин перегрева можно пройти здесь

Замена жидкости и промывка

Если не пришлось заменять какой-либо узел в системе охлаждения раньше, то инструкции рекомендуют менять антифриз не реже чем в 5–10 лет. Если вам не приходилось доливать в систему воду из канистры, а еще хуже — из придорожной канавы, то при замене жидкости систему можно не промывать.

Для удаления охлаждающей жидкости в нижней части радиатора предусмотрено сливное отверстие с пробкой.

Для удаления охлаждающей жидкости в нижней части радиатора предусмотрено сливное отверстие с пробкой.

А вот если автомобиль многое повидал на своем веку, то при замене жидкости полезно произвести промывку системы охлаждения. Разомкнув в нескольких местах систему можно струей воды из шланга тщательно ее прополоскать. Либо просто слить старую жидкость и залить чистую, кипяченую воду. Запустить двигатель и прогреть до рабочей температуры. Выждав, пока система остынет, чтобы не обжечься, слить воду. Затем продуть воздухом систему и залить свежий антифриз.

Промывку системы охлаждения обычно затевают в двух случаях: когда перегревается двигатель (проявляется это прежде всего в летний период) и когда перестает греть печка зимой. В первом случае причина кроется в заросших грязью снаружи и засоренных изнутри трубках радиатора. Во втором — проблема в том, что забились отложениями трубки радиатора отопителя. Поэтому при плановой смене жидкости и при замене компонентов системы охлаждения не упускайте возможности хорошенько промыть все узлы.

Расскажите, с какими неисправностями системы охлаждения сталкивались вы. И желаю вам жаркого отопителя зимой и хорошего охлаждения летом.

Система охлаждения двигателя

09.02.2018

Система охлаждения двигателя

Детали и жидкости двигателя в процессе работы сильно нагреваются. Действие высоких температур на двигатель внутреннего сгорания необходимо минимизировать, для чего во всех двигателях устанавливают специальную систему охлаждения.
Система охлаждения двигателя – важнейшая система в автомобиле. Выполняет она ряд функций по охлаждению разных деталей, жидкостей и газов, а также помогает согревать воздух в салоне автомобиля, охлаждает воздух в автоматической коробке передач.

Различают несколько видов таких систем:
• Жидкостная – закрытого типа, для охлаждения используется поток специальной жидкости – антифриз и тосол.
• Воздушная – открытого типа, для охлаждения используется поток воздуха.
• Комбинированная – объединяет жидкость и воздух.

Чаще всего в современных автомобилях устанавливают жидкостную систему охлаждения двигателя. Все из перечисленных выше систем имеют ряд преимуществ и недостатков.

Итак, открытый тип охлаждения воздуха в двигателе примечателен более высокими шумовыми показателями за счет работы вентилятора.

В свою очередь, закрытый тип охлаждения воздуха (жидкостный) распространен из-за минимизации шума работы двигателя, возможности рециркуляции газов, он равномерно распределяет охлаждение, задействуя даже коробку передач (автоматическую). Основные детали такой системы охлаждения:
• Радиатор для жидкости и масляный радиатор.
• Вентилятор
• Теплообменник
• Расширительный бачок
• Термостат
• Рубашка охлаждения

Стоит заметить, что у дизельных и бензиновых двигателей системы охлаждения идентичны.

Что может сломаться в системе охлаждения двигателя?

Чаще наши специалисты встречают такие неисправности, как:
1. Утечка жидкости (внутренняя или внешняя)
2. Недостаточное охлаждение двигателя из-за использования неподходящей жидкости, или из-за смешивания жидкостей разных производителей.
3. Различного рода трещины в деталях системы охлаждения
4. Низкий уровень охлаждающей жидкости
5. Засорение радиатора
6. Неисправность отдельных деталей.

Как видно из перечисленного выше списка, ряд возможных неисправностей в системах охлаждения достаточно обширен. Некоторые достаточно устранить посредствам замены расходников (прокладок и проч.), либо доливом охлаждающей жидкости, а некоторые требуют тщательной диагностики и дорогостоящего ремонта.

Для предотвращения серьезных поломок, мы рекомендуем водителям тщательно следить за показателями температуры в двигателе, регулярно контролировать уровень охлаждающей жидкости, не пропускать ТО, контролировать двигатель на предмет утечки охлаждающей жидкости.

В случае если проблема уже случилась, мы советуем незамедлительно обратиться в СТО. Если Вы находитесь в дороге, а температура у двигателя сильно превышена, необходимо срочно остановиться и открыть капот. Но ни в коем случае не открывать пробку радиатора – жидкость внутри находится под сильным давлением, случае, если вы откроете пробку, она вырвется наружу и обожжет Вам руки и лицо.
Кроме того, категорически запрещается лить жидкость на двигатель, это может спровоцировать еще более серьезные поломки – трещины внутри системы.

Если поломок избежать не удалось, то заказывайте детали для систем охлаждения в интернет магазине запчастей в Москве на базе АГМ ТРАКТ.

Посмотрите видео про систему охлаждения двигателя:

Плюсы и минусы разных систем охлаждения двигателя.

Плюсы и минусы разных систем охлаждения двигателя.

Важность системы охлаждения в автомобилях невозможно переоценить, так как её основной функцией является защищать двигатель и его детали от перегрева, обеспечивая исправность его работы. Многие не придают этому большого значения, но оптимальный тепловой режим очень важен для моторов. Вред приносит не только перегрев, но и также чрезмерно низкая температура, то есть, переохлаждение.

Существует два основных типа систем охлаждения и один комбинированный. Основными являются закрытая система, она же жидкостная, и открытая, более известная как воздушная. Комбинированная же система сочетает в себе элементы обоих систем. Что примечательно, более распространенным является именно жидкостное (водяное) охлаждение двигателя.

Так как воздушное охлаждение используется более редко, мы расскажем о его преимуществах и развеем некоторые из распространенных мифов. К примеру, «воздушник» медленнее охлаждает двигателей из-за особенностей своей теплоемкости, но благодаря этому, он поможет избежать перегрева от внешней температуры. Иначе говоря, у «водяного» двигателя даже с самым огромным радиатором намного больше шансов заработать перегрев в жару, чем у «воздушников.

Бытует миф, что системы воздушного охлаждения являются менее надежными и могут выйти из строя. Но всё совсем наоборот, в такой системе отсутствует большое количество деталей, таких как термостат, сальники, помпа, шланги, радиатор, и поэтому меньше шансов на то, что что-нибудь сломается.

Зачастую также двигатель с воздушным охлаждением является более компактным по габаритам, но одним его явным недостатком является шумность. Он действительно производит много шума при работе, но это практически единственный недостаток, поэтому смириться с ним достаточно просто.

Теперь расскажем и о преимуществах водяного охлаждения. Одним из наиболее основных плюсов этой системы можно назвать высокую эффективность отвода тепла, тем самым обеспечивая стабильный тепловой режим даже при резкой смене режима нагрузки двигателя. Также такая система обеспечивает быстрый и равномерный прогрев при запуске двигателя.

Из недостатков можно выделить большую подверженность влиянию температуры внешней среды, а также меньшую надежность и высокую стоимость обслуживания.

В любом случае, какая бы система не использовалась в Вашем авто, Вам необходимо тщательно следить за её состоянием для избегания каких-либо проблем или неполадок.

Как правильно очистить систему охлаждения двигателя

Агрегат/система: Двигатель

Неисправность: Как правильно очистить систему охлаждения двигателя

Симптомы

— Приборы автомобиля фиксируют перегрев-Звучит предупреждающий сигнал
— Из под капота идет пар
— Снизилась тяга
— Посторонние звуки в двигателе

Причины возникновения неисправности

-Загрязнение системы охлаждения продуктами износа охлаждающей жидкости
-Загрязнение внешних поверхностей радиатора
-Выход из строя термостата, помпы, клапана, регулирующего давление, потеря герметичности
-Прорыв газов из камеры сгорания
-Применение не качественных герметиков

Возможные последствия не устранения

Работа двигателя при повышенной температуре крайне негативно сказывается на его ресурсе.
Перегрев может привести к пробою прокладок, что мгновенно выведет двигатель из строя. К залеганию поршневых колец, что повлечет за собой потерю компрессии, повышенный расход масла и сильный износ ЦПГ*, что потребует капитального ремонта двигателя грузового автомобиля.
В особо тяжелых случаях, возможно полное разрушение деталей ЦПГ* и блока цилиндров.
Подобные поломки требуют полной замены  дорогостоящего двигателя.

 
* Цилиндро – поршневая группа 

Решение проблемы

Следует неукоснительно соблюдать предписанные регламентом сроки обслуживания, вовремя менять охлаждающую жидкость, ремни, помпы, следить за герметичностью и чистотой системы охлаждения!

Промыть  Очистителем системы охлаждения Kuhler-Reiniger 

Средство для чистки контуров охлаждения грузовых автомобилей.
Очиститель удаляет эти отложения и обеспечивает нормальную температуру двигателя, его надежность.
Эффективно растворяет накипь и загрязнения, содержащие масло, в радиаторах, обогреве, линиях, а также в двигателе.
Для всех систем охлаждения и нагрева.
Не содержит агрессивных кислот и щелочей.
Оптимальная емкость для грузовых автомобилей. 

Артикул: 5189
Объем: 1 л

Как применять Очиститель системы охлаждения Kuhler-Reiniger

— добавить в систему охлаждения из расчета 1 л. очистителя на 50 л. охлаждающей жидкости;
— завести двигатель и прогреть его до рабочей температуры;
— дать ему поработать на холостых оборотах 10-30 минут;
— средство может находиться в системе охлаждения сроком до 3 часов, в том числе и во время движения автомобиля;
— слить жидкость из системы и промыть ее водой;
— залить новую охлаждающую жидкость.

Использовать Очиститель наружной поверхности радиатора Kuhler Aussenreiniger 

Очиститель внешних поверхностей радиатора.
Отлично очищает внешние поверхности любых радиаторов: радиатор системы охлаждения,
конденсатор кондиционера, радиатор системы смазки, радиатор автоматической коробки передач и другие.
Превосходно удаляет все виды тяжелых загрязнений такие как:
грязь, соль, смазочные материалы, жиры и следы насекомых.
Радиаторы остаются чистыми и защищенными от коррозии на протяжении длительного времени. 

Артикул: 3959    
Объем: 0.5 л

Как применять Очиститель наружной поверхности радиатора Kuhler Aussenreiniger

— Сильно встряхнуть упаковку
— Смочить средством наружные поверхности холодного радиатора
— Выдержать на поверхности 2 — 3 минуты, в зависимости от степени загрязнения
— Смыть слабым напором воды

При сильных загрязнениях рекомендуется повторить процесс очистки. Также остатки загрязнений могут быть удалены сжатым воздухом
Важно: мойка радиатора сильным напором воды или сжатого воздуха чревата механическими повреждениями ячеек радиатора. Средство работоспособно только при положительной температуре.

Результат применения средств для очистки системы охлаждения

Система свободна от отложений на внутренних поверхностях
Обеспечивается оптимальная прокачиваемость
Обеспечивается правильный теплоотвод от внутренних деталей двигателя
Очищена внешняя поверхность радиатора грузовика
Обеспечивается правильный теплообмен
Обеспечивается правильная работа вискомуфт и вентиляторов

Устройство системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался.

Если не менять охлаждающую жидкость во время , это приведет к повышенному…

Требования к системе охлаждения:

• автоматическое поддержание оптимального теплового режима в двигателе, независимого от режима работы и внешних условий;
• быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры;
• длительное сохранение теплоты после остановки двигателя;
• малые энергетические затраты, связанные с приводом агрегатов системы охлаждения.

Сгорание горючей смеси сопровождается выделением значительного количества теплоты. Если двигатель не охлаждать или охлаждать недостаточно, го его детали могут нагреться до высокой температуры, а это уменьшает их прочность и наполнение цилиндров, ухудшает условия работы смазочной системы вследствие снижения вязкости перегретого масла, ускоряет срабатывание присадок к маслам и увеличивает количество отложений и нагара на деталях.

«Большинство автомобильных двигателей имеют жидкостные системы охлаждения закрытого типа» .

Жидкостная система охлаждения

Жиддкостная система охлаждения более инерционна, двигатель медленно прогревается, но и медленно остывает. Кроме того, большая теплоемкость охлаждающей жидкости обеспечивают интенсивный и равномерный теплоотвод и меньшую температуру деталей.

Теплота, отводимая от двигателей, используется для подогрева впускного трубопровода и улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду.

Приборы системы охлаждения:

радиатора 3, вентилятора 1, жидкостного насоса 8, рубашки охлаждения блока цилиндров, рубашки охлаждения головки блока цилиндров, термостата 10, патрубков 6,17 шлангов 9, расширительного бачка, приборов контроля температуры жидкости 13, сливных краников 18, 19.

Работа системы охлаждения

Циркуляцию жидкости в системе охлаждения осуществляют по двум кругам: малому и большому.

По малому кругу жидкость циркулирует при пуске холодною двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев в такой последовательности: жидкостной насос — распределительные трубы — рубашка охлаждения блока цилиндров — рубашка охлаждения головки блока цилиндров — верхний патрубок термостата (клапан закрыт) — перепускной шланг приемная полость жидкостного насоса.

По большому кругу жидкость циркулирует при прогретом двигателе: жидкостной насос (как и по малому кругу) — термостат (клапан открыт) — резиновый шланг — патрубок радиатора — верхний бачок радиатора — сердцевина радиатора — нижний бачок радиатора — патрубок — шланги — приемная полость жидкостного насоса.

Переохлаждение двигателя сопровождается ростом механических потерь из-за повышения вязкости масла, ухудшением процессов смесеобразования и сгорания, следствием чего является повышенный расход топлива. Конденсация паров воды в картерной полости холодного двигателя и на стенках цилиндров приводит к коррозии. В отрабатавших газах повышается содержание углеводородов не сгоревшего топлива и высокотоксичных альдегидных соединений.
Принудительный отвод теплоты от деталей двигателя осуществляется с помощью жидкости или воздуха, в связи с чем различают двигатели жидкостного и воздушного охлаждения.

Радиатор является теплообменником системы охлаждения, где поступающая из двигателя жидкость передаст теплоту потоку воздуха.

Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков, соединенных между собой трубками, образующими его охлаждающую решетку (сердцевину ра­диатора). Верхний бачок радиатора имеет наливную горловину с пробкой, а нижний — сливной кран. В наливную горловину впаяна пароотводная трубка, соединенная с расширительным бачком. Пароотводная трубка за­глублена в радиатор, где отводимые пары конденсируются. К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки. Стойки и пластина образуют каркас радиатора. Сердцевина радиатора состоит из нескольких рядов тру­бок, впаянных в верхний и нижний бачки. К трубкам крепятся гонкие ох­лаждающие пластины или гофрированные ленты, изготовленные из лату­ки, алюминия или красной меди.

Пробка заливной горловины в закрытых системах жидкостного охлажде­ния имеет два предохранительных клапана с уплотнительными резиновы­ми прокладками и пружинами. Паровой клапан регулируют на избыточное давление (0,145—0,160 МПа), воздушный клапан открывается при падении давленияв системе против атмосферного не более чем на 0,01 МПа.

При нормальном функционировании клапанов система охлаждения только кратковременно может сообщаться с окружающей средой или поло­стью расширительного бачка.

Жалюзи устанавливаются перед радиатором, с их помощью регулирует­ся количество воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Жалюзи изготовляются в виде набора вертикальных иди горизонтальных пластин — створок из оцинкованного железа, которые объединены общей рамкой и снабжены шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный или групповой поворот их вокруг своей оси. Жалюзи прикрепляют к каркасу радиатора или к его наружной облицовке. Управление створками осущест­вляется вручную или с помощью устройства с термостатом.

Жидкостной насос создаст в системе охлаждения принудительную цир­куляцию жидкости. Применяют одноступенчатые жидкостные насосы цен­тробежного типа. Привод насоса, как правило, работает от шкива коленча­того вала посредством клиноременной передачи.

Жидкостной насос состоит из корпуса, вала привода с крыльчаткой, ступицы для крепления шкива привода, самоподжимной уплотняющей манжеты, двух латунных обойм, резиновой манжеты» уплотняющей шайбы ипружинного кольца. Вал насоса вращается на двух шарикоподшипниках.

Центробежные насосы одноступенчатого типа, рассчитанные на давле­ние и 0,04 —0,1 МПа, отличаются компактностью и обеспечивают доста­точную подачу жидкости при сравнительно больших зазорах между крыль­чаткой и стенками корпуса.

Вентилятор служит для создания воздушного потока, проходящего че­рез сердцевину радиатора, для охлаждения жидкости, протекающей по трубкам.

Обслуживание системы охлаждения гарантия нормальной работы вашего двигателя.

 

 

Типы систем охлаждения в двигателе

Типы систем охлаждения в двигателе

В этой статье мы обсуждаем типы систем охлаждения в двигателе . Следующие две системы используются в настоящее время для охлаждения двигателей внутреннего сгорания :

Необходимость системы охлаждения в двигателе

Всем двигателям внутреннего сгорания требуется система охлаждения, поскольку сгорание топлива происходит внутри самого двигателя. Все тепло, выделяемое при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не преобразуется в полезную мощность на коленчатом валу.Только около 30% тепла преобразуется в механическую работу. Около 40% уходит через выхлоп. Остальные 30% бесполезно тратить тепло.

Видно, что количество тепла, отдаваемого стенкам цилиндров, является значительным, и если это тепло не отводится от цилиндров, это может привести к заклиниванию поршня, высокому расходу топлива, преждевременному воспламенению и сгоранию смазки и т. Д.

Принимая во внимание вышеуказанные факты, следует отметить, что должны быть предусмотрены подходящие средства для отвода этого избыточного тепла от стенок цилиндра, чтобы поддерживать температуру ниже определенных пределов.Поэтому способ отвода избыточного тепла от цилиндра двигателя называется системой охлаждения .

Типы системы охлаждения в двигателе

Ниже приведены два типа системы охлаждения двигателя:

1. Система воздушного охлаждения
2. Система водяного охлаждения

Система воздушного охлаждения

Система воздушного охлаждения обычно используется в небольших двигатели говорят до 15-20 кВт . Пневматическая система используется в двигателях мотоциклов, скутеров, самолетов и других стационарных установок. В странах с холодным климатом эта система также используется в двигателях автомобилей.

В этой системе тепло отводится непосредственно в атмосферный воздух за счет теплопроводности через стенки цилиндра. Чтобы увеличить скорость охлаждения, увеличивают площадь внешней поверхности цилиндра и головки блока цилиндров за счет излучающих гильз и фланцев. В более крупных агрегатах вентиляторы обеспечивают циркуляцию воздуха вокруг стенок цилиндров и головки цилиндров.

Преимущества системы с воздушным охлаждением

Ниже приведены преимущества системы с воздушным охлаждением:

• Система с воздушным охлаждением не имеет радиатора или насоса, поэтому система легкая.
• В случае системы водяного охлаждения утечки есть, но в данном случае утечек нет.
• Растворы охлаждающей жидкости и антифриза не требуются.
• Эту систему можно использовать в холодном климате, где при использовании воды она может замерзнуть.

Недостатки системы воздушного охлаждения

• Она сравнительно менее эффективна.
• Используется в двигателях самолетов и мотоциклов, где двигатели подвергаются прямому воздействию воздуха.

Система водяного охлаждения

Система водяного охлаждения используется в двигателях автомобилей , автобусов, грузовиков и т. Д.В этой системе вода циркулирует через водяные рубашки вокруг каждой из камер сгорания, цилиндра, седел клапанов и штоков клапанов.

Вода постоянно находится в движении с помощью центробежного водяного насоса, который приводится в движение клиновым ремнем от шкива коленчатого вала двигателя . После прохождения кожухов двигателя в блоке и ГБЦ.

Вода проходит через радиатор . В радиаторе вода охлаждается воздухом, всасываемым через радиатор вентилятором.Обычно вентилятор и водяной насос устанавливаются и приводятся в действие на общем валу. После прохождения через радиатор вода сливается и подается к водяному насосу через входной канал цилиндра. Вода снова циркулировала через рубашки двигателя.

Детали системы водяного охлаждения

1. Радиатор.
2. Термостатический клапан.
3. Водяной насос
4. Вентилятор.
5. Водные куртки.
6. Смеси антифризы.

Типы систем водяного охлаждения

Система водяного охлаждения

имеет следующие типы:

1. Система охлаждения Thermosyphon.
2. Крыльчатка циркуляционной системы.
3. Насос циркуляционной системы.
4. Система охлаждения под давлением.

1. Система охлаждения Thermosyphon

В этой системе используется естественная конвекция воды . т.е. горячая вода имеет меньшую плотность и поднимается вверх. Таким образом, горячая вода в водяной рубашке поднимается вверх и идет вверху радиатора, откуда она проходит вниз, охлаждается и собирается в нижнем баке.

Из нижнего бака снова идет в водяную рубашку блока цилиндров.Эта система естественной циркуляции используется в очень старых моделях автомобилей.

2. Система крыльчатки

Это улучшение по сравнению с термосифонной системой охлаждения . И он похож во всех отношениях, за исключением того, что у него есть небольшая крыльчатка, приводимая в движение самим двигателем для увеличения скорости циркуляции воды.

3. Циркуляция насоса

Это современная система водяного охлаждения, при которой вода эффективно циркулирует от блока цилиндров к радиатору и обратно с помощью центробежного насоса, приводимого в действие клиновым ремнем двигателя.

4. Система под давлением

Это усовершенствованная система охлаждения с циркуляцией насоса. В этой системе есть специальная крышка радиатора с подпружиненным клапаном давления и вакуумным клапаном.

Колпачок газонепроницаем при прогреве двигателя, образуется водяной пар, который не выходит наружу. Следовательно, температура кипения воды в системе повышается, так что рабочая температура двигателя также повышается. Более высокая температура дает лучший тепловой КПД.

Клапан давления открывается, когда давление в системе превышает определенное заранее заданное значение клапана, скажем, 0,5 кг см². и позволить пару уйти, тем самым избегая образования избыточного давления. Когда двигатель остывает, вакуумный клапан открывается и компенсирует потерю воды или воздуха.

Преимущества системы водяного охлаждения

• Равномерное охлаждение цилиндра, ГБЦ и клапанов.
• Удельный расход топлива двигателя улучшается за счет использования системы водяного охлаждения.
• Если мы используем систему водяного охлаждения, двигатель не обязательно должен находиться в передней части движущегося транспортного средства.
• Двигатель менее шумный по сравнению с двигателями с воздушным охлаждением, так как в нем есть вода для гашения шума.

Недостатки системы водяного охлаждения

• Это зависит от подачи воды.
• Водяной насос, перекачивающий воду, потребляет значительную мощность.
• Выход из строя системы водяного охлаждения приведет к серьезному повреждению двигателя.
• Система водяного охлаждения стоит дороже, так как состоит из нескольких частей. Кроме того, для его частей требуется больше обслуживания.

Читайте также: Основные компоненты двигателя (названия и изображения деталей двигателя)

Разница между системой воздушного охлаждения и системой водяного охлаждения

В [Система охлаждения для двигателя ic] Для сравнения воздуха важен следующий момент система охлаждения и водяного охлаждения.

Система воздушного охлаждения

1. Конструкция этой системы проста и менее затратна.
2. Вес системы охлаждения (на л.с. двигателя) очень меньше.
3. Расход топлива (на л.с. двигателя) больше.
4. Его установка и обслуживание очень просты и менее затратны.
5. Нет опасности утечки или замерзания охлаждающей жидкости.
6. Работает плавно и непрерывно. Причем не зависит от охлаждающей жидкости.

Система водяного охлаждения

1. Конструкция этой системы сложна и дороже.
2. Вес системы охлаждения (на л.с. двигателя) намного больше.
3. Расход топлива (на л.с. двигателя) меньше.
4. Его установка и обслуживание сложнее и дороже.
5. Существует опасность протечки или замерзания охлаждающей жидкости.
6. Если система выходит из строя, это может привести к серьезному повреждению двигателя в течение короткого времени.

---

Заключение

Вот и все, спасибо за прочтение. Теперь я надеюсь, что вы узнали о «Типах систем охлаждения в двигателе ».Если у вас есть вопросы или сомнения по поводу этой статьи, вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые сообщения. это бесплатно.

Загрузите PDF-файл этой статьи:

Подробнее:

Как работает система охлаждения автомобиля?

Чтобы объяснить, как работает система охлаждения, необходимо сначала объяснить, что она делает. Все очень просто — система охлаждения автомобиля охлаждает двигатель.Но охлаждение этого двигателя может показаться гигантской задачей, особенно если учесть, сколько тепла выделяет автомобильный двигатель.

Подумайте об этом. Двигатель небольшой машины, движущейся по шоссе со скоростью 50 миль в час, будет производить примерно 4000 взрывов в минуту. Наряду со всем трением движущихся частей это много тепла, которое нужно сосредоточить в одном месте. Без эффективной системы охлаждения двигатель нагреется и перестанет работать в течение нескольких минут.

Современная система охлаждения должна обеспечивать прохладу автомобиля при температуре окружающей среды 115 градусов, а также тепло в зимнюю погоду -25 градусов.

Два типа охлаждения

В автомобилях существует два типа систем охлаждения: одна охлаждаемая жидкостью, а другая — воздухом. Двигатели с воздушным охлаждением почти ушли в прошлое и были торговой маркой старых Volkswagen Beetles, а также Chevy Corvair.

В новых мотоциклах используется воздушное охлаждение, но в автомобилях охлаждение двигателя воздухом встречается очень редко. Следовательно, в оставшейся части этой статьи мы будем иметь дело исключительно с системами жидкостного охлаждения.

Что происходит внутри…

Система жидкостного охлаждения работает путем постоянного пропускания жидкости через каналы в блоке двигателя.Охлаждающая жидкость, приводимая в действие водяным насосом, проталкивается через блок цилиндров. Когда раствор проходит через эти каналы, он поглощает тепло от двигателя.

После выхода из двигателя эта нагретая жидкость попадает в радиатор, где охлаждается воздушным потоком, поступающим через решетку радиатора автомобиля. Жидкость остывает во время прохождения через радиатор, снова возвращаясь к двигателю, чтобы забрать больше тепла двигателя и унести его

Между двигателем и радиатором стоит термостат.Термостат регулирует, что происходит с жидкостью в зависимости от температуры. Если температура жидкости падает ниже определенного уровня, раствор обходит радиатор и вместо этого направляется обратно в блок двигателя.

Охлаждающая жидкость будет продолжать циркуляцию, пока не достигнет определенной температуры и не откроет клапан на термостате, позволяя ей снова пройти через радиатор для охлаждения.

Из-за очень высокой температуры двигателя кажется, что охлаждающая жидкость может легко достичь точки кипения.Однако система находится под давлением, чтобы предотвратить подобное. Когда система находится под давлением, охлаждающей жидкости намного труднее достичь точки кипения.

Однако иногда давление нарастает, и его необходимо сбросить, прежде чем оно сдует шланг или прокладку. Крышка радиатора сбрасывает избыточное давление и жидкость, накапливая ее в резервном баке. После того, как жидкость в резервном резервуаре охлаждается до приемлемой температуры, она возвращается в систему охлаждения для повторной циркуляции.

The Killer Cooling Agent: антифриз

Антифриз — неотъемлемая часть системы охлаждения. Состоящий из этиленгликоля, антифриз выдерживает температуры в несколько десятков градусов ниже нуля, в то же время без кипячения он может выдерживать температуру двигателя, превышающую 250 градусов.

Для большинства климатических условий смесь 50% антифриза и 50% воды является лучшей смесью охлаждающей жидкости. Если температура намного ниже нуля, лучше всего использовать смесь 75% антифриза и 25% воды, но такой процент концентрации является исключением, а не нормой.

Также важно отметить, что антифриз очень ядовит как для животных, так и для человека. Хранить ее подальше от животных очень важно, потому что их привлекает сладкий вкус жидкости, и они с готовностью ее выпьют. При попадании внутрь этиленгликоль образует кристаллы оксалата кальция, которые могут вызвать почечную недостаточность с последующей смертью.

Итак, не пытаясь походить на голос мрака и гибели, будьте осторожны с антифризом и немедленно вытрите любые капли или разливы.

Систему охлаждения можно обслуживать, полностью сливая старую охлаждающую жидкость и заменяя ее свежим раствором. Промывка под давлением, которую должны выполнять профессионалы, удалит любые водные накипи, а также любые остатки старой охлаждающей жидкости или осадка.

Когда система полностью промывается в одном направлении, механик часто выполняет обратную промывку, идущую в направлении, противоположном нормальному потоку жидкости. После того, как обратная промывка выполнила свою работу, устанавливается новый термостат, и система заполняется свежим охлаждающим раствором.

После заправки, удаления накипи и очистки система снова готова начать работу по охлаждению двигателя.

Системы охлаждения двигателя | Horton

Жидкостная система охлаждения двигателя (принудительная циркуляция) является наиболее распространенной для приводов и вентиляторов Horton, и эта система состоит из:

• Радиатор
• Водяной насос
• Термостат
• Привод вентилятора (или муфта вентилятора)
• Вентилятор

Радиатор

Несмотря на то, что существуют разные типы радиаторов, общий тип называется решетчатыми трубчатыми радиаторами.Он состоит из трубок (для переноса жидкости), к которым прикреплены кольца или ребра, помогающие рассеивать тепло. Горячая вода подается по трубкам в верхний бак (верх радиатора) с помощью водяного насоса. Охлаждающая вода направляется из нижнего бака (нижняя часть радиатора) обратно в двигатель для циркуляции через блок двигателя через небольшие каналы. Жидкость, проходящая через блок двигателя, помогает отводить тепло, в дополнение к дополнительному воздуху, проходящему через него вентилятором и движением.

Водяной насос

Водяной насос обычно устанавливается в передней части двигателя и приводится в действие ремнем. Нижняя часть радиатора (нижний бачок) соединяется со стороной всасывания насоса. Шпиндель насоса приводится в движение ремнем, который соединяется со шкивом, установленным на конце коленчатого вала. Назначение насоса — просто отводить горячую и впрыскивать более холодную жидкость (часто смесь воды и охлаждающей жидкости на спиртовой основе) через радиатор и через блок двигателя для достижения охлаждения.

Термостат

Термостат является частью циркуляционной системы. В зависимости от оптимальной температуры двигателя, он будет направлять больше или меньше жидкости (путем открытия и закрытия клапана) от радиатора к блоку двигателя. Термостат радиатора работает в паре с термостатом привода вентилятора. Термостат привода вентилятора заставляет вентилятор вращаться быстрее или медленнее, в зависимости от потребности двигателя в охлаждении.

Привод вентилятора (или муфта вентилятора)

В некоторых приложениях и рабочих средах вентилятор радиатора каким-то образом прикреплен непосредственно к двигателю, часто с помощью шкива и ремня.Таким образом, скорость его вращения зависит от числа оборотов двигателя и механической конструкции шкива / ремня. В более сложных системах охлаждения двигателя вращение вентилятора регулируется приводом вентилятора или муфтой вентилятора, которая включается или отключается от системы привода двигателя в зависимости от потребности в охлаждении. Два термина, «муфта вентилятора» и «привод вентилятора», взаимозаменяемы, но обычно муфта вентилятора используется для обозначения конструкции фрикционного диска, в то время как привод вентилятора обычно используется для обозначения вязкостной конструкции.Измерение температуры может осуществляться с помощью биметаллической сенсорной системы или электронного управления.

Назначение муфты вентилятора — поддерживать двигатель в пределах установленных параметров рабочей температуры, обычно определяемых производителем. Хотя привод вентилятора приводится в действие от двигателя, он предназначен для «свободного хода», когда он не включен, и включения (с использованием двигателя в качестве первичного двигателя) при повышении температуры двигателя.

Существует три типа приводов вентиляторов basic , каждый из которых имеет преимущества с точки зрения характеристик и цены: двухскоростной, двухскоростной и регулируемый.

Вентиляторы

Вентиляторы различаются по многим параметрам, в том числе по материалу, из которого они сделаны, и по способам изготовления или сборки. Они также различаются по диаметру, количеству лопастей, длине лопастей, шагу лопастей и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, такие как вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Литые вентиляторы

являются наиболее распространенными и широко используются как на дорогах, так и вне их. Обычно они изготавливаются из пластика или нейлона, имеют цельную конструкцию.

Модульные вентиляторы обычно используются во внедорожниках и обеспечивают значительную гибкость конструкции. Одна и та же ступица может соответствовать разной длине лопастей, шагу лопастей, конфигурациям лопастей и материалам лопастей для оптимизации производительности. Множество вариантов ступиц повышают их пригодность для многих приложений.

Металлические вентиляторы обычно используются во внедорожниках, но также встречаются и в дорожных транспортных средствах. Прочные и относительно легкие, они могут быть специально спроектированы для точного соответствия требованиям к потоку воздуха, размеру, длине лезвия, ширине лезвия, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону передаточного числа шкива вентилятора и другим факторам.

Как работает система охлаждения двигателя

А автомобильный двигатель при работе выделяет много тепла, и его необходимо постоянно охлаждать, чтобы избежать двигатель повреждать.

Обычно это делается путем обращения охлаждающая жидкость жидкость обычно вода, смешанная с антифриз раствор через специальные охлаждающие каналы. Некоторые двигатели охлаждаются воздухом, проходящим через ребра. цилиндр оболочки.

Как циркулирует охлаждающая жидкость

Типичная система водяного охлаждения с вентилятором с приводом от двигателя: обратите внимание на перепускной шланг, отводящий горячую охлаждающую жидкость для нагревателя.Герметичная крышка расширительного бачка имеет подпружиненный клапан, который открывается при превышении определенного давления.

Система охлаждения с водяным охлаждением

А с водяным охлаждением Блок двигателя и крышка цилиндра имеют соединенные между собой каналы охлаждающей жидкости, проходящие через них. В верхней части ГБЦ все каналы сходятся к единому выпускному отверстию.

А насос , приводимый шкивом и ремнем от коленчатый вал , выталкивает горячую охлаждающую жидкость из двигателя в радиатор , который является формой теплообменник .

Нежелательное тепло передается от радиатора в воздушный поток, а охлажденная жидкость затем возвращается к впускному отверстию в нижней части блока и снова течет обратно в каналы.

Обычно насос направляет охлаждающую жидкость вверх через двигатель и вниз через радиатор, пользуясь тем фактом, что горячая вода расширяется, становится легче и поднимается над холодной водой при нагревании. Его естественная тенденция — течь вверх, а насос способствует циркуляции.

Радиатор соединен с двигателем резиной. шланги , и имеет верхний и нижний резервуары, соединенные стержнем из множества тонких трубок.

Трубки проходят через отверстия в стопке тонких пластин из листового металла, так что сердцевина имеет очень большую площадь поверхности и может быстро отдавать тепло более холодному воздуху, проходящему через нее.

В старых автомобилях трубки проходят вертикально, но современные автомобили с низким фасадом имеют радиаторы поперечного потока с трубками, которые проходят из стороны в сторону.

В двигателе при нормальной рабочей температуре охлаждающая жидкость лишь чуть ниже нормальной точки кипения.

Риск закипания можно избежать, увеличив давление в системе, что повышает температуру кипения.

Дополнительное давление ограничивается крышкой радиатора, в которой находится давление клапан в этом. Избыточное давление открывает клапан, и охлаждающая жидкость вытекает через переливной патрубок.

в система охлаждения этого типа происходит постоянная небольшая потеря охлаждающей жидкости, если двигатель работает очень горячо. Систему время от времени необходимо пополнять.

Более поздние автомобили имеют герметичную систему, в которой любой перелив расширительный бак , из которого он всасывается обратно в двигатель, когда остынет оставшаяся жидкость.

Как помогает вентилятор

Радиатор нуждается в постоянном потоке воздуха через его сердцевину для надлежащего охлаждения. Когда машина движется, это все равно происходит; но когда он неподвижен поклонник используется для облегчения воздушного потока.

Вентилятор может приводиться в движение двигателем, но, если двигатель не работает, он не всегда нужен во время движения автомобиля, поэтому энергия используется для вождения отходов топливо .

Чтобы преодолеть это, некоторые автомобили имеют вязкая муфта жидкость схватить работает с помощью термочувствительного клапана, который отключает вентилятор до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет заданного значения.

В других автомобилях есть электровентилятор, который также включается и выключается по температуре. датчик .

Для быстрого прогрева двигателя радиатор закрывается термостат , обычно размещается над насосом. Термостат имеет клапан, работающий от камеры, заполненной воском.

Когда двигатель нагревается, воск плавится, расширяется и толкает клапан, позволяя охлаждающей жидкости течь через радиатор.

Когда двигатель останавливается и остывает, клапан снова закрывается.

Вода расширяется при замерзании, и если вода в двигателе замерзнет, ​​она может лопнуть блок или радиатор.Так антифриз обычно этиленгликоль добавляется в воду, чтобы снизить ее Точка замерзания до безопасного уровня.

Антифриз не следует сливать каждое лето; его обычно можно оставить на два-три года.

Системы охлаждения двигателя с воздушным охлаждением

в с воздушным охлаждением Двигатель, блок и ГБЦ выполнены с глубокими ребрами снаружи.

Ребра цилиндра с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется больше всего тепла.Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам.

Воздушное охлаждение через ребра

Ребра цилиндра с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется больше всего тепла. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Ребра цилиндра с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется больше всего тепла.

Водяная система отопления

В нагревателе, работающем от водяного клапана, весь воздух проходит через матрицу. Температура матрицы регулируется путем регулирования количества проходящей через нее горячей воды.

Часто воздуховод проходит вокруг ребер, и вентилятор с приводом от двигателя продувает воздух через канал, чтобы отводить тепло от ребер.

Чувствительный к температуре клапан регулирует количество воздуха, нагнетаемого вентилятором, и поддерживает постоянную температуру даже в холодные дни.

Охлаждение масла

Система охлаждения двигателя — типы и их работа

Вы, должно быть, заметили тепло, исходящее от двигателя, если вы едете на мотоцикле или наблюдаете за тяжелым / большим дизельным двигателем. Откуда это тепло? Во время рабочего такта двигателя в цилиндрах вырабатывается тепло. Хотя большая часть этого тепла уходит из цилиндра в виде горячих выхлопных газов; некоторые убегают через проводимость через его стены.

В то время как большинство металлов проводят это тепло, чтобы позже излучаться наружу в атмосферу; но существует только предел, до которого металл может излучать тепло, в зависимости от его площади поверхности.Если тепло, излучаемое за пределы цилиндра, намного меньше, чем осталось внутри; двигатель может перегреться.

Продолжительный перегрев может привести к неравномерному тепловому расширению деталей двигателя, коррозии и термическому напряжению. Таким образом, в двигателе I.C установлена ​​система охлаждения двигателя, обеспечивающая эффективную работу двигателя. Двигатель может охлаждаться воздухом или водой и называется системой с воздушным и водяным охлаждением соответственно.

В системе с воздушным охлаждением может использоваться либо система принудительного охлаждения, либо естественный максимальный теплообмен за счет увеличения площади ее поверхности.С другой стороны, система с водяным / жидкостным охлаждением может использовать радиатор или специальный теплообменник в замкнутой системе. Независимо от метода, их основная задача — поддерживать температуру двигателя под контролем.

Высокая температура двигателя вызывает не только деформацию, деформацию, термическое напряжение и заедание поршня; но также снижает объемный КПД двигателя из-за высокого риска расплавления деталей цилиндра.

Различные типы систем охлаждения двигателя

Основная работа системы охлаждения заключается в уменьшении избыточного тепла, выделяемого в цилиндре.Он не должен уменьшать отходящее тепло намного меньше или больше; в противном случае отрицательно сказывается на характеристиках двигателя. Таким образом, установка системы охлаждения двигателя, которая может снизить избыточное теплоотдачу до 30%, является практическим правилом. Таким образом, на разные двигатели устанавливаются разные типы систем охлаждения, которые могут удовлетворить потребность в 30%. На изображении представлен двигатель с воздушным охлаждением с увеличенной площадью поверхности в виде ребер.

1) Двигатель с воздушным охлаждением

Небольшие двигатели с относительно более низкой выходной мощностью по сравнению с тяжелыми двигателями обычно имеют двигатели с воздушным охлаждением.Они обычно используются в мотоциклах, небольших тракторах, скутерах, очень маленьких двигателях и винтовых самолетах. Эти двигатели относительно дешевле, проще в сборке и легкие.

Прежде всего, они требуют гораздо меньшего количества обслуживания или контроля и не зависят от разницы температур и отрицательных температур. Фактически, эти двигатели предпочтительнее других в арктических регионах из-за нехватки воды и минусовых температур.

Система охлаждения двигателя с воздушным охлаждением работает по простому принципу влияния скорости воздуха и площади поверхности на передачу тепла между двумя средами или телами.Когда два тела, твердое тело или жидкость находятся в контакте, тепло передается от тела с высокой температурой к среде с низкой температурой.

Тепло сначала передается от цилиндра к его стенкам, а затем отводится воздухом посредством естественной конвекции. Стенки цилиндра нагревают окружающий воздух; горячий воздух имеет тенденцию подниматься, освобождая место для холодного воздуха, чтобы заполнить его место и продолжить процесс.

Таким образом, благодаря естественной конвекции система охлаждения двигателя с воздушным охлаждением сокращает большую часть отходящего тепла за счет конвекции; в то время как некоторым удается спастись благодаря радиационному процессу.Но все же даже маленькому двигателю мотоцикла недостаточно, чтобы обеспечить эффективное охлаждение в течение длительного времени.

Для эффективного охлаждения он должен успешно отводить тепло с большей скоростью. Таким образом, для достижения более высокой эффективности охлаждения для того же двигателя используется метод принудительной конвекции. При этом на валу двигателя устанавливается дополнительный вентилятор, обеспечивающий дополнительный поток воздуха.

Другой эффективный метод

Хотя относительно легко установить дополнительный вентилятор на валу двигателя, чтобы подавать больше охлаждающего воздуха и ускорять процесс.Мы можем добиться аналогичных результатов даже при естественной конвекции, увеличив площадь охлаждающей поверхности. Для этого небольшие двигатели как таковые на мотоциклах имеют такую ​​удлиненную поверхность в виде плавников. Эти ребра обеспечивают дополнительную площадь поверхности, что увеличивает скорость охлаждения. Вместе с проходящим воздухом и увеличенной площадью поверхности в виде ребер; эти двигатели с воздушным охлаждением, как правило, отлично справляются со своей задачей. Изображение представляет собой простую работу двигателя с водяным охлаждением

2) Двигатели с водяным охлаждением

Большая часть двигателей, которые мы видим в автомобилях и промышленных предприятиях, на самом деле имеют водяное охлаждение.Они есть в наших автобусах, легковых автомобилях, грузовиках, тракторах, генераторах переменного тока, промышленных двигателях и даже на кораблях; как в судовом дизельном двигателе.

Эти двигатели с водяным охлаждением можно легко идентифицировать по таким отличительным деталям, как; радиатор (разновидность теплообменника), расширительный бачок, вентилятор охлаждения, водяной насос, термостат, перепускной клапан, рубашка цилиндра и герметичная крышка.

В этих двигателях с водяным охлаждением вода течет снизу вверх в рубашке цилиндра, причем вода течет последовательно к головке цилиндров.Это означает, что некоторая горячая вода после охлаждения цилиндра идет в тепло цилиндра и в выпускной клапан в соответствии с конструкцией.

Это сделано, чтобы избежать теплового удара и нагрузки на головку блока цилиндров и ее детали; из-за большей разницы температур между водой и головкой блока цилиндров. В то время как вода используется для охлаждения твердых деталей, таких как головка и цилиндр; но для охлаждения движущихся частей, таких как поршень, используется только смазочное масло.

По конструкции двигатель с водяным охлаждением можно разделить на три основные категории; замкнутая, открытая и полузамкнутая система охлаждения двигателя.Открытая система охлаждения используется в местах с неограниченным запасом воды как таковых на небольших моторных лодках и яхтах.

Это старинный метод охлаждения, популярный во время и после Второй мировой войны. Система охлаждения с замкнутым контуром используется в береговых отраслях промышленности и автомобильных двигателях; где постоянный тип охлаждающей жидкости используется снова и снова.

С другой стороны, система охлаждения двигателя полузакрытого типа используется в настоящее время на больших коммерческих и военных кораблях. Здесь используется фиксированный тип теплоносителя в замкнутом контуре; который непрерывно охлаждается морской водой, протекающей в открытой системе.Это означает, что морская вода закачивается для охлаждения горячей охлаждающей жидкости, а затем сливается за борт.

A) Замкнутый контур — система охлаждения двигателя с водяным охлаждением

Предположим, что ваша машина стоит в гараже с охлажденным двигателем. С входным и выходным шлангами насоса охлаждающей жидкости, подключенными к радиатору и рубашке цилиндра; он готов к использованию в любое время. Между обратной магистралью охлаждающей жидкости и входом в радиатор установлен термостат для контроля температуры двигателя.

Теперь при запуске двигателя; термостат блокирует обратный поток охлаждающей жидкости в радиатор с помощью перепускного / запорного клапана.Это сделано для того, чтобы двигатели могли быстро набрать рабочую температуру.

Как только двигатель достигнет нормальной рабочей температуры; термостат открывает клапан, чтобы охлаждающая жидкость протекала через радиатор. Охлаждающая жидкость поступает в двигатель через впускное отверстие для воды в рубашке и движется к головке цилиндров.

Специальные бобы сделаны в металлическом цилиндре для эффективного теплообмена. Охлаждающая жидкость улавливает отработанное тепло, когда она движется через эти проходы в блоке цилиндров и его головке. Затем он возвращается в радиатор для охлаждения.На изображении показан радиатор двигателя с водяным охлаждением замкнутого цикла | Автор: Райан Фрост; Лицензия: CC BY 2.0; Год: 2008

Охлаждающая жидкость поступает в радиатор через впускные отверстия радиатора и стекает по трубкам радиатора. В этих трубках радиатора происходит обмен теплом между охлаждающей жидкостью и холодным воздухом. Воздух проходит через эти радиаторные трубки под действием поступательного движения автомобиля.

Установлены дополнительные вентиляторы с двигателем или приводом от двигателя для обеспечения дополнительного потока воздуха, способствующего теплообмену на низкой скорости.Многие двигатели с водяным охлаждением имеют эту дополнительную функцию автоматического включения и выключения вентиляторов радиатора; чтобы избежать ненужной принудительной циркуляции воздуха.

Предусмотрен дополнительный переливной или расширительный бачок, чтобы избежать повышения давления в трубках радиатора. Когда двигатель работает слишком долго и на высоких оборотах; его рабочая температура повышается. Это приводит к большему количеству отработанного тепла и, следовательно, к более высокой температуре охлаждающей жидкости. Если не установить флажок, это может привести к чрезмерному давлению в трубках радиатора.

Это может быть фатальным и привести к разрыву трубок радиатора или полному выходу из строя радиатора. Чтобы избежать такой ситуации, в системе предусмотрен переливной / расширительный бак. При повышении температуры охлаждающая жидкость расширяется и перетекает в расширительный бачок, а не создает давление.

Иногда, когда температура снижается или происходит потеря хладагента в системе, этот переливной бак помогает поддерживать надлежащее количество хладагента в системе. Это причина, по которой считается хорошей практикой заполнить расширительный бачок радиатора хотя бы наполовину перед очень долгой поездкой.

B) Открытый контур — система охлаждения двигателя с водяным охлаждением

Одна из самых простых и эффективных систем охлаждения двигателя; двигатели открытого цикла с водяным охлаждением используются для небольших морских судов, таких как моторные лодки и водные мотоциклы. Некоторые небольшие рыболовные лодки, изготовленные на заказ, также имеют систему охлаждения с открытым контуром из-за низкой стоимости и простой конструкции.

Его очень просто построить, эксплуатировать и обслуживать, поскольку все дело в всасывании морской воды для промывки рубашки двигателя. Система с разомкнутым контуром предпочтительнее других, где потребность в охлаждающей жидкости слишком высока, требуется простое управление по гораздо более низкой цене.

В системе охлаждения двигателя с открытым контуром вода всасывается насосом через ряд фильтров. Производительность этого насоса направляется непосредственно на вход рубашки и циркулирует по цилиндру. Затем горячая охлаждающая вода выбрасывается за борт. Это была самая используемая система охлаждения в прошлом веке.

Но учитывая его недостатки, такие как коррозия, морские отложения и высокий риск загрязнения нефтью; он ограничен лишь несколькими морскими приложениями.

C) Полузакрытая — система охлаждения двигателя с водяным охлаждением

Пресная вода используется для охлаждения судового дизельного двигателя, который затем охлаждается непрерывным потоком морской воды в полузакрытой системе. Его половина состоит из системы пресной воды, работающей в замкнутом контуре для охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, турбокомпрессора и выпускных клапанов. Другая половина, состоящая из морской воды, используется в качестве охлаждающей среды для пресной воды в системе с открытым контуром. В двигателях используется пресная вода, чтобы избежать коррозии и плохой теплоотдачи из-за отложений солей.

Пресная вода для этих целей вырабатывается на судне генератором пресной воды. Морская вода закачивается в теплообменник, называемый охладителем воды в рубашке; где забирает излишки тепла от пресной воды. Насос забортной воды всасывает воду из одного из отсеков забортной воды по левому или правому борту судна; через комплект всасывающего клапана и сетчатого фильтра.

Мощность этих насосов передается в различные системы, включая водяной охладитель рубашки через обратный клапан. На каждом корабле есть два таких насоса с возможностью автоматического переключения.

Вода в рубашке после охлаждения рубашки цилиндра, головки блока цилиндров, выпускного клапана и турбонагнетателя возвращается обратно в рубашку, вода через саморегулирующийся термостатический клапан поступает в теплообменник. На борту судна может быть кожухотрубный или пластинчатый теплообменник в качестве охладителя воды рубашки.

Две жидкие пресная и морская вода движутся в противоположных направлениях друг к другу для увеличения скорости теплопередачи. Итак, если морская вода входит сверху и выходит снизу; свежая вода поступает снизу и выходит из теплообменника сверху.

Температура воды в рубашке судового дизельного двигателя поддерживается на уровне 75 градусов Цельсия с помощью байпасного клапана и термостата, настроенного на температуру от 75 до 80. Байпасный клапан открыт, и вода в рубашке ограничивается поступлением в теплообменник до достижения температуры. его оптимальная рабочая температура.

Если температура воды в рубашке слишком низкая для запуска двигателя, она пропускается через нагревательные или паровые змеевики. Когда он достигает своей рабочей температуры, байпасный клапан наполовину закрывается, и термостат позволяет воде поступать в водоохладитель рубашки.На изображении показан расширительный бачок, заполненный водным раствором антифриза. | Автор: EvelynGiggles; Лицензия: CC BY 2.0; Год: 2009

Холодная температура и потребность в антифризе

Вода экспоненциально расширяется при замерзании. Таким образом, замерзание охлаждающей воды в холодном двигателе может привести к изгибу клапанов и их соединений и разрыву небольших каналов. Это не только ограничивает использование холодного двигателя, но и требует больших денег на его ремонт летом. Чтобы решить проблему замерзания воды зимой, с водой смешивают состав, называемый антифризом.Смесь дополнительно снижает температуру замерзания охлаждающей воды рубашки, избегая ее замерзания.

Обычно в автомобильной промышленности используется соотношение от 70-30 до 50-50. Но в некоторых случаях, как в случае с двигателем, специально разработанным для полярных целей, это соотношение достигает 30-70. Это означает тридцать процентов воды и семьдесят процентов антифриза.

Обычно в качестве антифриза используют этиленгликоль и полипропиленгликоль. Они химически стабильны, имеют очень низкие температуры замерзания, очень высокую температуру кипения, не испаряются радиально при комнатной температуре, долговечны и опасно ядовиты.

Также читайте:

Знаете ли вы, что мы пишем сообщение по вашему запросу?

Запросите собственную тему!

Что такое система охлаждения? — Типы, детали и принцип работы

Что такое система охлаждения?

Мы знаем, что в двигателях внутреннего сгорания сгорание воздуха и топлива происходит в цилиндре двигателя и образуются горячие газы.

Температура газов от 2300 до 2500 ° C. Это очень высокая температура, которая может вызвать ожог масляной пленки между движущимися частями и привести к их заеданию или сварке.

Следовательно, эту температуру необходимо снизить примерно до 150–200 ° C, при которой двигатель работает наиболее эффективно. Слишком сильное охлаждение также нежелательно, поскольку снижает тепловой КПД. Таким образом, цель системы охлаждения — поддерживать работу двигателя при наиболее эффективной рабочей температуре.

Следует отметить, что двигатель довольно неэффективен в холодном состоянии, и поэтому система охлаждения спроектирована таким образом, чтобы предотвратить его охлаждение при прогреве двигателя и пока он не достигнет максимальной эффективной рабочей температуры, он начинает охлаждаться.

Типичная автомобильная система охлаждения включает:

• Ряд каналов, отлитых в блоке двигателя и головке цилиндров, окружающих камеры сгорания с циркулирующей жидкостью для отвода тепла;
• Радиатор, состоящий из множества небольших трубок, снабженных решеткой из ребер для быстрого отвода тепла, который принимает и охлаждает горячую жидкость от двигателя;
• Водяной насос, обычно центробежного типа, для циркуляции жидкости в системе;
• Термостат для регулирования температуры путем изменения количества жидкости, поступающей в радиатор; и
• Вентилятор для подачи свежего воздуха через радиатор.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Большинство двигателей внутреннего сгорания имеют жидкостное охлаждение с использованием либо воздуха (газообразная жидкость), либо жидкого хладагента, проходящего через теплообменник (радиатор), охлаждаемый воздухом. В системе водяного охлаждения двигателей стенки и головки цилиндров снабжены рубашкой, через которую может циркулировать охлаждающая жидкость.

Система охлаждения в двигателе внутреннего сгорания используется для поддержания различных компонентов двигателя при температурах, способствующих долгому сроку службы и надлежащему функционированию.

Как работает система охлаждения автомобиля?

Система жидкостного охлаждения работает путем постоянного пропускания жидкости через каналы в блоке двигателя. Охлаждающая жидкость, приводимая в действие водяным насосом, проталкивается через блок цилиндров. Когда раствор проходит через эти каналы, он поглощает тепло от двигателя. Между двигателем и радиатором есть термостат.

На самом деле, в автомобилях есть два типа систем охлаждения: с жидкостным охлаждением и с воздушным охлаждением.

Двигатели с воздушным охлаждением используются на некоторых старых автомобилях, таких как оригинальный Volkswagen Beetle, Chevrolet Corvair и некоторых других.Многие современные мотоциклы по-прежнему используют воздушное охлаждение, но по большей части автомобили и грузовики используют системы с жидкостным охлаждением, и именно на этом мы сконцентрируемся в данной статье.

Система охлаждения работает, направляя жидкую охлаждающую жидкость через каналы в блоке двигателя и головках. Когда охлаждающая жидкость проходит через эти каналы, она забирает тепло от двигателя. Затем нагретая жидкость попадает по резиновому шлангу в радиатор в передней части автомобиля. Проходя через тонкие трубки в радиаторе, горячая жидкость охлаждается воздушным потоком, поступающим в моторный отсек через решетку перед автомобилем.

После охлаждения жидкость возвращается в двигатель, чтобы поглотить больше тепла. Водяной насос удерживает жидкость в этой системе водопровода и скрытых проходов.

Как проверить систему охлаждения под давлением?

Испытание под давлением используется для проверки герметичности системы охлаждения и проверки крышки радиатора. Самым распространенным устройством для опрессовки является устройство ручного насоса с переходниками для крышек разного размера и заливной горловины радиатора.

Другой тип манометра использует запасной воздух, подключенный к переливному шлангу охлаждающей жидкости.Третий тип имеет переходник, который заменяет крышку радиатора и позволяет установить датчик давления или температуры. Производственный воздух или просто давление, создаваемое системой охлаждающей жидкости, можно использовать для измерения давления и проверки на утечки.

• Чтобы проверить систему с помощью ручного тестера насоса, убедитесь, что радиатор заполнен. Используйте соответствующий переходник и подсоедините его к заливной горловине. Присоедините манометр к адаптеру. Медленно подайте давление в систему, пока оно не окажется в пределах диапазона системы или диапазона, указанного на крышке радиатора.Система должна удерживать давление не менее двух минут. Если нет, проверьте систему на герметичность.
• Чтобы проверить крышку радиатора с помощью ручного насоса, прикрепите крышку к насосу с помощью подходящего переходника и дайте насосу поработать до тех пор, пока из крышки не начнет сбрасываться давление. Посмотрите значение на колпачке, чтобы увидеть, отрывается ли он при правильном давлении. Прекратите увеличивать давление. Колпачок должен выдерживать это давление около минуты. Если колпачок снимается рано или поздно или не выдерживает давления, замените колпачок.
• Чтобы проверить систему с использованием заводского воздуха, установите адаптер с датчиком давления. Подключите производственный воздух и увеличьте настройку регулятора до уровня давления для этой системы. После того, как давление будет достигнуто, выключите подачу воздуха в магазине. Система должна удерживать давление в течение двух минут. Если давление падает, проверьте систему на герметичность.

Что такое система охлаждения двигателя?

Система охлаждения двигателя автомобиля используется не только для охлаждения двигателя, но и для поддержания его температуры достаточно высокой, чтобы обеспечить эффективную и чистую работу.

Компоненты системы включают радиатор для отвода тепла, вентилятор или вентилятор для обеспечения достаточного воздушного потока для охлаждения радиатора, термостатический клапан, который открывается при достижении желаемой рабочей температуры, и водяной насос (или насос охлаждающей жидкости) для циркуляции охлаждающей жидкости. через двигатель, а также через шланги и другие компоненты.

В большинстве автомобилей теперь используется расширительный бачок, который позволяет охлаждающей жидкости расширяться и выходить из контура охлаждения, когда она горячая, и возвращаться, когда автомобиль выключен и двигатель охлаждается.В систему охлаждения также входят элементы системы вентиляции салона, так как тепло от двигателя используется для обогрева салона автомобиля.

Какие бывают типы систем охлаждения двигателя?

Как правило, существует два типа систем охлаждения, а именно:

• Система воздушного охлаждения
• Система водяного охлаждения

Система воздушного охлаждения

Воздушное охлаждение — это метод рассеивания тепла. Он работает, увеличивая площадь поверхности или увеличивая поток воздуха над охлаждаемым объектом, либо и то, и другое.Добавление ребер к радиатору увеличивает его общую площадь поверхности, что приводит к большей эффективности охлаждения.

Примером первого является добавление охлаждающих ребер к поверхности объекта путем их объединения или плотного прикрепления к поверхности объекта (для обеспечения эффективной теплопередачи). В последнем случае это делается с помощью вентилятора, нагнетающего воздух внутрь или на объект, который нужно охладить.

При воздушном охлаждении используются два типа охлаждающих подушек: одна — соты, а другая — excelsior.

Во всех случаях воздух должен быть холоднее, чем объект или поверхность, от которых он должен отводить тепло. Это связано со вторым законом термодинамики, который гласит, что тепло будет перемещаться только самопроизвольно из горячего резервуара (радиатора) в холодный резервуар (воздух).

При работе в среде с более низким атмосферным давлением, например на большой высоте или в кабинах самолетов, охлаждающая способность должна быть снижена по сравнению с мощностью на уровне моря.

Практическая формула 1 — (h / 17500) = коэффициент снижения.Где h — высота над уровнем моря в метрах. В результате получается коэффициент, который следует умножить на холодопроизводительность в [Вт], чтобы получить холодопроизводительность на указанной высоте над уровнем моря.

Двигатели с воздушным охлаждением используют циркуляцию воздуха непосредственно над теплоотводящими ребрами или горячими участками двигателя для их охлаждения и поддержания рабочей температуры двигателя. Во всех двигателях внутреннего сгорания значительная часть выделяемого тепла (около 44%) уходит через выхлопные газы, а не через металлические ребра двигателя с воздушным охлаждением (12%).

Около 8% тепловой энергии передается маслу, которое, хотя в первую очередь предназначено для смазки, также играет роль в отводе тепла через охладитель. Двигатели с воздушным охлаждением обычно используются в приложениях, которые не подходят для жидкостного охлаждения, поскольку такие современные двигатели с воздушным охлаждением используются в мотоциклах, самолетах гражданской авиации, газонокосилках, генераторах, подвесных моторах, насосных агрегатах, стендах для пил и вспомогательных силовых установках.

Преимущества системы воздушного охлаждения

Вот некоторые преимущества использования систем воздушного охлаждения:

• Легкий вес
• Антифриз не требуется
• Эту систему можно использовать при нехватке воды
• Простая в использовании конструкция
• Требуется меньше места
• Отсутствие забора воды и т. д.
• предотвращает перегрев электроники.
• Повышает производительность труда

Недостатки системы воздушного охлаждения

Системы воздушного охлаждения также имеют некоторые недостатки, а именно:

• Повышенный уровень шума при работе.
• Коэффициент теплопередачи воздуха меньше, следовательно, менее эффективен в работе.

Примеры двигателя с воздушным охлаждением:

Он используется в скутерах, мотоциклах и тракторах.

Система водяного охлаждения

Этот тип является наиболее часто используемым типом системы.

В системе водяного охлаждения вокруг цилиндра или гильз двигателя предусмотрены водяные рубашки. Циркулирующая вода в этих рубашках поглощает тепло от поверхности цилиндра, а затем нагретая вода охлаждается воздухом, проходящим в радиаторе.

Система водяного охлаждения состоит из водяных рубашек, водяного насоса, радиатора, клапана термостата, вентилятора, ремня, шкива и т. Д. Хотя вода является наиболее часто используемым охлаждающим агентом, тогда как специальные охлаждающие жидкости, имеющие лучшие и желаемые свойства, такие как отсутствие коррозии, выше точка кипения и т. д.также доступны на рынке и рекомендуются также для получения и сохранения более высокого КПД двигателя.

Вода непрерывно циркулирует в водяных рубашках с желаемым давлением и скоростью с помощью водяного насоса, приводимого в движение ремнем. Как правило, водяные насосы центробежного типа состоят из впуска и выпуска воды с крыльчаткой, которая заставляет воду выходить из выпускного отверстия насоса за счет центробежной силы.

Впускной патрубок насоса соединен с радиатором снизу для забора охлаждающей жидкости / воды из радиатора.Когда двигатель охлаждается, клапан термостата остается открытым, и та же вода / охлаждающая жидкость циркулирует через водяные рубашки. К тому времени, когда вода / охлаждающая жидкость нагреются, клапан термостата открывается, чтобы вода проходила через радиатор и рассеивала тепло, не затрагивая воздух, проходящий через радиатор.

Радиатор расположен в передней части трактора / транспортного средства и состоит из бака для воды / охлаждающей жидкости, трубок и герметичной крышки на трубке. Эта герметичная крышка используется для предотвращения испарения воды и повышения давления в системе охлаждения.Разница температур между воздухом снаружи и водой внутри радиатора велика, и тепло быстрее отводится от воды к воздуху. Воздух создается с помощью вентилятора, а также при поступательном движении трактора.

Обычно двигатель работает эффективно в диапазоне температур от 80 ⁰ C до 90 ⁰ C, и всегда желательно, чтобы температура двигателя достигала этой температуры как можно раньше в холодных погодных условиях и оставалась в этом диапазоне температур. только при очень жарких погодных условиях.Термостат предназначен для поддержания этого диапазона температур путем регулирования температуры воды / охлаждающей жидкости, циркулирующей в водяных рубашках.

Типы систем водяного охлаждения

Существуют два типа систем водяного охлаждения.

• Thermosyphon
• Циркуляционная система насоса

Система Thermosyphon

Насос не используется в этой системе. Циркуляция воды осуществляется за счет разницы плотностей горячей и холодной воды.

Однако в этой системе охлаждения скорость охлаждения низкая. В настоящее время его использование ограничено, потому что нам нужно поддерживать воду на определенном уровне. Он прост в конструкции и дешев.

Работа системы термосифон

Системы охлаждения термосифона работают по принципу естественной конвекции. Система водяного охлаждения Thermosyphon основана на том, что вода становится легкой при нагревании и,

Верхняя и нижняя части радиатора соединены с верхней и нижней частью водяной рубашки цилиндра соответственно с помощью труб.Радиатор охлаждается за счет обтекания воздухом. Воздушный поток достигается движением автомобиля или вентилятором.

Нагретая вода внутри водяной рубашки цилиндра становится легкой и выходит из верхнего соединительного патрубка в радиатор и спускается из верхнего бака в нижний бак, отводя тепло по мере продвижения.

Эта охлажденная вода из нижнего бака проходит в водяную рубашку цилиндра и, следовательно, снова циркулирует для технологического процесса.

Ограничение этой системы состоит в том, что это охлаждение зависит только от температуры и не зависит от оборотов двигателя.

Насосная система циркуляции

В этой системе охлаждения циркуляция воды осуществляется с помощью центробежного насоса. За счет этого насоса расход воды больше. А насос приводится в движение ремнем от коленчатого вала.

Здесь радиатор можно установить в любом удобном для проектировщика месте.

Работа системы циркуляции насоса

В этих системах поток охлаждающей воды направлен вверх от головки блока цилиндров к верхнему баку радиатора, а затем вниз через сердечник радиатора к нижнему баку.Из нижнего бака он перемещается по нижнему шлангу радиатора к водяным рубашкам блока цилиндров с помощью водяного насоса, который обеспечивает циркуляцию воды.

Вода поступает в двигатель по центру впускной стороны насоса. Циркуляционный насос приводится в движение ремнем от коленчатого вала. По мере увеличения оборотов двигателя поток охлаждающей жидкости увеличивается.

Преимущества системы водяного охлаждения

Вот некоторые преимущества системы водяного охлаждения:

• В этих типах охлаждения мы видим высокую скорость теплопередачи.
• Этот тип системы охлаждения используется там, где размер или мощность двигателя больше.
• Теплопроводность больше
• Вода легко доступна
• Жидкость имеет высокую энтальпию испарения, поэтому эффективность водяного охлаждения выше.

Недостатки системы водяного охлаждения

Недостатки систем водяного охлаждения указаны ниже:

• Иногда коррозия возникает внутри радиатора, трубы или хранилища.
• Из-за накипи скорость теплопередачи снижается после длительного использования, поэтому требуется регулярная чистка и техническое обслуживание.

Примеры двигателей с водяным охлаждением:

Все современные двигатели (легковые автомобили, автобусы, грузовики и т. Д.) В настоящее время используют этот тип систем охлаждения.

Какие части системы охлаждения?

Единственная функция системы охлаждения — регулировать температуру, при которой работает двигатель. Если система охлаждения или какая-либо ее часть выйдет из строя, это приведет к перегреву двигателя, что может привести к ряду серьезных проблем.

Перегрев может привести к взрыву прокладок головки блока цилиндров и даже к растрескиванию блоков двигателя, если проблема достаточно серьезна. Ниже приведены основные части системы охлаждения. Всегда обращайте внимание на признаки отказа системы охлаждения, как описано ниже.

Основными компонентами системы охлаждения являются водяной насос, пробки замораживания, термостат, радиатор, вентиляторы охлаждения, сердцевина нагревателя, герметичная крышка, перепускной бак и шланги.

Вентилятор охлаждения

Вентилятор охлаждения расположен в самой передней части автомобиля и предназначен для включения, когда охлаждающая жидкость (мы поговорим об этом позже) начинает нагреваться.Он выключится, как только температура охлаждающей жидкости снизится.

Радиатор

Радиатор специально разработан для отвода тепла от охлаждающей жидкости путем передачи его воздуху, продуваемому вентилятором через радиатор, и воздуху, поступающему из двигателя. Радиаторы склонны к утечкам после многих лет использования.

Водяной насос

Водяной насос нагнетает охлаждающую жидкость через двигатель. Неисправный водяной насос не позволит вашей системе охлаждения работать, что приведет к перегреву двигателя во время движения.

Термостат

Термостат — это то, что контролирует работу системы охлаждения, в частности, включает и выключает вентилятор.

Шланги

Серия резиновых шлангов соединяет радиатор с двигателем, через который проходит охлаждающая жидкость. Эти шланги также могут начать протекать после многих лет использования.

Антифриз / охлаждающая жидкость

Основой системы охлаждения является охлаждающая жидкость. Эта ярко-зеленая жидкость с приятным запахом течет по каналам в двигателе, притягивая тепло от двигателя.Он собирает тепло и передает его наружному воздуху внутри радиатора.

Необходимость системы охлаждения

Система охлаждения выполняет три важные функции. Во-первых, отводит излишки тепла от двигателя; во-вторых, он поддерживает рабочую температуру двигателя там, где он работает наиболее эффективно; и, наконец, он максимально быстро доводит двигатель до нужной рабочей температуры.

Необходимость систем охлаждения в двигателе IC по следующей причине:

• Во время работы двигателя температура внутри двигателя может достигать 2500 градусов по Цельсию (Источник: How Stuff Works), что выше температура плавления компонентов, из которых изготовлен двигатель.Итак, нам нужно использовать систему охлаждения, чтобы максимально рассеивать тепло.
• Как мы знаем, для правильной работы двигателя нам также нужна система смазки, но из-за сильного нагрева свойства смазочного масла могут измениться. Тот результат схватил двигатель. Поэтому, чтобы этого избежать, нам нужно использовать систему охлаждения.
• Иногда из-за сильного нагрева внутри двигателя создается тепловая нагрузка, поэтому для минимизации нагрузки нам необходимо поддерживать температуру двигателя на минимально возможном уровне.

Самые популярные вопросы

1. Что такое система охлаждения?

Типичная автомобильная система охлаждения включает: 1. ряд каналов, залитых в блоке двигателя и головке блока цилиндров, окружающих камеры сгорания с циркулирующей жидкостью для отвода тепла; 2. Радиатор, состоящий из множества маленьких трубок, снабженных сотами из ребер для быстрого отвода тепла, которое получает.

2. Какие бывают системы охлаждения двигателя?

Существует два типа систем охлаждения: (i) система воздушного охлаждения и (ii) система водяного охлаждения.В системе охлаждения этого типа тепло, которое передается к внешним частям двигателя, излучается и отводится потоком воздуха, получаемого из атмосферы.

Шесть основных типов систем жидкостного охлаждения

Брюс Уильямс, региональный менеджер по продажам, Hydrothrift Corporation

Существует шесть основных типов систем охлаждения, которые вы можете выбрать, чтобы удовлетворить потребности вашей нагрузки в охлаждении. У каждого есть свои сильные и слабые стороны.Эта статья была написана для определения различных типов систем охлаждения и определения их сильных и слабых сторон, чтобы вы могли сделать осознанный выбор, исходя из ваших потребностей.

Существует шесть основных типов систем жидкостного охлаждения:

1. Переход от жидкости к жидкости
2. Сухая замкнутая система
3. Сухая замкнутая система с охлаждением трима
4. Испарительная система открытого типа
5. Замкнутая испарительная система
6. Система охлажденной воды

Системы жидкостно-жидкостного охлаждения

Самая простая из этих систем — это система жидкостного охлаждения.В системе такого типа на вашем предприятии уже имеется изобилие охлаждающей жидкости определенного типа, но вы не хотите подавать эту охлаждающую жидкость в компрессор. Например: у вас есть вода из колодца, но вы не хотите пропускать воду из колодца через новый компрессор, потому что качество воды очень плохое (много растворенных твердых веществ, таких как железо, кальций и т. Д.), И у вас возникли проблемы с колодцем. вода, загрязняющая ваши теплообменники в прошлом.

Система жидкостного охлаждения идеально подходит для этой ситуации.Он использует воду из скважины с одной стороны промежуточного теплообменника и хладагент, такой как гликоль и воду, с другой стороны промежуточного теплообменника в замкнутом контуре для охлаждения компрессора. Тепло передается через промежуточный теплообменник без загрязнения теплообменника / ов. Загрязнение промежуточного теплообменника, скорее всего, произойдет со стороны колодца, однако, если промежуточный теплообменник выбран правильно, его можно легко разобрать и очистить. Наиболее распространены промежуточные теплообменники пластинчатого и рамного или кожухотрубного типа.Температура охлаждающей жидкости на 5 градусов выше охлаждающей «воды» установки возможна при использовании жидкостно-жидкостной системы. В приведенном выше примере скважинной воды, если скважинная вода доступна при температуре 55 F, система жидкостного охлаждения способна подавать хладагент 60 F на нагрузку.

Достоинством жидкостно-жидкостной системы охлаждения является то, что ее покупка и установка относительно недороги. Компоненты могут быть установлены внутри или снаружи. Система недорога в использовании только с насосом с замкнутым контуром, использующим дополнительную энергию.Техническое обслуживание относительно простое: требуется лишь периодический осмотр, смазка и очистка теплообменника по мере необходимости.

Системы жидкостно-жидкостного охлаждения

К недостаткам системы жидкостно-жидкостного охлаждения относятся периодические простои системы охлаждения для очистки. Это может быть компенсировано установкой резервного промежуточного теплообменника, который вводится в эксплуатацию во время очистки первичного промежуточного теплообменника.Резервный теплообменник увеличивает стоимость, но обеспечивает непрерывную работу охлажденной нагрузки, пока выполняется очистка. Эта система требует регулируемой подачи охлаждающей жидкости, как в приведенном выше примере колодезной воды, для надлежащего охлаждения нагрузки. Бывают случаи, когда охлаждаемая нагрузка не работает с максимальной производительностью, и необходимо регулировать «воду» первичного охлаждения установки, чтобы гарантировать, что нагрузка не переохлаждена или переохлаждена.

Системы сухого охлаждения с замкнутым контуром

Система сухого охлаждения с замкнутым контуром очень похожа на радиатор в вашем автомобиле.В системе используется охладитель жидкости с воздушным охлаждением для передачи тепла от охлаждающей жидкости с замкнутым контуром, перекачиваемой через ряды оребренных труб, через которые вдувается / протягивается окружающий воздух. Основными компонентами замкнутой системы сухого охлаждения являются охладитель жидкости, который содержит теплообменник воздух-жидкость с вентилятором (вентиляторами), насос и блок управления, охлаждающую жидкость и устанавливаемые на месте трубопроводы системы. Охладитель жидкости замкнутой системы сухого охлаждения будет расположен снаружи и будет использовать окружающий воздух для отвода тепла.Температура охлаждающей жидкости на 5-10 F выше температуры окружающей среды по сухому термометру возможна при использовании замкнутой системы сухого охлаждения. Система относительно недорога в использовании только с насосом охлаждающей жидкости и вентилятором / вентиляторами охладителя жидкости, потребляющими энергию. Вентиляторы имеют термостатическое управление для регулирования температуры охлаждающей жидкости, чтобы нагрузка не переохлаждалась или не переохлаждалась. Периодическая очистка охладителя жидкости может потребоваться из-за грязных атмосферных условий на месте установки. Загрязнение охладителя жидкости обычно вызывается грязью, листьями, семенами хлопчатника и т. Д.

Замкнутые системы сухого охлаждения

Достоинством замкнутой системы сухого охлаждения является то, что она очень проста и относительно легка в установке. Потребление энергии относительно низкое, и им легко управлять. Техническое обслуживание обычно невелико, требуется лишь периодический осмотр, смазка и тестирование жидкости.

Слабость замкнутой системы сухого охлаждения заключается в том, что она зависит от атмосферного сухого термометра.Например, если температура сухого термометра в вашем офисе летом составляет 100 F, а вашему оборудованию требуется охлаждающая жидкость 90 F; в лучшем случае система может подавать на нагрузку только охлаждающую жидкость от 105 до 110 F. В этом случае вам потребуется дополнительное охлаждение, чтобы снизить температуру охлаждающей жидкости до 90 F.

Для эффективной работы замкнутой системы сухого охлаждения также необходим свободный чистый воздух. Это означает, что охладитель жидкости должен быть размещен в месте, на которое не влияют преобладающие ветры, не слишком близко к зданию, которое позволит теплому отработанному воздуху из охладителя жидкости рециркулировать обратно в охладитель жидкости, и, наконец, не в местах с высокой концентрацией пыли, грязи, листьев, семян и т. д.

Во многих случаях охладитель жидкости лучше всего размещать на крыше. Поскольку охладитель жидкости расположен за пределами охлаждающей жидкости, он также должен иметь концентрацию гликоля определенного типа, чтобы предотвратить замерзание, если в вашем месте есть конструкция с сухим термометром зимой, которая опускается ниже нуля. Если в помещении очень холодно, концентрация гликоля может быть значительной, чтобы предотвратить замерзание. По мере увеличения концентрации гликоля скорость теплопередачи снижается. Например, если вам нужна 50% -ная концентрация этиленгликоля с водой, необходимо будет увеличить теплообменное оборудование и расход / давление охлаждающей жидкости, чтобы отрегулировать концентрацию гликоля.Более крупные охладители жидкости и насосы повысят стоимость системы по сравнению с охладителями с меньшей концентрацией гликоля / воды. Этого нельзя избежать в более холодном климате.

Сухая замкнутая система с охлаждением трима

Сухая система с замкнутым контуром и промежуточным охладителем такая же, как и сухая система с замкнутым контуром, но добавляет дополнительный охладитель жидкости. Эта система обычно используется в местах, где летом слишком высокая температура по сухому термометру, чтобы обеспечить надлежащую температуру охлаждающей жидкости для нагрузки.С добавленным промежуточным охладителем жидкость-жидкость заказчик может использовать источник воды для регулировки температуры до желаемой уставки. Часто используются сухие системы с замкнутым контуром и трим-охладителем, чтобы снизить зависимость от городской воды в качестве охлаждающей жидкости. Покупка и утилизация городской воды становится дорогостоящим. Эти системы могут быть использованы для полного отказа от использования городской воды в большинстве месяцев в году, тем самым снижая эксплуатационные расходы станции. Система должна иметь подачу свободного чистого воздуха и регулируемую подачу охлаждающей жидкости завода или городской воды, как в случае системы жидкостно-жидкостного охлаждения.

Сильной стороной сухой системы с замкнутым контуром с промежуточным охладителем является то, что она может обеспечивать температуру охлаждающей жидкости ниже, чем в одной сухой системе с замкнутым контуром. Система сократит потребление воды на заводе / в городе в холодное время года.

К недостаткам сухой системы с замкнутым контуром и промежуточным охладителем относятся все те, которые перечислены для сухой системы с замкнутым контуром. Кроме того, теперь требуется некоторое количество охлаждающей жидкости во вторичном контуре в теплое время года. Для подачи охлаждающей жидкости дифферента к / от салазок потребуется дополнительный трубопровод.Как охладитель дифферента, так и охладитель жидкости с воздушным охлаждением требуют периодического обслуживания и очистки.

Открытые системы испарительного охлаждения

Следующая система, испарительная система охлаждения с открытым контуром, полностью отличается от первых трех, перечисленных выше. Эта система позволяет использовать расчетный термометр по влажному термометру в качестве основы для температуры охлаждающей воды на выходе. Например, если расчетная температура сухого термометра для данного места составляет 95 F, а расчетная влажная термометрия — 75 F, система может обеспечить нагрузку примерно 82 F воды.

В системе испарительного охлаждения с открытым контуром вода каскадно пропускает воду через сотовый наполнитель из ПВХ в градирне вместе с окружающим воздухом, продуваемым или всасываемым через наполнитель для испарения воды. Во время испарения оставшаяся вода охлаждается до температуры на 7 F или выше выше температуры по влажному термометру. Выпаренная вода заменяется системой подпиточной воды, например, поплавковым клапаном. Оставшаяся вода и подпиточная вода собираются в резервуар, а затем перекачиваются в загрузку, и цикл повторяется.В среднем для системы испарительного охлаждения с открытым контуром требуется 4 галлона в минуту подпиточной и продувочной воды на 1 000 000 БТЕ / ч отбракованного тепла.

Открытые системы испарительного охлаждения

Преимущество этой системы в том, что оборудование обычно недорогое. Системы могут быть простыми в использовании в более теплом климате, но могут потребовать большего контроля в более холодном климате.

Слабые стороны систем этого типа в том, что они обычно требуют обширной системы очистки воды.В системе очистки воды используются одноразовые химикаты, чтобы удерживать кальций и растворенные минералы во взвешенном состоянии. Химическая обработка необходима для предотвращения загрязнения градирни, трубопроводов и теплообменников. Неотъемлемой проблемой испарительной системы открытой башни является то, что вода, протекающая через башню, также является теплоносителем, который прокачивается через нагрузку. Эта вода контактирует с грязной атмосферой. Он улавливает такие загрязнители, как пыль, растительность и т. Д.Эти загрязнения попадают в теплообменники и трубопроводы и могут вызвать серьезные проблемы с обслуживанием.

Открытые башни могут иметь проблемы с контролем в зимние месяцы. Они рассчитаны на работу с полной нагрузкой. Они не всегда хорошо работают при частичной загрузке в очень холодном климате. Если бассейн является частью градирни, для работы в холодную погоду требуется нагреватель, чтобы вода в бассейне не замерзла при отсутствии нагрузки. В холодном климате трубопровод обычно требует теплоизоляции и обогрева для предотвращения замерзания.Для продувки воды потребуется слив, чтобы контролировать проводимость из-за постоянного испарения и концентрации растворенных твердых частиц. Подпиточная вода постоянно требуется из внешнего источника, такого как городская вода или очищенная колодезная вода и т. Д. Биологический контроль бактерий, шлама и плесени является серьезной проблемой для правильной работы открытой системы испарительной башни.

Замкнутые системы испарительного охлаждения

Замкнутая испарительная система — это гибридная система.Испарительная система с замкнутым контуром представляет собой открытую башню с теплообменником с замкнутым контуром, встроенным в башню. Вода из градирни остается снаружи в градирне и не циркулирует по трубопроводу охлаждающей жидкости. Трубопровод охлаждающей жидкости представляет собой замкнутый контур, в котором раствор гликоля / воды течет от градирни к нагрузке и обратно. Отдельная вода из башни перекачивается из резервуара в верхнюю часть башни и разбрызгивается через теплообменник (обычно массив труб) с воздухом, продуваемым или втягиваемым через башню через теплообменник, где испарение воды передает тепло от теплообменника. замкнутый контур охлаждающей жидкости в окружающий воздух.Оставшаяся вода из башни попадает в бассейн, где снова перекачивается на вершину башни и повторяется. Вода из градирни испарительной системы замкнутого цикла требует подпиточной воды, химической обработки, дренажа, нагревателя бассейна для холодной погоды и продувки, как и описанная выше испарительная система незамкнутого цикла.

Замкнутые системы испарительного охлаждения

Преимущество испарительной системы с замкнутым контуром заключается в том, что она может подавать хладагент с замкнутым контуром к нагрузке при температуре примерно на 7-10 F выше температуры влажного термометра.Охлаждающая жидкость замкнутого контура остается свободной от загрязнений и позволяет теплообменнику оборудования и трубопроводам оставаться чистыми. Любые загрязнения из атмосферы останутся снаружи вместе с башней. Будет использоваться меньше химикатов для обработки воды, поскольку они обрабатывают только открытую воду в градирне, а не хладагент в трубопроводах и теплообменниках системы.

Недостатки испарительной системы с замкнутым контуром заключаются в том, что вам потребуется вода для очистки, продувки и подпитки для воды на стороне градирни системы.Для работы в холодную погоду системе потребуются дренажный и теплоизолированный трубопровод. Для предотвращения замерзания раковины в холодную погоду в нерабочее время требуется нагреватель раковины. Система требует дополнительного насоса, подключенного к градирне, который обеспечивает циркуляцию воды в бассейне.

Системы водяного охлаждения

Последний тип системы охлаждения, который мы обсудим, — это система с охлажденной водой. Чиллер обычно имеет механическое компрессорное устройство, которое преобразует энергию в сжатый хладагент с помощью компрессора определенного типа.Сжатый хладагент подается по трубопроводу в конденсатор, который отводит тепло хладагента в атмосферу или в какой-либо жидкий хладагент. Сжатый хладагент меняет состояние с газа на жидкость в конденсаторе и подается по трубопроводу в испаритель, где он дозируется или расширяется в испарителе. Расширение жидкостного охлаждения под высоким давлением снижает температуру испарителя. Охлаждаемая жидкость прокачивается через теплообменник испарителя, и тепло передается хладагенту.Пар низкого давления возвращается в компрессор, и цикл для хладагента начинается снова. Хладагент течет из теплообменника испарителя к нагрузке, где тепло передается хладагенту в теплообменнике нагрузки, а затем возвращается обратно в испаритель для повторения цикла.

Системы водяного охлаждения

Сильные стороны чиллера заключаются в том, что он может производить температуру охлаждающей жидкости намного ниже расчетной по влажному или сухому термометру.Температура охлаждающей жидкости на выходе не так сильно зависит от температуры окружающей среды.

Слабые стороны чиллера в том, что это довольно сложное оборудование. Чиллеры стоят больше, чем все другие виды охлаждающего оборудования. Для правильной работы им требуется специальное периодическое обслуживание и обученные сертифицированные специалисты по ремонту. Сами чиллеры создают дополнительную тепловую нагрузку от компрессоров, которую также необходимо снимать в конденсаторе. Мощность, необходимая для работы чиллера, намного выше, чем у других типов систем охлаждения, описанных выше.Для работы чиллеров в холодную погоду требуются специальные дополнительные компоненты на чиллере. Изменения нагрузки могут потребовать специальных средств управления и / или нескольких контуров чиллера для эффективной работы, что увеличивает общую стоимость оборудования.

Заключение

Как видите, существует множество типов систем охлаждения, удовлетворяющих вашим требованиям. Лучше всего привлечь вашего специалиста по системе охлаждения на раннем этапе планирования, чтобы помочь вам выбрать лучшую систему, соответствующую вашим потребностям.