Как работает система охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателя автомобиля разработана для того, чтобы избежать перегрева ДВС. Во время работы двигатель непрерывно производит тепло и преобразует его в мощность. Это тепло получается при сжигании топлива в двигателе. Но в мире нет двигателя, который был бы на 100% эффективен. Всегда остается некоторое количество тепловой энергии, которая теряется в процессе работы.

Если не передать ее в атмосферу, это тепло будет перегревать двигатель, что приведет к его заклиниванию. При заклинивании из-за перегрева поршень расплавляется внутри цилиндра. Во избежание этой проблемы в автомобиле и стоит система охлаждения.

Что такое система охлаждения двигателя и как работает

По сути это система, интегрированная с двигателем. Она отводит избыточное тепло с помощью специальной жидкости.

В системе жидкостного охлаждения двигатель окружен водяными рубашками. С помощью насоса эта вода циркулирует в этой водяной рубашке.

Вода, текущая в этих рубашках, отводит тепло от двигателя. Эта горячая вода затем течет через радиатор, где охлаждается от холодного тепла, выдуваемого через вентилятор.

В этой системе вода отбирает тепло у двигателя, и охлаждается воздухом, а затем снова циркулирует в двигателе.

Это косвенный процесс охлаждения, когда фактическое охлаждение, то есть воздух, не охлаждает систему напрямую. При этом воздух охлаждает воду, а вода охлаждает двигатель.

Система жидкостного или непрямого охлаждения используется в больших двигателях, в таких как легковые и грузовые автомобили.

Преимущества жидкостной системы охлаждения

1. Компактный дизайн.
2. Обеспечивает равномерное охлаждение двигателя.
3. Двигатель может быть установлен в любом месте автомобиля.
4. Может использоваться как на малых, так и на больших двигателях.

Недостатки системы жидкостного охлаждения

1. В ней водяная рубашка становится еще одной частью двигателя. При этом в случае выхода из строя системы охлаждения двигатель может получить серьезные повреждения.
2. Она требует регулярного технического обслуживания и, таким образом, создает дополнительные расходы на обслуживания.

Система воздушного или прямого охлаждения

В системе прямого охлаждения двигатель охлаждается непосредственно с помощью воздуха, проходящего через него. Это такая же система охлаждения, которая используется для мотоциклетных двигателей.

В ней воздух находится в непосредственном контакте с двигателем, следовательно, она также известна как система прямого охлаждения.

Система воздушного охлаждения используется для небольших двигателей, таких как велосипеды, газонокосилки и т. д.

Преимущества системы воздушного охлаждения

1. Конструкция двигателя становится проще.
2. Ремонт легко в случае повреждений.
3. Отсутствие громоздкой системы охлаждения облегчает обслуживание системы.
4. Нет опасности утечки охлаждающей жидкости.
5. Двигатель не подвержен заморозкам.
6. Это автономное устройство, так как оно не требует радиатора, жатки, резервуаров и т.д.
7. Установка системы воздушного охлаждения проста.

Недостатки двигателей воздушного охлаждения

1. Их можно использовать только в местах, где температура окружающей среды ниже.
2. Охлаждение не равномерное.
3. Более высокая рабочая температура по сравнению с двигателями с водяным охлаждением.
4. Производят больше аэродинамического шума.
5. Удельный расход топлива выше.
6. Более низкие максимально допустимые коэффициенты сжатия.
7. Вентилятор, если он используется, потребляет почти 5% мощности, вырабатываемой двигателями.

Эффективная система охлаждения двигателя: какая она

Она должна быть способна отводить около 30% тепла, выделяемого двигателем, при этом поддерживая оптимальную рабочую температуру.

Она должна отводить тепло с большей скоростью, когда двигатель горячий, и снимать двигатель с меньшей скоростью, когда двигатель холодный.

Примечание: двигатели в автомобилях повышенной проходимости и внедорожниках необходимо охлаждать по крайней мере по двум причинам. Одна основана на температуре горящих газов в цилиндрах, превышающей температуру плавления материала блока и цилиндров.

Если не убрать тепло, двигатель может выйти из строя. Вторая причина – поддержание оптимальной температуры двигателя помогает поддерживать его эффективную работу (подумайте об экономии топлива) и оптимизирует объемную эффективность (подумайте о лошадиных силах).

Радиатор охлаждения двигателя

В то время как существуют разные типы радиаторов, распространенный тип называется радиатором с зазубренной трубкой. Он состоит из трубок (для переноса жидкости), к которым прикреплены кольца или ребра для рассеивания тепла.

Горячая вода подается по трубам в верхний резервуар (верх радиатора) с помощью водяного насоса. Охлажденная вода направляется из нижнего резервуара (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, пропускаемому через него вентилятором и при движении.

Помпа

Водяной насос обычно устанавливается в передней части двигателя и приводится в движение ремнем. Нижняя часть радиатора (нижняя емкость) соединена со стороной всасывания насоса.

Шпиндель насоса приводится в движение ремнем, который соединяется со шкивом, установленным на конце коленчатого вала. Назначение насоса — просто извлекать горячую и впрыскивать более холодную жидкость (часто смесь воды и охлаждающей жидкости на основе спирта).

Приводы вентилятора

Вентилятор радиатора прикрепляется с помощью шкива и ремня. Скорость его вращения определяется частотой вращения двигателя и механической конструкцией механизма шкива / ремня.

Вентиляторы для системы охлаждения

Вентиляторы различаются по многим параметрам, включая материал, из которого они состоят, и способ их изготовления или сборки, по диаметру, количеству лопастей, длине лопасти, шагу лопасти и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, например, вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Формованные вентиляторы являются наиболее распространенными и интенсивно используются как на дорогах, так и вне дорог. Они изготавливаются из пластика или нейлона и имеют цельный дизайн.

Модульные вентиляторы обычно используются в условиях бездорожья и обеспечивают значительную гибкость конструкции. При этом в одной и той же втулке могут использоваться различные длины лезвий, их шаг, конфигурации и материалы для оптимизации производительности. Различные варианты ступиц увеличивают их пригодность для многих применений.

Металлические вентиляторы используются в внедорожных транспортных средствах, а также в транспортных средствах, предназначенных для дорог. Прочные и относительно легкие, они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом точных требований к воздушному потоку, размеру, длине лопасти, ширине лопасти, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону скоростей передаточного числа вентилятора и другим факторам.

Неисправность системы охлаждения двигателя: тревожные симптомы

Нормальное функционирование системы охлаждения – одно из важных условий продолжительной службы автомобильного двигателя и профилактики его поломок. Система охлаждения обеспечивает работу двигателя в оптимальном температурном режиме.

Нормальное функционирование системы охлаждения – одно из важных условий продолжительной службы автомобильного двигателя и профилактики его поломок. Система охлаждения обеспечивает работу двигателя в оптимальном температурном режиме, ее основные функции:

• отвод излишков тепла, профилактика перегрева;
• ускорение прогрева двигателя при запуске.

В цилиндрах двигателя внутреннего сгорания в процессе его работы создается очень высокая температура, обычно она поддерживается на уровне 80–95 °С, но иногда достигает 200 °С. Длительный перегрев чреват повреждением отдельных деталей, заклиниванием цилиндров, деформацией коробки двигателя. Переохлаждение двигателя, когда он не может прогреться и завестись, тоже не идет на пользу автомобилю. Увеличивается расход бензина, холодное топливо не задерживается на стенках цилиндров, что приводит к их коррозии и преждевременному износу.

Поэтому регулярное квалифицированное обслуживание системы охлаждения, своевременная замена охлаждающей жидкости и износившихся комплектующих крайне важны. При появлении первых признаков неисправности системы охлаждения необходимо проводить ее ремонт, используя качественные детали взамен изношенных.

Основные неисправности системы охлаждения

Неполадки в работе системы охлаждения могут проявляться такими признаками, как:

• перегрев двигателя (закипание);
• переохлаждение двигателя (недостаточный прогрев);
• утечка охлаждающей жидкости (антифриза).

Как перегрев, так и переохлаждение двигателя легко заметить по показаниям приборов. Ряд моделей автомобилей, помимо указателя температуры, оснащен сигнальной лампочкой аварийного перегрева. Следует иметь в виду, что датчик температуры и температурный указатель тоже могут выйти из строя, в этом случае своевременно заметить проблему сложнее.

Перегрев двигателя возможен и при полностью исправной системе охлаждения в связи с чрезмерной нагрузкой. Обычно перегрузка двигателя возникает при медленном движении автомобиля, обусловленном плохим качеством дорожного покрытия или пробками. Для профилактики закипания охлаждающей жидкости при таком режиме движения необходимо периодически останавливаться и глушить двигатель, давая ему возможность отдохнуть до полного охлаждения.

Утечка может быть наружной и внутренней, первая проявляется характерными признаками: появлением потеков на двигателе и под днищем автомобиля, специфическим запахом. Внутреннюю утечку распознать сложнее, ее позволяет заподозрить неоправданно высокий расход охлаждающей жидкости. Если над выпускной системой прогретого двигателя даже в теплый сезон виден белый дым, это тоже признак утечки (в норме такой дым появляется только в момент прогрева двигателя, а также при низкой температуре окружающей среды). При подозрении на внутреннюю утечку рекомендуется осмотреть масляный щуп: если он покрыт светлой пеной, это свидетельствует о затекании охлаждающей жидкости в масло.

Причины неисправностей охлаждающей системы

Система охлаждения двигателя – сложный механизм, состоящий из множества деталей. Низкое качество, износ, поломка любой из этих деталей могут привести к неполадкам в работе системы. Одна из распространенных причин ее поломок – использование некачественной охлаждающей жидкости, а также отсутствие регулярного контроля ее уровня.

Для каждой детали системы охлаждения двигателя характерны свои неисправности.

• Радиатор, по которому циркулирует антифриз, часто страдает от загрязнений сердцевины или наружной поверхности, что приводит к перегреву двигателя, а нарушение герметичности радиатора вследствие износа чревато наружными утечками антифриза.
• Центробежный насос, обеспечивающий циркуляцию охлаждающей жидкости, достаточно быстро изнашивается, особенно страдают уплотнители и подшипники. Распространенными поломками является нарушение его герметичности, обрыв или слабое натяжение ремня передачи. Все это может привести к перегреву.
• Вентилятор дополняет работу радиатора и обеспечивает охлаждение двигателя в моменты, когда автомобиль стоит. Вентилятор может приводиться в движение приводами разного типа: механическим, гидравлическим, электрическим. Для каждого из них характерны свои поломки, угрожающие перегревом или переохлаждением двигателя.
• Термостат – важная деталь системы охлаждения, оснащенная клапаном и регулирующая поступление охлаждающей жидкости в контуры радиатора. При его поломках возможно переохлаждение или перегрев двигателя, а вот неисправность датчика и/или указателя температуры обычно приводит к его переохлаждению.
• Охлаждение блока цилиндров и его головки осуществляется за счет циркуляции охлаждающей жидкости по многочисленным каналам рубашки охлаждения, в которой иногда возникают трещины. Нарушения в функционировании системы охлаждения могут быть связаны с прогоранием прокладки головки блока цилиндров. Эти проблемы провоцируют внутренние и наружные утечки антифриза.
• Расширительный бачок, из которого в систему охлаждения поступает жидкость, закупоривается пробкой с воздушным и паровым клапанами. Если ее герметичность нарушена или один из клапанов неисправен, охлаждающая жидкость активно испаряется, что приводит к снижению ее уровня и чревато перегревом двигателя.

Профилактика проблем

Комплексное тестирование системы охлаждения – задача достаточно сложная и требующая времени. Обычно износ, засорение, механические повреждения и другие проблемы выявляются в процессе техосмотра. Но несколько несложных операций по проверке этой системы автовладельцу стоит выполнять перед каждой поездкой:

• при холодном двигателе осмотреть расширительный бачок, убедиться в отсутствии следов протечек, проверить уровень охлаждающей жидкости (норма – между отметками min и max);
• если уровень близок к минимально допустимому и ниже, долить охлаждающую жидкость той же марки, что использовалась раньше. При отсутствии совместимой охлаждающей жидкости допустимо повышение уровня за счет дистиллированной воды, но заливать можно не более пол-литра;
• еще раз проверить уровень жидкости при разогретом двигателе, осторожно и медленно открутив пробку расширительного бачка (она сильно нагревается!). Если уровень жидкости после запуска двигателя опустился ниже минимума, это свидетельствует о ее утечке вследствие повреждения шлангов или патрубков.

Недопустим долив холодной жидкости при разогретом двигателе, а также запуск двигателя после слива жидкости из системы! Если снижение уровня жидкости в бачке незначительно и обусловлено не утечкой, а испарением, доливать следует не антифриз, а дистиллированную воду, именно она испаряется в первую очередь, в результате повышается плотность жидкости. Нужно внимательно следить, чтобы в охлаждающую жидкость не попал бензин.

Если с уровнем охлаждающей жидкости все в порядке и утечки отсутствуют, а двигатель чрезмерно нагревается или, наоборот, не прогревается при запуске, нужна более детальная диагностика системы охлаждения.

Утечку антифриза иногда принимают за безобидное скопление конденсата под капотом. Поэтому при обнаружении влаги не лишней будет проверка шлангов, если при попытке их сжать или согнуть оказывается, что они утратили эластичность, нужно их как можно скорее заменить для предупреждения или устранения утечки.

Как устранить неисправности

Если причина поломки выявлена, можно приступать к ее устранению. Проблемы с пробкой расширительного бачка обычно решаются путем замены неисправного клапана. Если клапаны исправны, а герметичность бачка нарушена, попробуйте заменить в крышке прокладку, которая быстро изнашивается. Для ликвидации протечек также может понадобиться замена отвердевших шлангов новыми эластичными, а хомуты нужно подтянуть поплотнее, но не пережимать, чтобы не повредить патрубки. Если поврежден сам бачок, небольшие трещины запаиваются, крупные закрываются латками, вмятины рихтуются.

Засорившийся радиатор нуждается в прочистке струей воды под напором или сжатым воздухом, наружная поверхность очищается с помощью специального растворителя, механические повреждения запаиваются. При серьезных повреждениях отдельной трубки ее можно исключить из контура, полностью запаяв сверху и снизу, но в одном радиаторе нельзя запаивать более трех трубок. В случае масштабных повреждений радиатор рентабельнее заменить. Не подлежат ремонту новые радиаторы с пластмассовой бочкой и алюминиевой сердцевиной. Треснувший с краю патрубок можно обрезать, если позволяет его длина, а если трещина ближе к центру – нарастить с помощью металлической трубки. Но это временные меры, поэтому после таких операций рекомендуется обратиться в сервис для профессионального ремонта.

Остальные неисправности системы охлаждения двигателя, как правило, устраняются в мастерских. Если необходима замена изношенных, поврежденных деталей, можно значительно сэкономить, заказав качественные запчасти с разборок в компании JapZap. При использовании качественной охлаждающей жидкости и регулярном контроле ее уровня, для поддержания работоспособности системы охлаждения двигателя обычно достаточно планового сервисного обслуживания и своевременной замены деталей с отработанным ресурсом.

http://autoexpert174.ru/sistema-ohlazhdenija-dvigatelja/
Источник Источник Источник http://japzap.ru/blog/neispravnost-sistemy-okhlazhdeniya-dvigatelya-trevozhnye-simptomy/