Как работает радиатор охлаждения двигателя

Из-за чего радиатор охлаждения загрязняется

Прочистить радиаторы снаружи проблемы не составит, разве что могут быть трудности с его демонтажом для промывки. Зато изнутри всё сложнее, поэтому стоит разобраться с причинами появления отложений.

Сознательно никто грязь в радиаторы не помещает. Но это и не требуется, достаточно невнимательности, незнания или стремления сэкономить:

• товарные антифризы содержат антикоррозионные присадки, если их нет, они уже сработались или вместо спецжидкости залили воду – начинается окисление металлов, весь шлам разносится по системе и забивает самые узкие каналы, то есть радиаторы;
• даже при отсутствии коррозии состарившийся и деградировавший антифриз начинает разлагаться, образуя сложную органику, которая в виде осадков или слизи отправляется потоком помпы туда же;
• есть несколько способов защиты от коррозии, и системы конкретных машин рассчитаны на один из них, то есть требуют антифриза определенной группы, заливка другой вызовет появление засорений;
• при смешивании разных марок антифризов обычно хлопья не выпадают, но гарантии никакой нет, и никто её не даст.

Мораль простая – вовремя менять жидкость, промывать каналы и использовать качественные антифризы.

Что лучше: ремонтировать или менять

Всех автомобилистов можно условно разделить на две категории. Первые считают, что вышедшую из строя деталь нужно менять на новую. Вторые уверены, что все можно отремонтировать. И починка радиаторов – частая тема для споров.

Интернет изобилует всевозможными советами по самостоятельному устранению течи. Одни используют специальные пластикаты. Другие засыпают в систему средства, предназначенные для закупорки трещин. Иногда некоторые методы помогают на время продлить эксплуатацию детали. Но в большинстве случаев эти методики лишь засоряют систему охлаждения.

Медные модели есть смысл ремонтировать, потому что их достаточно легко запаять. В случае алюминиевых аналогов ситуация другая. Их можно запаять, однако для этого будет использоваться дорогостоящая сварка. Поэтому стоимость ремонта потекшего радиатора будет практически идентична цене новой детали. Соглашаться на эту процедуру есть смысл только в случае с дорогой моделью теплообменника.

Запаивание алюминиевых радиаторов

Для устройств из алюминия есть особый порядок ремонта, он предполагает пайку области повреждения. Начать надо со съема радиатора с автомобиля, после чего сливается вся оставшаяся жидкость. Бачок промывают чистой водой, сушат, чтобы не осталось ни капли влаги. Затем следует тщательно оценить состояние бака, найти все возможные трещины, дефекты. Это делается так:

• взять ванну или большой таз с водой;
• приготовить насос или компрессор;
• закрыть фитинг крышки радиатора, а также все патрубки системы охлаждения, но самый тонкий оставить и подсоединить трубку наноса;
• положить устройство в ванну, подать воздух;
• по выходу пузырьков определить, где находится дефект.

Флюс покупают в магазинах для радиолюбителей, на упаковке будет указано «для пайки алюминия». Можно приготовить его самому из канифоли и железных опилок (последние получают при обработке железного изделия напильником). Компоненты соединяют в равных частях, нагревают на огне. Припой также покупают в магазине «Радиодетали», он должен быть из меди, цинка, кремния.

Пайку производят так:

• зачистить участок бачка надфилем и наждачкой;
• обезжирить ацетоном;
• прогреть место соединения лампой, после расположить там флюс;
• обработать паяльником;
• нанести припой, прогреть паяльником;
• дать «заплатке» остыть, если надо, выполнить второй слой;
• после остывания удалить подтеки наждачкой.

Пайку нельзя применять, если место протечки выявлено в штуцере либо на массивных силовых деталях, которые несут нагрузку. Припаивание будет бесполезным, такой радиатор надо сразу заменить.

Источники

• https://motorltd.ru/prichiny-protekaniya-radiatora-i-sposoby-ustraneniya/
• https://SwapMotor.ru/tehnicheskoe-obsluzhivanie/potyok-radiator.html
• https://mirmotor.ru/article/read/potek-radiator-oxlazhdeniya
• https://lada-xray2.ru/sovet/ustranyaem-tech-radiatora-svoimi-rukami
• https://www.zr.ru/content/articles/334888-germetiki_borba_s_tekuchkoj/
• https://zen.yandex.ru/media/bruzgach/kak-bystro-ustranit-tech-radiatora-5be70a779a03f200aac76ee3
• https://wizard-aerosol.com/klej/kak-zapayat-i-chem-skleit-radiator-sistemy-ohlazhdeniya-avto.html
• https://DriverTip.ru/repair/kak-ustranit-tech-radiatora-ohlazhdeniya-avtomobilya.html

Статьи по теме

Помпа двигателя: виды, конструкция, правила эксплуатации

Поршневой палец: функции, правила выбора и монтажа

Поршень двигателя: особенности строения и принцип работы

Как замкнуть стартер: советы и рекомендации

Гильза цилиндра: виды, дефекты, замена

Плунжер: для чего нужен, как работает

Фильтр дизельного двигателя: виды, функции

Особенности топливной системы дизельного двигателя

Карбюраторный двигатель: принцип работы, преимущества

Инжекторный двигатель: принцип работы, преимущества и недостатки

Зазор на свечах зажигания: на что влияет, как проверить

Маховик в автомобиле: назначение и виды

Ремонт дизельной форсунки: что ломается и как исправить

Диагностика топливных форсунок: методы, рекомендации, профилактика поломок

Присадки для дизельного топлива: виды и задачи

Разновидности автомобильных радиаторов

Существует несколько видов и типов автомобильных радиаторов. В свою очередь, они различаются друг от друга по своему назначению:

• Создание теплообмена. Они предусмотрены для циркуляции охлаждающей жидкости и поддержания оптимального температурного режима в области мотора;
• Отопительные радиаторы. Они применяются для создания теплообмена между охлаждающей жидкостью и воздушными массами внутри автомобильного салона. Благодаря этому удается создать комфортные условия для перевозки пассажиров;
• Радиаторы для кондиционера. Они предназначены для создания оптимальной температуры хладагента, который позволяет снизить температуру внутри автомобильного салона;
• Модели радиаторов интеркулера. Они предназначены для обеспечения промежуточного охлаждения воздушных масс на турбо моторах. В процессе работы они повышают его плотность и скорость передвижения;
• Радиатор на основе испарителя. Они необходимы для расширения охлаждающего компонента и выделения воздушных масс низкой температуры;
• Радиаторы масла. Они предназначены для охлаждения масляных жидкостей. Благодаря этому удается понизить его текучесть. В свою очередь выделяют несколько моделей данных изделий. Они могут быть водо-масляными или воздушно-масляными.

Регулировка температуры охлаждающей жидкости

За поддержание постоянной температуры в системе охлаждения  двигателя отвечает термостат. Данный элемент распределяет движение охлаждающей жидкости по контурам. Эти контуры называются малый и большой круг. Рубашку двигателя можно считать малым кругом, движение потока через радиатор-большой круг. Возникает такая ситуация, когда охлаждения  наружным воздухом при движении ОЖ по большому кругу в жаркую погоду или при нагрузках  оказывается недостаточно. Чтобы обеспечить эффективный отвод нагретого воздуха и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости дополнительно устанавливается один или целый ряд вентиляторов. Такие вентиляторы  могут иметь механический привод (вискомуфту) или электрический привод. 

 Регулирование теплового режима «шторкой»

Жидкостная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть оснащена двойным регулированием теплового режима. Первым регулятором выступает термостат, о котором мы уже говорили. Вторым терморегулирующим элементом становится шторка-жалюзи.

Устройства с двойным регулированием конструктивно имеют жалюзи, установленные непосредственно перед радиатором. Благодаря такому решению в сильные морозы радиатор можно прикрыть, уменьшив интенсивность обдува наружным воздухом. Отвод тепла снизится, а само тепло можно более эффективно использовать для поддержания рабочей температуры ДВС и интенсивного отопления салона автомобиля.

Жалюзи представляют собой пластины из металла, которые соединены между собой шарнирами. Эти шторки могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение перед устройством. Управление таким решением осуществляется рукояткой из салона автомобиля, а также может быть реализовано автоматически в отдельных конструкциях. Принцип действия механического устройства заключается в том, что задвигая или вытягивая рукоять в салоне, водитель осуществляет поворот пластин. Происходит изменение щели между жалюзи и происходит регулировка интенсивности обдува радиатора воздушными потоками. Результатом становится воздействие на температуру охлаждающей жидкости.

В условиях предельно низких температур на капот и радиаторную решетку дополнительно крепят специальный утеплительный чехол. Такой чехол изготовлен из водонепроницаемой пожаробезопасной ткани. Указанные меры способствуют поддержанию рабочего теплового режима двигателя в необходимых рамках.

Установка дополнительного радиатора

Появление мощных высокофорсированных атмосферных и турбодвигателей, которые работают в самых разных режимах нагрузки,  поставило перед разработчиками задачу установить дополнительные устройства охлаждения. Инженеры реализовали параллельную установку дополнительного радиатора. Такое решение получило свой отдельный электрический вентилятор. Не стоит путать дополнительный радиатор охлаждения с интеркулером, который устанавливается для охлаждения сжатого воздуха в системах с турбонагнетателем.

Система охлаждения: что такое

Многие автолюбители задаются вопросом — система охлаждения: что такое?

Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в результате его работы. На современных автомобилях система охлаждения, помимо основной функции, выполняет ряд других функций, в том числе:

• нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
• охлаждение масла в системе смазки;
• охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• охлаждение воздуха в системе турбонаддува;
• охлаждение рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

В зависимости от способа охлаждения различают следующие виды систем охлаждения: жидкостная (закрытого типа), воздушная (открытого типа) и комбинированная. В системе жидкостного охлаждения тепло от нагретых частей двигателя отводится потоком жидкости. Воздушная система для охлаждения использует поток воздуха. Комбинированная система объединяет жидкостную и воздушную системы.

Устройство и назначение радиатора системы охлаждения двигателя

Избыточное радиаторное тепло удаляется в окружающее пространство. Этому способствует его особая конструкция. Основными элементами изделия являются:

• верхний бачок;
• нижний бачок;
• сердцевина;
• элементы крепления.

Наиболее популярными материалами для изготовления радиаторов являются:

• медь;
• алюминий;
• медные сплавы;
• сплавы на основе алюминия.

Сердцевина изделия изготавливается в разном виде. Встречается трубчатый тип, бывает пластинчатый вариант, а также выпускается в сотовом виде. Чаще всего можно встретить трубчатую конструкцию. Внутри располагаются вертикальные трубки с сечением в виде овала либо круга. Они пропускаются сквозь ряды тонких пластин, установленных горизонтально. Они припаяны к обоим бачкам.

Предпочтительными являются трубки овального сечения. У них увеличена поверхность охлаждения, а это способствует быстрому теплообмену. Также, если случается нежелательное перемерзание жидкости, то овал лишь деформируется, а круг способен разорваться, разгерметизировав систему.

Реже встречаются пластинчатые варианты исполнения. В них ОЖ перемещается по объему, который сформирован двумя спаянными друг с другом фигурными пластинами. Нижняя торцевая часть и верхняя соединены с резервуарами. Охлаждающий воздух перемещается по внешней части пластин. Чтобы увеличить поверхность охлаждения, пластины изготовлены гофрированными. Таким образом удается скорей проводить остывание, чем у трубчатых аналогов.

Однако с пластинами больше встречаются недостатки. Они проявляются в быстром загрязнении, необходимости наличия большего числа спаянных участков, применении более тщательного ухода.

Сотовые конструкции сердцевин предполагают наличие горизонтальных круглых трубок для воздуха, которые снаружи омываются анитифризом. Для обеспечения комфортной спайки таких систем трубки развальцовываются на концах до шестиугольной формы. Такой формат обеспечивает большую, чем в аналогах охлаждающуюся поверхность.

Верхняя часть бочка, расположенного выше, оснащена припаянной горловиной. Снаружи она закрыта специальной пробкой с паровым клапаном. Также к бачку подходит небольшой патрубок, который нужно соединять с гибким шлангом. Через него подводится охлаждающая жидкость.

В нижнем бачке имеется отводящий патрубок с гибким шлангом. Для качественной фиксации использованы винтовые хомуты. Подобная конструкция позволяет иметь небольшое смещение блока относительно охладителя.

Можно ли смешивать антифриз и тосол или добавлять в них воду?

Как известно, антифризом называют охлаждающую жидкость для ДВС. Есть много различных составов антифризов, имеющих кроме отличий в цвете и цене, также и разные температурные режимы.

Тосол также является разновидностью антифриза. Но заливать тосол в автомобили зарубежного производства не рекомендуется, так как тосол, являясь чрезвычайно едкой жидкостью, может повредить не только шланги, но и патрубки, и пластиковые датчики, установленные в системах охлаждения иномарок.

Добавлять воду в тосол и в антифриз (особенно если он в виде концентрата) можно. Главное обеспечивать необходимое соотношение компонентов, которое зависит от того, насколько низкая температура воздуха «за бортом». Летом в жару H2O понемногу испаряется из антифриза, поэтому полезно небольшое добавление дистиллированной воды, чтобы понизить концентрацию действующего вещества до нормального значения. Зимой же сильно разбавленный антифриз может замерзнуть уже и при пяти градусах мороза. При этом всегда нужно добавлять тосол в тосол, а антифриз в антифриз, и цвет добавляемой жидкости должен совпадать с цветом жидкости уже залитой в систему охлаждения.

Итак, если у вас наблюдается иногда перегрев или даже кипение двигателя или вы просто хотите чтобы ваш двигатель никогда не «заглох» по «непонятным причинам», то, прежде всего, изучите систему охлаждения ДВС и устройство радиатора охлаждения автомобиля. И тогда вы не попадете в ситуацию с отказом двигателя своего авто в самый неподходящий момент.

Источник

Назначение и классификация систем охлаждения двигателя автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому, что при его работе внутри цилиндров регулярно сгорает топливно-воздушная смесь. При этом температура внутри камеры сгорания возрастает до 1800-2000 градусов Цельсия, обеспечивая максимально возможное расширение газообразных продуктов сгорания. 

Разумеется, в полезную механическую работу перейдет только часть высвобождающейся энергии, а оставшаяся часть, так или иначе, выбрасывается в окружающую среду через глушитель, систему охлаждения двигателя автомобиля, смазку или же просто через наружные поверхности силового агрегата.

Нужно помнить, что при нагревании металл расширяется. И чем больше нагрев, тем сильнее увеличивается объем (хоть эта зависимость и не линейная), и поэтому инженеры при проектировании двигателей предусматривают специальные зазоры и допуски, рассчитанные именно на термическое расширение деталей.

Но рабочий режим каждой конкретной модели двигателя рассчитан на определенный уровень температуры, и при его превышении возрастает износ деталей, и даже возникает угроза заклинивания. Кроме того, запредельное превышение рабочей температуры может привести к выгоранию смазки, а у бензиновых моторов велика вероятность появления детонационного сгорания топливно-воздушной смеси.

Казалось бы, высокие температуры – плохо: металлические детали расширяются, появляется угроза заклинивания и пр. Так значит, температуру нужно держать как можно ниже, чтобы таких проблем не возникало? Но нет, чрезмерное снижение температуры также крайне нежелательно. Здесь нужно вспомнить торию теплоемкости металлов. Принцип тут простой: чем сильнее металл уже нагрет, тем меньше дополнительной энергии он может принять (до момента расплавления).

Обратное также верно: чем металл холоднее, тем больше энергии он способен «впитать», нагреваясь. Так что охлажденный ниже определенной нормы двигатель значительно уменьшит выдаваемую мощность в связи с собственным повышенным, но бесполезным потреблением энергии. Кроме того, увеличивается вязкость масла и, как следствие, растет трение и износ деталей. 

В камере сгорания начинает конденсироваться часть горючей смеси, смывая смазку со стенок цилиндра, – образуются сернистые соединения, на внутренних поверхностях цилиндров появляется коррозия.

Принципом работы системы охлаждения двигателя автомобиля является удержание рабочей температуры ДВС на уровне самого выгодного теплового режима. Системы охлаждения бывают жидкостные (иногда еще их называют водяными) и воздушными.

Наиболее известный представитель автомобиля с воздушным охлаждением – это WV «Жук» (ну и еще советский «Запорожец», конечно же). Но в настоящее время ДВС с воздушным охлаждением на автомобилях встречаются очень редко.

Системы жидкостного охлаждения бывают с открытым и закрытым контуром. Открытые системы подразумевают расход охлаждающей жидкости. Иными словами, ее поток (как правило, это вода) поступает в рубашку ДВС извне, омывает блок цилиндров и детали головки блока, а дальше нагретая вода сбрасывается в окружающую среду или в иной внешний контур.

Закрытые жидкостные охлаждающие системы с окружающей средой разобщены. В атмосферу осуществляется сброс только непосредственно тепла посредством радиатора. Контур закрытой системы водяного охлаждения является герметичным, а значит, давление охлаждающей жидкости (ОЖ) в нем намного выше, чем в системах с открытым контуром. Если больше давление, значит, выше нагрев, поэтому двигатели с закрытым контуром охлаждения работают при более высоких температурах охлаждающей жидкости – до 120 град. Цельсия.

Кроме того, здесь требуются охлаждающие жидкости с иными свойствами, поэтому в большинстве моторов используется тосол.

Относительно способа циркуляции ОЖ системы охлаждения подразделяют на три типа:

• Принудительные (циркуляция жидкости по контуру осуществляется насосами, которые приводятся в действие самим двигателем).
• Термосифонные (циркуляция осуществляется за счет разницы в плотности ОЖ, нагретой возле блока цилиндров, и уже успевшей охладиться в радиаторе). Во время работы охлаждающая жидкость нагревается и поднимается в верхний расширительный бачок, откуда затем поступает в радиатор. Там она охлаждается, ее плотность увеличивается, и она уходит в нижний расширительный бачок, а оттуда снова направляется на омывание блока цилиндров.
• Комбинированные (в них головка блока цилиндров охлаждается принудительно, а блок цилиндров – термосифонным методом).

Для чего он нужен в машине

Мотор автомобиля работает за счет процесса горения топлива в цилиндрах. В результате этого все детали сильно нагреваются. Когда температура металлических элементов повышается, они расширяются. Если их не охладить, это приведет к разным проблемам в силовом агрегате, например, к появлению трещин в головке блока цилиндров, в охлаждающей рубашке, деформации ГБЦ, чрезмерному тепловому расширению поршней и так далее. Игнорирование подобных проблем приведет к дорогостоящему ремонту двс.

Чтобы стабилизировать температуру, все двигатели внутреннего сгорания в своей конструкции имеют охлаждающую рубашку, по которой с помощью помпы циркулирует жидкость. Нагретый тосол по магистрали поступает в радиатор автомобиля. В нем жидкость охлаждается, а затем поступает обратно в двигатель. Этот процесс позволяет поддерживать рабочую температуру ДВС.

Если бы в конструкции системы охлаждения не было бы радиатора, жидкость в ней быстро закипела бы. В машине эта деталь устанавливается в передней части подкапотного пространства. Это необходимо, чтобы на его плоскость поступало больше холодного воздуха.

Эффективность теплообменников зависит от таких факторов:

• количество трубок – чем их больше, тем лучше охладится антифриз;
• сечение трубок – овальная форма увеличивает площадь соприкосновения с воздухом, что увеличивает теплоотдачу;
• принудительный обдув – особенно полезен в городском режиме езды;
• чистота – чем больше мусора будет между ребрами теплообменника, тем труднее будет свежему воздуху попасть на горячие трубки.