Не охлаждается двигатель
Системы охлаждения двигателя проблемы и неисправности фото описание
Все возможные неисправности системы охлаждения двигателя можно условно разделить всего на три группы:1. Двигатель перегревается.2. Двигатель плохо нагревается.3. Где-то протекает.
Перед тем, как рассматривать любые неисправности системы охлаждения, придется познакомиться с принципами работы системы охлаждения вашего двигателя.Компрессия в цилиндрах двигателя, как правило, не превышает 14 , а чаще, к сожалению, она только чуть больше от 10 . Если бы компрессия была в несколько раз выше, то ваш двигатель работал бы почти без нагрева.Неужели такое может быть?Да. Такое огромное компрессия делала бы коэффициент корискои действия двигателя больше от 90%, двигатель работал бы почти холодным.Это только мечта. Эта ненормально высокая компрессия технически чрезвычайно сложная, почти невозможно.
Значит, наш двигатель должен греться.
Эта фраза является главным при поиске неисправностей системы охлаждения. Мы не можем резко уменьшить нагрев двигателя, мы можем только обеспечить лучшее охлаждение двигателя, если он перегревается, или обеспечить нормальную работу системы охлаждения, если двигатель не нагревается до нужной температуры.
Двигатель должен работать при рассчитанной для него температуре.
При меньшей температуре в двигателе увеличивается трение, хуже работает система смазки двигателя, двигатель быстрее изнашивается, увеличивается расход топлива.При слишком большой температуре чрезвычайно быстро выходит из строя поршневая группа, очень значительные шансы, что выйдет из строя клапанная система ( «прогорел клапан»), а если закипит охлаждающая жидкость, это может серьезно расстроить ваш двигатель.У вас должна хорошо работать система смазки двигателя, и система охлаждения. Важнее этих двух параметров — только тормозная система автомобиля.
Часть 1. Двигатель перегревается.
Двигатель ВСЕГДА старается больше греться, если слишком низкая компрессия, если слишком позднее зажигание, если не отрегулирован газораспределительный мезанизм (как правило, не отрегулированы зазоры в клапанах). Несмотря на эти факторы, система охлаждения пытается поддерживать стабильную температуру двигателя, возможности системы охлаждения рассчитаны со значительным запасом.
Очень важный элемент системы охлаждения — термостат.
Термостат управляется никакой электроникой. Никакой премудрый блок ЭБУ (электронный блок управления) не подает никакой командной сигнал на термостат. Никакая электроника не может заставить двигатель «лучше прогреваться» или «лучше охлаждаться». Режим охлаждения определяется термостатом. Возможны проблемы с термостатом:— термостат всегда «открыт». Двигатель плохо нагревается, особенно зимой.— термостат всегда «закрыт». Двигатель вообще не охлаждается. Просто беда.— Термостат заклинил в некоем «навиввидкритому» положении. Двигатель плохо нагревается, а затем быстро перегревается.Названия «открытый» и «закрытый» — это только жаргон. «Открытый» — это значит, что термостат направляет охлаждающую жидкость в радиатор. «Закрытый» — это когда термостат направляет охлаждающую жидкость в обход радиатора.Помпа в системе охлаждения одинаково крутится, независимо от температуры двигателя.Вентилятор радиатора может останавливаться. Если двигатель недостаточно нагрет, нету мотребы крутить вентилятором. Для этого есть отдельный датчик, который включает вентилятор только при рабочей температуре двигателя.
Возможны такие симптомы перегрева двигателя:— двигатель плохо нагревается, а затем быстро перегревается. Плохо работает термостат. Меняем термостат.— двигатель нормально нагревается, температура нормальная при небыстро езде без частого разгона, но при частых разгонах, или быстрой езде двигатель перегревается. Надо проверить, если вентилятор радиатора крутится, значит, радиатор уже капитально забит накипью.— двигатель сразу перегревается. Здесь такие варианты:Вариант 1. Термостат заклинил в «закрытом» положении. Если при постукивании по термостата чем деревянным «становится лучше», это не выход, термостат надо менять. Особенно рассеянным надо проверить, не оборвался ремень, который крутит помпу, а в некоторых конструкциях этот ремень крутит помпу и вентилятор радиатора.Вариант 2. Немедленно проверяем количество охлаждающей жидкости (антифриза) в системе охлаждения. Эта жидкость не обязательно где-то протекает. Она может «изгоняться» из системы охлаждения (такой жаргон), если у вас повреждена прокладка блока головок цилиндров, или где-то есть микротрещина в корпусе двигателя, и охлаждающая жидкость или незаметно выкипает через эту трещину, или перетекает в систему смазки двигателя (бывает и такое ).Вариант 3. Плохо отрегулированы клапаны могут быть причиной значительного перегриивання двигателя. Также двигатель перегревается при слишком позднем зажигании, но для позднего зажигания характерны также дополнительные симптомы, в первую очередь — неустойчивая работа двигателя при разгоне, расшатывание автомобиля при попытке газовать.
Часть 2, очень короткая. Двигатель плохо нагревается.
Термостат. Просто меняем термостат.
Часть 3. Протекает. Эта часть более неприятная, чем можно подумать.
Хорошо, если протекает куда капает вниз. Замените резиновую трубку, поставите новый обжимной хомут, и проблема исчезнет.Если протекает изношена помпа, замените насос.Если протекает радитор, то вам на СТО запаяють радиатор, либо придется заменять радиатор. Если протекает водяная рубашка двигателя, аргонной сварки на СТО вам иногда смогут спасти двигатель.Но если перетекает из системы охлаждения в систему смазки, или наоборот, это гораздо хуже.Здесь есть следующие варианты:— время от времени количество масла в двигателе вроде увеличивается, количество охлаждающей жидкости уменьшается, а если померить щупом уровень масла в двигателе, то заметно, что оно пенится при работающем двигателе. Это плохо, у вас охлаждающая жидкость попадает в систему смазки.— охлаждающая жидкость очень быстро становится почти черной. Это также плохо, могла пргориты прокладка блока головок цилиндров, некоторая часть выхлопа попадает в охлаждающую жидкость.
Бестолковые слухи и «мнение»
1. Нельзя доливать воду в охлаждающую жидкость.Это неправда. Когда у вас в дороге начало протекать, и вам надо как-то доехать домой, не бойтесь долить воды. Дома отремонтируете, и поменяете жидкость в системе охлаждения.
2. Нельзя смешивать «тосол» и «антифриз», а особенно различные виды «антифриза».Это неправда, но здесь придется объяснить немного подробнее.«Антифриз» — это английское слово «anti freeze» (замерзания). Это жидкость, которая при наших температурах не замерзает. Традиционный антифриз, то есть охлаждающая жидкость для двигателя, изготавливается на основе этиленгликоля или диэтиленгликоля или пропиленгликоля. Эти три химических соединения, так сказать, «родные сестры», они как-то переживут, если их зачем смешать.«Тосол» — это лишь техническое название популярного антифриза на основе диэтиленгликоля. Он является устаревшим, ухудшенным вариантом современных жидкостей для охлаждения.Антифриз также некоторые полезные добавки против накипи. Они не ликвидируют накипь, но уменьшают его.Итак! Если поломка в дороге заставила вас доливать в систему охлаждения какой-то неизвестный антифриз, или даже воду, не бойтесь. Главное — доехать до точки ремонта.
3. Крысы и мыши могут погрызть резиновые трубки в системе охлаждения.Это неправда. Крысы могут грызть изоляцию в электрооборудовании, но они не грызут бензостойк, высокотемпературную резину.
4. В старом двигателе система охлаждения всегда перегревается.Это неправда. Даже в плохо отрегулированном двигателе с низкой компрессией система охлаждения держит нормальную температуру. Надо только хороший радиатор и нормально работающий термостат, и чтобы помпа крутилась нормально, ремень не пробуксовывал.
5. В старом двигателе накипь полностью забивает водяную рубашку блока цилиндров, двигатель отремонтировать невозможно.Это спради возможно, но такая поломка — не про вашу честь. Для этого придется поездить этим двигателем лет 500. Каналы водяной рубашки блока цилиндров в несколько раз шире, чем каналы радиатора.Но система охлаждения может быть забитой черным, густым маслянистым грязью, который попадает в систему охлаждения, если через прогорела прокладка блока головок цилиндров у вас масло попадает в систему охолодення.Но отмыть эту грязь — не проблема.
Система охлаждения — конструкция, которая очень нужна в двигателе.И она очень проста.
seite1.ru
Анализ эффективного охлаждения двигателя
Почему одни машины кипят, а другие отлично переносят даже невыносимую жару? Наши полезные советы автолюбителям расскажут, сколько градусов должно быть под капотом и как избавить мотор от паровой атаки. Разбираемся в работе системы охлаждения двигателя.
Основные детали системы охлаждения: радиатор, насос или помпа, термостат и вентилятор. Охлаждение мотора происходит за счет циркуляции охлаждающей жидкости. Пока двигатель холодный, антифриз или тосол течет по малому кругу только вокруг цилиндров и в головке блока. Как только температура достигает 75 градусов, термостат открывается и жидкость выходит на большой круг: радиатор, насос и рубашка охлаждения двигателя. Вентилятор обеспечивает принудительный отток воздуха, чтобы быстрее остудить двигатель.
Исправная работа системы охлаждения во многом зависит от качества антифриза. Алюминиевый корпус насоса со временем может весь покрыться дырами, их делает кислота. Похожая картина с головкой блока цилиндров. Такие детали только на свалку. Выявить подделку способна индикаторная бумажка. Если она покраснела, значит жидкость агрессивная.
Кстати, в обычных условиях, антифриз кипит при 108 градусах цельсия, в герметичной системе охлаждения – при 130 градусах цельсия. Малейшая щель, а она может быть где угодно: в расширительном бачке, резиновом шланге или радиаторе, нарушает герметичность и двигатель закипает.
Обнаружить микротрещины помогают флуоресцентные добавки, которые есть в современных антифризах. Благодаря им он светится в ультрафиолетовых лучах. Это, кстати, один из критериев охлаждающей жидкости. Малейшую утечку, например в радиаторе, прекрасно видно в свете специальной лампы.
Виной парилки под капотом может быть и неисправный термостат. По сути, это автоматическая пробка, которая должна открываться при нагреве до 75 градусов цельсия, чтобы к охлаждению двигателя подключился радиатор. Рабочий материал в термостате – технический воск. При нужной температуре он расширяется, давит на клапан и открывает его. С неисправным термостатом жидкость не выйдет на большой круг. С таким агрегатом машина точно закипит.
Если клапан термостата открывается при более низкой температуре, то двигатель прогревается значительно дольше. При этом, возможно, он не выйдет на оптимальный тепловой режим. Все это может сопровождаться увеличением расхода топлива.
Система охлаждения перестает эффективно работать, если в ней появляется пена и, как следствие, паровые пробки. Это происходит по вине старой или поддельной охлаждающей жидкости. Менять ее положено раз в два года. Лить тосол вместо антифриза не рекомендуется. Жидкости отличаются пакетом присадок. Тосол создавали для охлаждения чугунных деталей. На новых легкосплавных двигателях он может вызвать коррозию.
Система охлаждения двигателя имеет довольно сложное устройство, надежная работа которой возможна только при исправности всех агрегатов. Неисправный вентилятор, неподходящая, а тем более поддельная, охлаждающая жидкость, легко устроят парилку под капотом.
А как работает ваша система охлаждения? И сталкивались ли вы с какими-либо проблемами? Оставляйте свои комментарии.
Еще об устройстве автомобиля:
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!autozam.ru
Неисправности системы охлаждения двигателя и способы их устранения
В данной статье будет рассказано про неисправности системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, а также приведены инструкции по их устранению. Нередко возникают неполадки, при которых температура жидкости держится на отметке 0 градусов либо когда она даже при холодной погоде очень быстро достигает красной отметки. Иногда случается, что даже летом стрелка не доходит до значения в 90 градусов. Именно эта температура является рабочей для двигателя внутреннего сгорания. Вы узнаете о том, какие причины возникновения данных неисправностей существуют.
Самая частая причина перегрева
Зачастую выходит из строя такой элемент, как термостат. Именно он является причиной того, что стрелка находится либо ниже рабочего значения, либо же выше него. Затягивать с устранением данной неполадки не стоит, так как работа двигателя в этом случае ненормальная, следовательно, его ресурс значительно уменьшается. Привести это может к нарушению работы кривошипно-шатунного механизма, поршневой группы, клапанов. Поэтому вы обязаны знать неисправности системы охлаждения двигателя и способы их устранения, чтобы не подвергать мотор перегрузкам.
Стоит отметить, что езда зимой без печки – это попросту дикость. Но это мелочь, если учесть, что двигатель очень сильно изнашивается, а также «кушает» очень много бензина. Стоимость топлива на автозаправочных станциях постоянно растет. Следовательно, увеличиваются расходы на бензин.
Симптомы поломки термостата
Не нужно иметь семь пядей во лбу, чтобы своевременно устранить данную поломку, а также произвести диагностирование системы. Как правило, при поломке термостата изменяется циркуляция охлаждающей жидкости. На отечественных автомобилях ВАЗ, например, при неисправности термостата антифриз продолжает циркулировать по малому кругу. Также он попадает в радиатор печки. Можно сказать, что основные неисправности системы охлаждения двигателя заключаются в термостате.
По этой причине даже во время езды на большой скорости антифриз не попадает в основной радиатор охлаждения, вследствие чего резко повышается температура внутри рубашки двигателя. В некоторых автомобилях зарубежного производства заклинивание термостата происходит в положении, при котором антифриз продолжит циркуляцию по большому кругу. Летом такую поломку можно сразу не заметить. А вот зимой она сразу же всплывает, так как двигатель не будет набирать достаточную для работы температуру. Его прогрев будет происходить очень медленно.
Почему может перегреваться мотор?
Очень много тепла отдается охлаждающей жидкостью в радиаторе, следовательно, невозможно прогреть антифриз до рабочей температуры. Происходит нарушение работы в термостате по нескольким причинам. Зачастую это использование антифриза, ресурс которого уже давно выработался. Образуется накипь, которая постепенно оседает на элементах термостата. А далее происходит нарушение работы всех компонентов системы.
Аналогичная неисправность может быть вызвана заливкой воды в систему охлаждения двигателя. Поэтому нужно как можно чаще менять в системе жидкость, не лить воду из-под крана. Стоит отметить, что ресурс антифриза - примерно 80-90 тысяч километров. Следовательно, при замене помпы, которая имеет аналогичный ресурс, желательно осуществить промывку всей системы охлаждения, а также произвести замену антифриза. Во многом неисправности системы охлаждения двигателя ВАЗ-2106 схожи даже с теми, которые проявляются на иномарках.
Диагностика термостата
Определить неисправность термостата можно довольно просто. Сначала запустите и прогрейте двигатель. После прогрева потрогайте патрубки, которые идут на радиатор. Если они холодные, то в радиатор не поступает охлаждающая жидкость. Но не стоит радоваться: при достижении температуры 90 градусов и выше верхний и нижний патрубки должны быть горячими. Только в этом случае можно говорить о том, что термостат полностью исправен. Обратите внимание, что печка работает во всех режимах, независимо от того, по большому или малому кругу циркулирует антифриз в системе.
Когда происходит перегрев двигателя, то в поршневой группе происходит увеличение износа всех трущихся деталей. В этом случае выходят моментально из строя все подшипники, не исключено, что поршни начнут прогорать. Само собой, происходят потери при трении. Весь процесс воспламенения топливо-воздушной смеси, который происходит в камерах сгорания, нарушается. Наряду с этим наблюдается уменьшение мощности. Также увеличивается расход топлива. Обратите внимание, что при чрезмерном нагреве возможно зацикливание поршней в цилиндрах.
Перегрев
Зачастую перегрев возникает в результате засорения радиатора. В его сотах скапливается очень много мусора, накипи, это препятствует не только продвижению антифриза по каналам, но и уменьшает теплоотдачу. Как было сказано ранее, на отечественных автомобилях термостат заклинивает в положении, когда жидкость циркулирует только лишь по меньшему кругу. При этом она не попадает в основной радиатор. Следовательно, жидкость не успевает отдать тепло, зато она постоянно прогревается в рубашке охлаждения.
Чтобы избавиться от этой неисправности, наиболее приемлемый способ – это открыть полностью кран печки и включить вентилятор обдува на полную мощность. Конечно, эффект это даст, но не столь значительный. Желательно установить новый термостат, чтобы циркуляция жидкости происходила в нормальном режиме. Если вы не следите за уровнем антифриза в системе, это накладывает свой отпечаток. Результат этого - конечно же, повышение температуры.
Электровентилятор и помпа
Обратите внимание, что неисправности системы охлаждения двигателя ЯМЗ-238 такие же, как и у автомобилей ВАЗ. Но может быть и так, что циркуляция происходит по обоим кругам, термостат исправен, но двигатель все равно перегревается. Зачастую это случается в тех системах, в которых предусмотрена установка электровентилятора. Как правило, выходит из строя датчик, при помощи которого производится подача питания на электродвигатель. Также перегрев возможен, если оборвался ремень, которым осуществлён привод водяной помпы. Либо же при его неверной регулировке.
Переохлаждение двигателя: частые причины
А теперь о том, когда может возникнуть переохлаждение двигателя. Для нормальных условий, то есть даже при достижении температуры в минус 20 градусов, двигатель должен относительно быстро прогреваться. Даже если он дополнительно не утеплен. Такова конструкция мотора, он может нормально функционировать в широком диапазоне температур. Конечно, если зимой очень сильные холода в вашем регионе, желательно воспользоваться пожаробезопасными утеплителями. Но если термостат будет находиться в открытом состоянии, когда происходит циркуляция только по большому кругу, переохлаждения попросту не избежать.
Менее частые причины
Также возможно, что на некоторых автомобилях, на которых вентилятор имеет принудительный привод, будет наблюдаться переохлаждение. Поэтому многие водители производят замену механического вентилятора на электрический. Стоит отметить, что последний зимой практически не включается, если температура на улице ниже нуля градусов. Обратите только внимание на то, что вся система должна быть идеально герметичной. В ней не должно быть никаких трещин. Все сальники и прокладки должны быть целыми, без повреждений. В радиаторе ни в коем случае не допускается наличие протечек. Такие существуют неисправности системы охлаждения двигателя ВАЗ-2110, они у всех автомобилей аналогичные.
fb.ru
Система охлаждения двигателя — основные узлы, неисправности
Двигатель внутреннего сгорания устроен таким образом, что для его нормальной работы требуется определенная температура, называемая рабочей температурой двигателя. Если двигатель не охлаждать, он перегреется и выйдет из строя, если двигатель охлаждать слишком интенсивно, процессы горения в камере сгорания будут протекать неправильно и двигатель не сможет развить полную мощность.
Любое отклонение температуры двигателя от нормальных показателей является поводом начать поиск и устранение неисправности.
Основные узлы системы охлаждения
Двигатель внутреннего сгорания как правило содержит следующие узлы, которые так или иначе связаны с охлаждением:
- Водяная помпа — насос, который заставляет циркулировать охлаждающую жидкость.
- Радиатор печки — его задачей явлется нагрев воздух в салоне автомобиля.
- Термостат — клапан, который определяет, необходимо ли пропустить антифриз через радиатор или еще рано и пусть он еще погреется на малом круге охлаждения.
- Радиатор охлаждения — единственная деталь, которая может эффективно охладить антифриз внутри работающего двигателя.
- Один или несколько вентиляторов охлаждения — нужны преимущественно при медленном движении или стоянке, чтобы потока воздух хватало для эффективной работы радиатора. Могут включаться на ходу, чтобы усилить эффективность охлаждения.
Все эти узлы связаны между собой резиновыми патрубками, трубами и фланцами. Далее перечислю самые частые неисправности, которые могут встретиться в эксплуатации автомобиля.
Негерметичность соединений системы охлаждения
Пожалуй самая частая проблема, которая встречается. Многие знают о подтеканиях охлаждающей жидкости, однако продолжают эксплуатировать автомобиль, так как жидкость уходит медленно. Однако не стоит забывать, что любая брешь в герметичности замкнутой системы охлаждения, будучи прогретой до рабочей температуры может стихийно увеличиться и образовать внезапный порыв, не совместимый с дальнейшей эксплуатацией.
Основных причины негермитичности всего четыре:
- Трещины во фланцах или расширительном бачке
- Надрывы шлангов
- Прослабление утяжки хомутов
- Усталость сальников водяной помпы
Найти негерметичность достаточно просто, так как в антифриз добавляется краситель, который в месте подтекания никуда не денется, сохранив при этом цвет охлаждающей жидкости.
Выход из строя насоса охлаждения
В этом пункте все просто — насос охлаждения лишается возможности перекачивать антифриз, в результате чего может образоваться локальный перегрев. Неисправность опасна тем, что высокая температура может дойти до датчика слишком поздно, когда или перегреется двигатель, или от высокого давления порвет шланги.
Выход из строя пробки бачка охлаждающей жидкости
Пробка бачка охлаждающей жидкости является не просто обыкновенной пробкой, а так же поддерживает определенное давление внутри системы охлаждения. Если пробка выходит из строя или установлена неродная пробка, это может привести к высокому давлению и разрыву шлангов.
Выход из строя радиаторов
Радиаторов в машине минимум два: радиатор печки и радиатор системы охлаждения. Если любой из ниж выходит из строя, это может привести или к нарушению тока антифриза, или к снижению эффективности работы радиатора. Другими словами, если сломается радиатор печки, печка перестанет дуть горячим, если сломается радиатор двигателя, двигатель перестанет эффективно охлаждаться. Радиатор может быть забит грязью снаружи, забит накипью снутри или у него могут сломаться перегородки, в результате чего жидкость будет попадать со входа сразу на выход.
Выход из строя термостата
Термостат — достаточно коварная деталь. Его не так просто заменить и не так просто диагностировать. Единственная поломка термостата заключается в его заклинивании. Заклинить его может как в открытом состоянии так и в закрытом, следовательно двигатель может или перегреваться, или наоборот переохлаждаться. Если на перегрев двигателя лампочки есть почти во всех машинах, то на недогрев нету ни у кого, и хорошо, если у вас есть индикатор температуры охлаждающей жидкости. В противном случае очень неприятно ездить на недогретов двигателе с повышенным расходом топлива и не знать об этом.
Неисправности вентиляторов охлаждения
На самом деле неисправности всего две: не крутится или крутится но слабо. У электрических вентиляторов может выйти из строя мотор или включатели(начиная с блока управления двигателем и заканчивая реле). У вентиляторов на вязкостных муфтах может заклинить саму муфту и вентилятор будет или вращаться влишком быстро, или слишком медленно. Медленное вращение чревато перегревом, быстрое вращение чревато недогревом в зимнее время года.
Дополнительно хотелось бы отметить, что у вентилятора могут быть повреждены лопасти, что приведет или к снижению эффективности работы вентилятор и системы охлаждения в целом, или к сильной вибрации при работе вентилятора.
Вот пожалуй и все, что можно рассказать про неисправности системы охлаждения двигателя. Следите за состоянием шлангов и старайтесь своевременно устранять причины течей.
РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:
myautoexp.ru
Система охлаждения
Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания обеспечивает подвод охлаждающей жидкости или воздуха к нагретым деталям и отвод в атмосферу излишков тепла.
Как вредит работе двигателя нарушение температурного режима
В момент сгорания рабочей смеси температура в цилиндре поднимается до 2000 °C и даже выше. При этом, оптимальная температура блока цилиндров, при которой все механические детали работают без лишнего напряжения, колеблется в пределах от 80 до 90°. Сильный нагрев может привести к нарушению рабочих зазоров между сопряженными деталями, а это означает, что им грозит усиленный износ, заклинивание и поломка. Даже если до этого не дойдет, перегрев приводит к снижению мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, отводя от них тепло в атмосферу.
На высокогорном перевале Зустен в Швейцарских Альпах сохраняется превращенная в музей станция замены воды в радиаторах автомобилей. В 30-е годы в верхней точке перевала "кипели" почти все автомобили
Чрезмерное снижение температуры также негативно сказывается на работе двигателя. Перемешанное с воздухом топливо, попадая на холодные стенки цилиндра, частично конденсируется и стекает в картер двигателя и смешивается с моторным маслом. От этого масло теряет свойства, что приводит к повышенному износу деталей.
Очень опасное явление — кипение двигателя. При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Дело в физических свойствах жидкости - при переходе в парообразное состояние происходит резкое расширение. Последствия всегда плачевны - как правило, первыми не выдерживают резиновые соединительные патрубки радиатора. В системе жидкостного охлаждения применяется антифриз с температурой кипения около 120°C. Для предотвращения разгерметизации и отвода избытков жидкости в систему введен расширительный бачок.
Системы охлаждения разных конструкций
О необходимости охлаждения двигателей инженерам стало известно задолго до появления автомобилей. Однако после того как двигатели попали в руки непрофессионалов — то есть автолюбителей, желающих просто передвигаться, не следя за температурой под капотом, проблема приобрела настоящую актуальность.
В ходе эволюции автомобилей было испробовано множество различных конструкций этой системы, однако все они так или иначе относятся к трем основным типам.
Воздушное охлаждение
Этот тип строится на принципе обдува блока цилиндров воздухом, отводящим тепло от двигателя. Воздушное охлаждение - самая простая система: чем сильнее обдув, тем ниже температура. Недостаток заключается в низкой теплоёмкости воздуха.
Porsche 911 с двигателем воздушного охлаждения выпускался с 1964 до 1998 года
Это значит, что для отвода большого количества тепла от двигателя необходима значительная площадь контакта. Иными словами, создавать компактные и мощные силовые установки с воздушным охлаждением сложно.
Однако там, где мощность не требуется, воздушное охлаждение успешно справляется со своей работой.
Жидкостная система охлаждения
Жидкостная система построена на принципе отвода тепла циркулирующей в непосредственной близости от цилиндров охлаждающей жидкостью. Система жидкостного охлаждения, даже при условии принудительной циркуляции, не может охлаждать мощные двигатели, так как для отвода большого количества тепла необходим значительный объем жидкости. Это условие практически невозможно реализовать в легковом автомобиле, поэтому двигатели, оснащённые этой системой охлаждения, используются, в основном, на судах, то есть там, где есть возможность организовать постоянный приток холодной воды.
Гибридная система охлаждения
Гибридный тип на данный момент стал вершиной постройки систем охлаждения. Его преимущество заключается в том, что гибридная система сочетает в себе достоинства как жидкостного, так и воздушного охлаждения. Блок цилиндров охлаждается циркулирующей жидкостью, а жидкость, в свою очередь, охлаждается потоком воздуха. Состоит система из рубашки охлаждения блока цилиндров, радиатора, одного или нескольких вентиляторов, водяного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Эта конструкция используется на всех современных автомобилях, за редким исключением.
Схема системы охлаждения двигателя
Схема системы охлаждения двигателя выглядит следующим образом:
Конструкция системы жидкостного (гибридного) охлаждения
Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая тепло, а затем охлаждается в радиаторе. Система организована так, что в ней существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона также входит в малый круг с целью быстрого прогрева салона).
Двигатель водяного охлаждения Volkswagen Type E был снят с производства лишь в 2006 году. Последние годы его устанавливали в аэропланы малой авиации
Сразу после запуска непрогретая жидкость циркулирует по малому кругу. Функцию запорного клапана, не пускающего жидкость в большой круг осуществляет термостат. Как только жидкость прогревается до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор, где ее охлаждает набегающий поток воздуха (а в случае стоянки с работающим двигателем жидкость принудительно охлаждается вентилятором). Чем выше становится температура, тем сильнее открывается термостат, и тем чаще включается вентилятор. Так в системе поддерживается постоянная оптимальная температура в пределах 85-90 °C. Емкость и другие параметры системы просчитываются для каждой модели автомобиля с большим запасом, чтобы не допустить перегрева даже при длительной работе с максимальной нагрузкой (например, при длительном движении в гору).
Насос системы охлаждения
Датчик температуры охлаждающей жидкости
Вентилятор охлаждения двигателя
Примеры автомобилей с воздушным охлаждением
В советские времена выпуском компактных автомобилей с воздушным охлаждением занимался Запорожский автомобильный завод. Так как предполагалось, что советские автолюбители будут обслуживать автомобиль самостоятельно, использование такой системы оценивалось положительно и виделось весьма практичным, особенно, в суровых зимних условиях. Кроме того, малая масса силового агрегата, его простота и разборная конструкция (съёмные цилиндры) позволяла отремонтировать автомобиль практически «в чистом поле». Однако такая конструкция обусловила возникновение проблемы перегрева в жаркую погоду, которая особенно усугублялась в процессе износа двигателя, когда его оребрение покрывалось слоем масла и прилипшей к нему пыли. Следует отметить, что на автомобилях повышенной проходимости того же Запорожского завода, ЛуАЗ-969, где тот же двигатель работал с большей нагрузкой, но лучше обдувался набегающим потоком воздуха за счет расположения в передней части кузова, его перегрев наблюдался редко.
Кроме смешного «горбатого» ЗАЗ-968, на протяжении нескольких десятилетий, вплоть до 1997 года, мотор с воздушным охлаждением имел и совсем не смешной Porsche 911. Однако потребители требовали все более скоростных моделей, а значит, мощных и больших моторов, и «Porsche 911», начиная с «996-й» серии, стали машинами с жидкостным охлаждением.
blamper.ru
Система охлаждения двигателя
Система охлаждения двигателя служит для поддержания нормального теплового режима работы двигателей путем интенсивного отвода тепла от горячих деталей двигателя и передачи этого тепла окружающей среде.
Отводимое тепло состоит из части выделяющегося в цилиндрах двигателя тепла, не превращающейся в работу и не уносимой с выхлопными газами, и из тепла работы трения, возникающего при движении деталей двигателя.
Большая часть тепла отводится в окружающую среду системой охлаждения, меньшая часть – системой смазки и непосредственно от наружных поверхностей двигателя.
Принудительный отвод тепла необходим потому, что при высоких температурах газов в цилиндрах двигателя (во время процесса горения 1800–2400 °С, средняя температура газов за рабочий цикл при полной нагрузке 600–1000 °С) естественная отдача тепла в окружающую среду оказывается недостаточной.
Нарушение правильного отвода тепла вызывает ухудшение смазки трущихся поверхностей, выгорание масла и перегрев деталей двигателя. Последнее приводит к резкому падению прочности материала деталей и даже их обгоранию (например, выпускных клапанов). При сильном перегреве двигателя нормальные зазоры между его деталями нарушаются, что обычно приводит к повышенному износу, заеданию и даже поломке. Перегрев двигателя вреден и потому, что вызывает уменьшение коэффициента наполнения, а в бензиновых двигателях, кроме того, – детонационное сгорание и самовоспламенение рабочей смеси.
Чрезмерное охлаждение двигателя также нежелательно, так как оно влечет за собой конденсацию частиц топлива на стенках цилиндров, ухудшение смесеобразования и воспламеняемости рабочей смеси, уменьшение скорости ее сгорания и, как следствие, уменьшение мощности и экономичности двигателя.
Классификация систем охлаждения
В автомобильных и тракторных двигателях, в зависимости от рабочего тела, применяют системы жидкостного и воздушного охлаждения. Наибольшее распространение получило жидкостное охлаждение.
При жидкостном охлаждении циркулирующая в системе охлаждения двигателя жидкость воспринимает тепло от стенок цилиндров и камер сгорания и передает затем это тепло при помощи радиатора окружающей среде.
По принципу отвода тепла в окружающую среду системы охлаждения могут быть замкнутыми и незамкнутыми (проточными).
Жидкостные системы охлаждения автотракторных двигателей имеют замкнутую систему охлаждения, т. е. постоянное количество жидкости циркулирует в системе. В проточной системе охлаждения нагретая жидкость после прохождения через нее выбрасывается в окружающую среду, а новая забирается для подачи в двигатель. Применение таких систем ограничивается судовыми и стационарными двигателями.
Воздушные системы охлаждения являются незамкнутыми. Охлаждающий воздух после прохождения через систему охлаждения выводится в окружающую среду.
Классификация систем охлаждения приведена на рис. 3.1.
По способу осуществления циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:
принудительными, в которых циркуляция обеспечивается специальным насосом, расположенным на двигателе (или в силовой установке), или давлением, под которым жидкость подводится в силовую установку из внешней среды;
термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы гравитационных сил, возникающих в результате различной плотности жидкости, нагретой около поверхностей деталей двигателя и охлаждаемой в охладителе;
комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров, поршни) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.
Рис. 3.1. Классификация систем охлаждения
Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми.
Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой при помощи пароотводной трубки.
В большинстве автомобильных и тракторных двигателей в настоящее время применяют закрытые системы охлаждения, т. е. системы, разобщенные от окружающей среды установленным в пробке радиатора паровоздушным клапаном.
Давление и соответственно допустимая температура охлаждающей жидкости (100–105 °С) в этих системах выше, чем в открытых системах (90–95 °С), вследствие чего разность между температурами жидкости и просасываемого через радиатор воздуха и теплоотдача радиатора увеличиваются. Это позволяет уменьшить размеры радиатора и затрату мощности на привод вентилятора и водяного насоса. В закрытых системах почти отсутствует испарение воды через пароотводный патрубок и закипание ее при работе двигателя в высокогорных условиях.
Жидкостная система охлаждения
На рис. 3.2 показана схема жидкостной системы охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Рубашка охлаждения блока цилиндров 2 и головки блока 3, радиатор и патрубки через заливную горловину заполнены охлаждающей жидкостью. Жидкость омывает стенки цилиндров и камер сгорания работающего двигателя и, нагреваясь, охлаждает их. Центробежный насос 1 нагнетает жидкость в рубашку блока цилиндров, из которой нагретая жидкость поступает в рубашку головки блока и затем по верхнему патрубку вытесняется в радиатор. Охлажденная в радиаторе жидкость по нижнему патрубку возвращается к насосу.
Рис. 3.2. Схема жидкостной системы охлаждения
Циркуляция жидкости в зависимости от теплового состояния двигателя изменяется с помощью термостата 4. При температуре охлаждающей жидкости ниже 70–75 °С основной клапан термостата закрыт. В этом случае жидкость не поступает в радиатор 5, а циркулирует по малому контуру через патрубок 6, что способствует быстрому прогреву двигателя до оптимального теплового режима. При нагревании термочувствительного элемента термостата до 70–75 °С основной клапан термостата начинает открываться и пропускать воду в радиатор, где она охлаждается. Полностью термостат открывается при 83–90 °С. С этого момента вода циркулирует по радиаторному, т. е. большому, контуру. Температурный режим двигателя регулируется также с помощью поворотныхжалюзей, путем изменения воздушного потока, создаваемого вентилятором 7 и проходящего через радиатор.
В последние годы наиболее эффективным и рациональным способом автоматического регулирования температурного режима двигателя является изменение производительности самого вентилятора.
Элементы жидкостной системы
Термостат предназначен для обеспечения автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости во время работы двигателя.
Для быстрого прогрева двигателя при его пуске устанавливают термостат в выходном патрубке рубашки головки блока цилиндров. Он поддерживает желательную температуру охлажда-ющей жидкости путем изменения интенсивности ее циркуляции через радиатор.
На рис. 3.3 представлен термостат сильфонного типа. Он состоит из корпуса 2, гофрированного цилиндра (сильфона), клапана 1 и штока, соединяющего сильфон с клапаном. Сильфон изготовлен из тонкой латуни и заполнен легкоиспаряющейся жидкостью (например, эфиром или смесью этилового спирта и воды). Расположенные в корпусе термостата окна 3 в зависимости от температуры охлаждающей жидкости могут или оставаться открытыми, или быть закрытыми клапанами.
При температуре охлаждающей жидкости, омывающей сильфон, ниже 70 °С клапан 1 закрыт, а окна 3 открыты. Вследствие этого охлаждающая жидкость в радиатор не поступает, а циркулирует внутри рубашки двигателя. При повышении температуры охлаждающей жидкости выше 70 °С сильфон под давлением паров испаряющейся в нем жидкости удлиняется и начинает открывать клапан 1 и постепенно прикрывать окна клапанами 3. При температуре охлаждающей жидкости выше 80–85 °С клапан 1 полностью открывается, окна же полностью закрываются, вследствие чего вся охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор. В настоящее время данный тип термостатов применяется очень редко.
Рис. 3.3. Термостат сильфонного типа
Сейчас в двигателях устанавливают термостаты, в которых заслонка 1 открывается при расширении твердого наполнителя – церезина (рис. 3.4). Это вещество расширяется при повышении температуры и открывает заслонку 1, обеспечивая поступление охлаждающей жидкости в радиатор.
Рис. 3.4. Термостат с твердым наполнителем
Радиатор является теплорассеивающим устройством, предназначенным для передачи тепла охлаждающей жидкости окружающему воздуху.
Радиаторы автомобильных и тракторных двигателей состоят из верхнего и нижнего резервуаров, соединенных между собой большим количеством тонких трубок.
Для усиления передачи тепла от охлаждающей жидкости воздуху поток жидкости в радиаторе направляют через ряд обдуваемых воздухом узких трубок или каналов. Радиаторы изготовляют из материалов, хорошо проводящих и отдающих тепло (латуни и алюминия).
В зависимости от конструкции охлаждающей решетки радиаторы делят на трубчатые, пластинчатые и сотовые.
В настоящее время наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Охлаждающая решетка таких радиаторов (рис. 3.5а) состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему резервуарам радиатора. Наличие пластин улучшает теплопередачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее, так как при одинаковом сечении струи поверхность охлаждения их больше, чем поверхность охлаждения круглых трубок; кроме того, при замерзании воды в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.
а б в
Рис. 3.5. Радиаторы
В пластинчатых радиаторах охлаждающая решетка (рис. 3.5б) устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются сравнительно редко.
Сотовый радиатор относится к радиаторам с воздушными трубками (рис. 3.5в). В решетке сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи водой или охлаждающей жидкостью. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника.
Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения. Из-за ряда недостатков, большинство из которых те же, что и у пластинчатых радиаторов, сотовые радиаторы в настоящее время встречаются крайне редко.
В пробке заливной горловины радиатора установлен паровой клапан 2 и воздушный клапан 1, которые служат для поддержания давления в заданных пределах (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Пробка радиатора
Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе. Как правило, в системах охлаждения устанавливают малогабаритные одноступенчатые центробежные насосы низкого давления производительностью до 13 м3/ч, создающие давление 0.05–0.2 МПа. Такие насосы конструктивно просты, надежны и обеспечивают высокую производительность (рис. 3.7).
Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. В водяных насосах автомобильных двигателей обыкновенно применяют полузакрытые крыльчатки, т. е. крыльчатки с одним диском.
Крыльчатки центробежных водяных насосов часто монтируют на одном валике с вентилятором. В этом случае насос устанавливают в верхней передней части двигателя, приводится он в движение от коленчатого вала при помощи клиноременной передачи.
Рис. 3.7. Водяной насос
Ременную передачу можно применять и при установке центробежного насоса отдельно от вентилятора. В некоторых двигателях грузовых автомобилей и тракторов привод водяного насоса осуществляется от коленчатого вала шестеренчатой передачей. Вал центробежного водяного насоса устанавливают обычно на подшипниках качения и снабжают для уплотнения рабочей поверхности простыми или саморегулирующимися сальниками.
Вентилятор в жидкостных системах охлаждения устанавливают для создания искусственного потока воздуха, проходящего через радиатор. Вентиляторы автомобильных и тракторных двигателей делят на два типа: а) со штампованными из листовой стали лопастями, прикрепленными к ступице; б) с лопастями, которые отлиты за одно целое со ступицей.
Число лопастей вентилятора изменяется в пределах четырех – шести. Увеличение числа лопастей выше шести нецелесообразно, так как производительность вентилятора при этом увеличивается крайне незначительно. Лопасти вентилятора можно выполнять плоскими и выпуклыми.
studfiles.net
