Радиатор охлаждения двигателя устройство автомобиля

Радиатор: основа автомобильных систем охлаждения

На любом современном автомобиле можно встретить несколько деталей для охлаждения или нагрева жидкостей и газов, используемых в различных системах — радиаторов. Все о радиаторах, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также о подборе и замене этих деталей — узнайте из данной статьи.

Что такое радиатор?

Радиатор — узел систем охлаждения различных агрегатов транспортных средств (двигателя, масла, отопителя салона, кондиционера, интеркулера и других); воздушный или жидкостный теплообменник, состоящий из ряда тонких трубок и резервуаров, обеспечивающий охлаждение протекающей жидкости набегающим потоком воздуха или жидкости.

В транспортных средствах присутствует как минимум один агрегат, требующий отвода тепла в процессе работы — двигатель. Во многих автомобилях также есть отдельные механизмы и системы, для нормального функционирования которых необходимо организовать охлаждение — система смазки двигателя или коробки передач, система охлаждения наддувного воздуха (интеркулер), система кондиционирования и другие. Наконец, в любой машине есть система отопления салона, для работы которой необходимо отбирать часть тепла от двигателя и направлять его в салон. Во всех этих системах присутствует похожая по конструкции и работе деталь — радиатор или теплообменник.

На радиаторы возлагается несколько функций:

• Отвод тепла от протекающей внутри радиатора среды (жидкости или газа) и отдача его в атмосферу;
• В радиаторах системы охлаждения ДВС — возможность добавления и слива жидкости в систему (за счет наличия заливной пробки и сливного крана);
• Также в радиаторах системы охлаждения ДВС — выравнивание давления в системе и в атмосфере, а также сброс чрезмерного давления через встроенный клапан;
• В радиаторах-испарителях системы кондиционирования — расширение рабочей среды (фреона) и понижение ее температуры;
• В радиаторах отопителей — отвод тепла от охлаждающей жидкости в салон автомобиля.

При этом любой радиатор обеспечивает теплообмен между различными средами (жидкостями, жидкостью и воздухом, газами), за счет чего достигается охлаждение одних сред и нагрев других. Все радиаторы важны для нормального функционирования отдельных систем автомобиля, в отдельных случаях радиатор в принципе делает возможной эксплуатацию транспортного средства. Поэтому неисправный теплообменник необходимо отремонтировать или заменить, но прежде, чем идти в магазин за новой деталью, необходимо разобраться в типах, конструкции и особенностях работы автомобильных радиаторов.

Типы и устройство автомобильных радиаторов

Все автомобильные радиаторы имеют принципиально одинаковую конструкцию, в которой можно выделить три части:

• Бачок с подводящим патрубком;
• Сердцевина;
• Бачок с отводящим патрубком.

Сердцевина — это система труб и пластин, которая является теплообменником. Бачки служат для подвода и отвода рабочей среды из сердцевины, они могут располагаться сверху и снизу или по бокам от сердцевины. На некоторых типах радиаторов бачки как таковые отсутствуют.

Общее устройство автомобильного радиатора

Основные конструкции автомобильных радиаторов

По конструкции сердцевины радиаторы делятся на два типа:

В радиаторах с трубчатой сердцевиной теплообменник выполнен в виде системы труб круглого или овального сечения, которые для лучшей отдачи тепла окружены металлическими пластинами того или иного типа. В радиаторах с пластинчатой сердцевиной теплообменник выполнен в виде зигзагообразных трубок плоскоовального сечения, которые за счет большой площади поверхности не нуждаются в дополнительных металлических пластинах.

В свою очередь, трубчатые радиаторы делятся на две больших группы:

Сердцевина трубчато-пластинчатых радиаторов выполнена в виде системы трубок круглого или овального сечения, помещенных в пакет широких металлических пластин. Такой теплообменник имеет большую площадь поверхности, которая хорошо отдает тепло набегающему потоку воздуха и обеспечивает эффективное охлаждение протекающей по радиатору жидкости.

Сердцевина трубчато-ленточных радиаторов выполнена в виде системы трубок овального (плоскоовального) сечения, между которыми располагаются зигзагообразные (согнутые в гармошку) металлические ленты. Такая конструкция имеет увеличенную по сравнению с трубчато-пластинчатой площадь поверхности и, как следствие, более эффективную теплоотдачу.

По материалу изготовления радиаторы бывают двух основных типов:

• Медные (и медно-латунные);
• Алюминиевые.

В устройствах первого типа трубки и пластины/ленты выполнены из меди, которая обладает высокой теплопроводностью и поддается пайке. Однако медные радиаторы тяжелые и дорогие, поэтому в современных автомобилях они практически вытеснены радиаторами из алюминиевых сплавов. Бачки всех типов радиаторов могут выполняться из пластика, алюминия или латуни, на бачках обязательно присутствуют патрубки, резьбовые или байонетные горловины для установки пробки, штуцеры или краны для слива жидкости, гнезда для установки датчиков температуры и иные элементы.

При этом трубки сердцевины могут быть бесшовными или паяными/сварными, а сама конструкция сердцевины радиатора — сборной и паяной. Сборными чаще всего выполняются алюминиевые радиаторы с трубчато-пластинчатой сердцевиной — в этом случае трубки привариваются или припаиваются только к бачкам, а пластины и трубки соприкасаются друг с другом, однако никак не соединяются. Паяными и сварными выполняются алюминиевые и медные трубчато-ленточные радиаторы — в этом случае трубки и ленты спаяны друг с другом, что обеспечивает надежный контакт между деталями и жесткость всей конструкции.

Описанную конструкцию имеют все автомобильные радиаторы, отличаясь лишь некоторыми деталями, о которых сказано ниже.

Применяемость автомобильных радиаторов

Радиаторы отопителя салона

Масляный радиатор АКПП

Конструкция радиатора кондиционера

На автомобили могут устанавливаться радиаторы различного назначения:

• Радиатор системы охлаждения двигателя. Присутствует на всех транспортных средствах, оснащенных ДВС с жидкостной системой охлаждения. Обеспечивает отвод тепла от охлаждающей жидкости в атмосферу за счет проходящего через радиатор потока воздуха;
• Радиатор отопителя. Является частью системы охлаждения двигателя, предназначен для подогрева поступающего в салон воздуха с целью поддержки комфортного микроклимата. Обеспечивает подогрев проходящего потока воздуха за счет тепла охлаждающей жидкости;
• Масляный радиатор. Присутствует в системах транспортных средств, машин и агрегатов со значительным нагревом масла — гидравлических, некоторых АКПП, в отдельных типах двигателей и т.д. Существуют масляно-воздушные и масляно-водяные радиаторы, в первом случае охлаждение осуществляется набегающим потоком воздуха, во втором — потоком охлаждающей жидкости (радиатор помещается в систему охлаждения двигателя);
• Радиаторы кондиционера и испарителя. Присутствуют только на транспортных средствах, оснащенных системой кондиционирования воздуха. Радиатор кондиционера обеспечивает отвод тепла от хладагента набегающим потомок воздуха, радиатор испарителя обеспечивает расширение (испарение) хладагента с целью снижения его температуры. Первый радиатор обычно располагается в подкапотном пространстве рядом с радиатором охлаждения двигателя, второй — в салоне автомобиля или под приборной панелью, он обеспечивает охлаждение поступающего в салон потока воздуха;
• Радиатор интеркулера. Присутствуют только на автомобилях, имеющих систему промежуточного охлаждения наддувного воздуха (интеркулера). Это воздухо-воздушный радиатор, он имеет большую площадь для охлаждения поступающего от турбины воздуха набегающим потомок воздуха.

Эти радиаторы могут иметь существенные отличия в конструкции. Например, радиаторы отопителя имеют малые габариты, а радиаторы кондиционера имеют несколько патрубков для подвода хладагента. Масляные радиаторы обычно выполнены в виде одной трубы, свернутой в спираль или согнутой в гармошку, вокруг которой располагается пакет пластин или лент (либо вовсе без пластин). А радиатор интеркулера имеет большое сечение труб и патрубков, что обеспечивает пропуск большого количества воздуха без существенного повышения сопротивления потоку.

Вопросы верного подбора, ремонта и замены автомобильных радиаторов

Радиаторы крайне важны для работы многих систем транспортного средства, особенно для функционирования силового агрегата, отопителя, некоторых типов трансмиссий, гидравлической системы и других. При неисправном радиаторе повышается температура жидкости и агрегат (или вся система) может выйти из строя вследствие перегрева. Поэтому теплообменник при возникновении проблем необходимо менять.

На замену следует брать радиатор того же типа и модели, что был установлен ранее, если найти такое же устройство невозможно, следует использовать радиатор достаточной производительности. Если взять слишком маленький радиатор, то система будет работать недостаточно эффективно, а большой может не встать на свое место.

Замену радиатора нужно проводить в соответствие с инструкцией по ремонту транспортного средства. Затем теплообменник следует регулярно проверять, очищать снаружи от грязи и внутри от накипи и отложений. При верном подборе радиатора и его регулярном обслуживании система охлаждения будет эффективно работать в любых условиях.

Источник статьи: http://www.autoars.ru/articles/?id=168

Радиатор системы охлаждения – устройство

При работе двигателя автомобиля каждый цилиндр постоянно повышает свою температуру за счет детонации подаваемого топлива. Если температуру не понижать, постоянные микровзрывы приведут к доведению мотора до критической температуры, превышение которой разрушит силовой агрегат.

Чтобы предотвратить это, устанавливается система охлаждения двигателя автомобиля. В представленной статье мы рассмотрим все базовые сведения о данном узле.

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.

Предназначение и разновидности

Отвод тепла — далеко не единственное назначение системы охлаждения двигателя. Она дополнительно отвечает за выполнение ряда иных задач:

• нагрев воздушной массы для отопления салона транспортного средства;
• уменьшение времени ожидания, необходимого для доведения мотора до рабочей температуры;
• уменьшение температуры смазочных материалов, используемых для ДВС;
• если применяется рециркуляция —уменьшается температура выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания;
• если присутствует автоматическая КПП — охлаждается смазка, расположенная внутри.

Схема системы охлаждения двигателя напрямую зависит от того, каким является ее способ функционирования и принцип работы. Соответственно, принято классифицировать узел на несколько категорий:

• жидкостное — тепло отводится за счет постоянной циркуляции техжидкости;
• воздушное— при применении рассматриваемойсхемы систем охлаждения двигателей тепло будет отводиться циркулируемым воздухом;
• комбинированное — включает в себя применение 1-го и 2-го варианта одновременно.

Практика показывает, что комбинированный вариант является наиболее эффективным, обеспечивая стабильную работу мотора в целом.

Устройство

Рассматривая конструкцию, по которой создана система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, можно заметить, что здесь практически отсутствует бак, в котором происходит хранение жидкости. В данном случае такой элемент конструкции не нужен, потому что жидкость постоянно находится в каналах/полостях ДВС и радиаторе.

Хотя бачок все же присутствует — его называют расширительным. Главная задача этой детали — комфортный залив рабочей жидкости в систему, а также возможность залива дополнительного количества жидкости, если ее герметичность по тем или иным причинам нарушена.

На картинке ниже можно посмотреть на устройство системы охлаждения двигателя.

Начнем ознакомление с водяного насоса, именуемого в народе «помпой». Это своеобразная мельница, в которой жидкость циркулирует по каналам ДВС под давлением. Конечной целью данной конструкции является проход воды через полости, расположенные в блоке мотора. Последние, исходя из компоновки двигателя автомобиля, могут быть разными.

Именно в цилиндрах присутствует максимально высокая температура, которая передается на другие детали. При отводе тепловой энергии охлаждается блок цилиндров, но сам антифриз нагревается. Соответственно, работа системы охлаждения двигателя обеспечивает выполнение простых физпроцессов, позволяющих уравнять температуру. Далее рабочая жидкость протекает по другим узлам мотора и проникает в радиатор.

С конструктивной точки зрения, радиатор охлаждения двигателя являет собой решетку, образованную из большого количества небольших вертикальных каналов, на поверхности которых находятся поперечные пластины. Устройство радиатора охлаждения двигателя может быть разным, исходя из того, насколько большой объем двигателя и насколько часто ему приходится набирать обороты.

Естественно, в спортивных моторах радиатор двигателя имеет увеличенные размеры. Возрастает и площадь обдува.Из чего состоит радиатор охлаждения двигателя? Большого количества сот, монтажных креплений, а также бачка, в который заливается антифриз. Он постепенно стекает вниз, в результате чего происходит охлаждение. В конструкции предусматривается наличие емкости снизу, которая снова передает антифриз в водяной насос.

Радиатор системы охлаждения двигателя эффективно справляется со своей задачей благодаря большому количеству каналов. Обеспечение качественного результата его работы также гарантируется за счет постоянного обдува корпуса воздушным потоком. Именно поэтому деталь практически всегда монтируется на «морде» авто.

Но даже этого порой может оказаться недостаточно, особенно тогда, когда транспортное средство находится в неподвижном состоянии. Поэтому с целью охлаждения дизельного двигателя (как и бензинового, в целом) используется специальный вентилятор. Он закреплен между мотором и радиаторным узлом, помогая усилить циркуляцию воздушной массы.

Чтобы гарантировать надежную работу системы, надо убедиться в исправном состоянии радиатора. Многие задаются вопросом — как проверить радиатор охлаждения двигателя? Сделать это достаточно просто — нужно быть уверенным в отсутствии повреждений каналов, а на асфальте должны отсутствовать следы течи из-за разгерметизации.

Проверять радиатор охлаждения двигателя надо перед каждой поездкой. Невыполнение этого требования может привести к детонации мотора, приводящей к невозможности восстановить его работоспособность.

Выше мы разобрались с тем, из чего состоит система охлаждения двигателя большинства транспортных средств. Но есть также и другая функция, которую выполняет система — это прогрев силового агрегата. Несмотря на ее противоречивость названию, при эксплуатации авто в зимнее время низкая температура сильно затрудняет процесс запуска мотора.

Охлаждение двигателя происходит немного хуже из-за мороза и повышенной влажности, топливо распыляется более проблематично, а технические жидкости страдают от повышения вязкости. Чтобы гарантировать нормальный принцип работы системы охлаждения двигателя, придется быстрее ее разогреть. Достичь требуемого эффекта позволяет работающий термостат. Он блокирует попадание антифриза в радиаторные соты.

Минуя данный узел, она перетекает опять в водяной насос, нагревая цилиндры. Термостат самостоятельно совершает подачу антифриза при достижении температуры 70-80 градусов Цельсия (исходя из настроек блока управления и компоновки силового агрегата). Патрубок, открытый в процессе разогрева, сразу же закрывается.

Последним прибором, благодаря которому работает схема охлаждения двигателя, является температурный датчик. Его обычно устанавливают в салоне транспортного средства. Водитель постоянно получает актуальную информацию о температуре мотора в режиме реального времени. При отклонении показателей от нормы владелец авто сможет быстро принять меры по локализации и ремонту поломки.

Практика показывает, что система охлаждения дизельного двигателя наиболее часто выходит из строя в связи с нарушением герметичности. В такой ситуации температура сразу повышается, потому что антифриза в системе становится меньше, и имеющегося объема недостаточно для полноценной работы.

Принцип работы

Принцип работы системы охлаждения двигателя постоянно контролируется штатнымблоком управления силовым агрегатом. В нынешних моделях транспортных средств детали охлаждения проверяются специальным математическим алгоритмом, позволяющим принимать во внимание самые разные параметры работы не только мотора, но и сопутствующих систем.

Отталкиваясь от того, как работает система охлаждения двигателя в нормальном режиме при исправных деталях, система стремится поддерживать их на нормальном уровне. Поэтому электроника включает или выключает на некоторое время те или иные элементы.

Чтобы более подробно узнать, как работает система охлаждения двигателя, рекомендуем посмотреть схему ниже.

Поскольку антифриз принудительно протекает по системе, за него отвечает центробежный насос. Благодаря ему техжидкость прокачивается посредством «рубашки». При выполнении данной работы применение систем охлаждения позволяет добиться охлаждения мотора и нагрева антифриза. Исходя из типа мотора и его схемы, жидкость протекает:

Схема системы охлаждения двигателя предусматривает два циркуляционных круга — «малый» и «большой». Например, при включениизажигания, когда все детали не нагреты, термостат закрыт, жидкость протекает по малому кругу. Она не доходит до радиатора охлаждения двигателя.

Когда температурный режим доведется до требуемого уровня, происходит открывание термостата — антифриз проникает в радиатор, где и будет происходить уменьшение температуры за счет обдува. Это и есть большой цикл, повторяющийся многократно.

В этом и состоит общий принцип работы радиатора охлаждения двигателя вне зависимости от марки и модели транспортного средства.

В авто с турбиной охлаждение двигателя происходит по несколько иной схеме. Здесь присутствует два контура, где первый установлен с цельюснижения температуры анифриза, а второй охлаждает воздух. При этом первый контур также разделяется на 2 части — для обслуживания головки блока и блока цилиндров в целом.

Это сделано потому, что схема работы системы охлаждения двигателя предусматривает разницу температуры головки и блока на 15-20 градусов. Таким образом, степень вероятности детонации значительно уменьшается, да и камеры сгорания эффективнее наполняются горючим. В устройство системы охлаждениядобавлена одна особенность — в моторе с турбиной все рабочие контуры имеют собственный термостат.

Выводы

Система охлаждения двигателя присутствует на каждом транспортном средстве. Основноеназначение системы охлаждения — поддержаниеоптимальной температуры мотора автомобиля.

Базовые детали системы охлаждения двигателя следующие — радиатор, термостат, датчик температуры и вентилятор. Система состоит из нескольких контуров, отвечающих за правильность функционирования всей системы.

Устройство радиатора достаточно сложное, поскольку конструкция состоит из большого количества маленьких каналов, по которым протекает подогретая жидкость. Своевременная проверка позволяет гарантировать нормальную работу силовой установки в целом.

Источник статьи: http://avtodvigateli.com/detali/radiator-sistemy-oxlazhdeniya.html