Как работает система охлаждения двигателя

Современные автомобили оснащены вентилятором для первичного или вторичного охлаждения. Если автомобиль движется медленно, чтобы создать достаточный поток воздуха для охлаждения двигателя, вентилятор втягивает воздух через радиатор.

Как работает система охлаждения двигателя

Наиболее распространенной формой охлаждения двигателя в автомобиле является закрытая жидкостная система с циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ) под давлением.

Радиатор состоит из сердцевины радиатора, верхнего и нижнего бачков и крепежных элементов. Для производства радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на основе алюминия. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы могут быть трубчатыми, оребренными или сотовыми.

Типы радиаторных сердечников

расширительный бак

Существует несколько типов охлаждения двигателя. Тип используемой системы охлаждения зависит от области применения. Различают жидкостные, воздушные и комбинированные системы. Жидкостная система отводит тепло от двигателя посредством потока жидкости, а воздушная система отводит тепло посредством потока воздуха. Комбинированная система сочетает в себе оба метода.

Жидкостная система охлаждения является наиболее часто используемой системой охлаждения в автомобилях. Она равномерно и достаточно эффективно охлаждает детали двигателя и работает с меньшим шумом, чем система воздушного охлаждения. Ввиду популярности жидкостной системы, именно она будет использоваться в качестве примера для объяснения работы всей системы охлаждения двигателя.

РАДИАТОР Радиатор обеспечивает отвод тепла от охлаждающей жидкости в окружающую среду. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачка и сердцевины. Он крепится к автомобилю на резиновых прокладках с пружинами.

Как это работает: Система охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателяСегодня в нашей постоянной рубрике “Как это работает.Сегодня в нашей постоянной рубрике “Как это работает” вы узнаете о строительстве и эксплуатации системы охлаждения двигателя, Почему необходим термостат и радиатори почему система воздушного охлаждения не получила широкого распространения система воздушного охлаждения.

Следует отметить, что охлаждение является принудительным, что означает поддержание в двигателе избыточного давления (до 100 кПа), что приводит к температура кипения теплоносителя повышается до 120°C.

малый круг кровообращения

большой круг циркуляции

Система охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателя

НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТЕЙ . Насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Наиболее часто используемыми насосами являются центробежные лопастные насосы.

Система охлаждения двигателя

РАДИАТОР обеспечивает отвод тепла теплоносителя в окружающую среду. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачка и сердцевины. Он устанавливается на автомобиле на резиновых прокладках с пружинами.

Наиболее распространенными радиаторами являются трубчатые и пластинчатые радиаторы. В первом случае сердечник состоит из нескольких рядов латунных трубок, продетых через горизонтальные пластины, которые увеличивают поверхность охлаждения и придают жесткость охладителю. В последних сердечник состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из гофрированных пластин, сваренных вместе по краям. Верхний бак имеет заливную горловину и паропровод. Горловина радиатора герметично закрыта пробкой и имеет два клапана: паровой клапан для снижения давления при кипении жидкости, который открывается, когда давление превышает 40 кПа (0,4 кгс/см2), и воздушный клапан, который пропускает воздух в систему, когда давление снижается из-за охлаждения жидкости, и защищает трубы радиатора от сплющивания под атмосферным давлением. Также используются алюминиевые радиаторы алюминиевые радиаторы дешевле и светлее, но свойства теплопередачи и надежность ниже, чем.

Постоянное снижение уровня охлаждающей жидкости чаще всего вызвано утечкой охлаждающей жидкости. Многочисленные соединения с компонентами системы охлаждения, коррозия основного радиатора или радиатора отопителя приводят к постоянному снижению уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Распознавание проблемы включает в себя обнаружение темных пятен на компонентах и узлах в моторном отсеке, мокрых следов на дорожном полотне и характерного сладковатого запаха охлаждающей жидкости. Более серьезной проблемой являются следы дизельного топлива на щупе, что может привести к дорогостоящему ремонту двигателя.

Принцип работы

Принцип работы системы охлаждения двигателя (как для бензиновых, так и для дизельных двигателей) очень прост и основан на систематическом контуре охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость, поглощая тепло от компонентов двигателя (в рубашках охлаждения), под действием давления, создаваемого водяным насосом, циркулирует по системе, обмениваясь теплом.

Первоначально, при закрытом термостате, т.е. без работающего радиатора, жидкость течет по малому кругу. Это необходимо для ускорения процесса прогрева и доведения двигателя до рабочей температуры. Когда жидкость возвращается в рубашку охлаждения, контур продолжается.

большой и малый круги системы охлаждения

Когда температура достигает высоких показателей (в диапазоне 100 градусов), термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает двигаться по большому кругу и поступает в радиатор. Это немедленно охлаждает двигатель, поскольку охлаждающая жидкость, которая ранее не использовалась (в радиаторе), поступает в систему охлаждения. Сам радиатор охлаждается проходящим атмосферным воздухом.

Когда двигатель нагревается еще больше (например. летом) и жидкость не успевает остыть до необходимой температуры, специальное устройство автоматически включает электрический вентилятор (“ленивый вентилятор”), который дополнительно охлаждает радиатор и секцию двигателя. Вентилятор работает до достижения необходимой температуры жидкости, после чего специальное устройство отключает его. Механический вариант вентилятора, который соединен с коленчатым валом через ременную передачу, работает непрерывно.

При необходимости (например, в холодное время года) охлаждающая жидкость через открытый клапан отопителя поступает в “печку”, где охлаждает избыточное тепло через радиатор и подогревает воздух в салоне.

ППроизводительность вентилятора (характеристика потребления) – Это, пожалуй, самая важная характеристика болельщика. Он измеряется в количестве кубических футов воздуха, которые он распределяет в минуту, сокращенно CFM (Cubic Feet per Minute). Эта характеристика в основном зависит от площади поверхности вентилятора, профиля лопастей и его скорости. Чем выше значение, тем выше мощность охлаждения и, как правило, тише работа вентилятора.

Кулеры

Радиатор (Радиатор – это охлаждающее устройство, состоящее из радиатора и вентилятора, устанавливаемое на электронные компьютерные компоненты, которые выделяют больше тепла. Основная задача устройства – снизить температуру охлаждаемого объекта и поддерживать ее на определенном уровне. Это достигается за счет непрерывного потока воздуха вокруг охладителя. Другими словами, менее эффективный процесс излучения преобразуется в более эффективный процесс конвекции. Кулеры – это самый простой, быстрый, доступный и в большинстве случаев достаточный способ охлаждения компьютерных компонентов – воздух охлаждает все.

Существует огромное количество вариантов дизайна. Если о внешнем виде можно говорить долго, то о функциональных различиях можно сказать немного.

Кулеры бывают разных размеров – обычно от 40×40 мм до 320×320 мм.

фото

Роликовые шарики

Самой важной частью любого кулера является его вентилятор. Именно он является причиной наибольшего шума в вашем системном блоке. Точнее, это шум, который создается, когда поток воздуха ударяет в охладитель. Шум особенно заметен в кулерах низкого класса, потому что над их дизайном никто особо не работает.

Вентилятор состоит из крыльчатки (она имеет магнит на внутреннем диаметре) и электродвигателя, который вращает этот магнит вместе с крыльчаткой. Осевой штифт проходит через центр вентилятора, который расположен в центре двигателя. Для обеспечения бесперебойной работы крыльчатки могут использоваться три типа подшипников (срок службы которых указывается производителями на упаковке в тысячах часов):

– Подшипник скольжения является самым дешевым и наименее надежным вариантом и создает высокий уровень шума во время работы.
– 1 подшипник скольжения + 1 шарикоподшипник – комбинированный подшипник – более длительный срок службы, в среднем в два раза дольше, чем у подшипника скольжения.
– 2 или 4 шарикоподшипника – наиболее надежные и тихие варианты, но значительно дороже первых двух.
– Игольчатые подшипники и NCB (керамические наномиллиметровые) – устанавливаются в вентиляторы ограниченным числом производителей. Они характеризуются низким уровнем шума, низкой стоимостью и очень долгим сроком службы.

фото

Говоря о сроке службы (времени безотказной работы). Если срок службы указан в 40-50 тысяч часов (почти 5 лет, хотя может быть и больше – даже 300 тысяч часов!), это не значит, что только через это время следует вспомнить о кулере. Нет! Разделите это число на два или три и время от времени проводите профилактические мероприятия – протирайте пыль, продувайте, смазывайте. Если не ухаживать за радиатором, он может начать шуметь, а если забыть о нем, он может остановиться.

Ппроизводительность вентилятора (характеристики износа) – Это, пожалуй, главная особенность данного кулера. Он измеряется в кубических футах воздуха в минуту (CFM), или Cubic Feet per Minute. Эта характеристика в основном зависит от площади поверхности вентилятора, профиля лопастей и скорости. Чем выше значение, тем больше мощность охлаждения и, как правило, выше уровень шума работающего вентилятора.

Здоровое питание

Радиатор может перемещать кубометры воздуха своими лопастями со скоростью до 8000 оборотов в минуту (для сравнения, обычный автомобильный двигатель производит 5-8000 оборотов в минуту. Двигатель гоночного автомобиля Формулы-1 развивает до 22 000 оборотов в минуту). Однако очевидно, что при такой скорости шум, связанный с работой кулера, будет заметен. По этой причине лучше использовать кулеры с температурными датчиками – которые “анализируют” температуру и могут увеличивать или уменьшать скорость в зависимости от ситуации. В большинстве случаев это также положительно влияет на уровень шума при работе.

Все компьютерные кулеры работают от постоянного тока, напряжение которого обычно составляет 12 В. В них используются разъемы Molex (для вентиляторов Smart) или PC-Plug для блока питания.

PC-Plug имеет четыре провода: два черных (земля), желтый (+12 В) и красный (+5 В).

Разъемы Molex на материнских платах используются для того, чтобы система могла управлять скоростью вращения вентилятора, подавая на красный провод различные напряжения (обычно от 8 до 12 В). Желтый (сигнальный) провод используется для передачи информации о скорости вращения лопастей вентилятора в систему. Использование Molex имеет один существенный недостаток: к нему опасно подключать вентиляторы с потребляемой мощностью более 6 Вт.

PC-Plug отличается – он может выдерживать несколько десятков ватт. Однако это решение не лишено недостатков – вы не сможете определить, работает вентилятор или нет.
Найти переходник с одной вилки на другую больше не проблема – они часто поставляются в комплекте.

Кроме того, кулер иногда переключается на 5 В или 7 В для снижения уровня шума. Петли закругляются, провода оплетаются или обматываются и прячутся в укромное место – так, чтобы не мешать продуманной циркуляции воздуха.

фото

О шуме

Все кулеры были классифицированы по следующим классам шума (чем ниже уровень шума, тем комфортнее работа за компьютером):

Условно молчаливый. Уровень шума такой системы охлаждения составляет менее 24 дБ. Это значение ниже, чем типичный фоновый шум в тихой комнате (вечером или ночью). Поэтому радиатор практически не вносит существенного вклада в картину шума. Как правило, это значение достигается при самой низкой скорости вращения вентилятора в системах с переменной скоростью.

Низкий уровень шума. Уровень шума, издаваемого такой системой охлаждения, составляет от 24 до 30 дБ включительно. Кулер вносит едва заметный вклад в звучание компьютера.

Эргономичный дизайн.. Уровень шума находится в диапазоне от 37 до 42 дБ. Этот тип кулера, скорее всего, будет заметен в большинстве конфигураций пользователей компьютеров.

Он не является эргономичным. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения составляет более 42 дБ. В таких условиях этот кулер будет основным “генератором шума” практически в любой конфигурации компьютера. Использование такого кулера в бытовых условиях не оправдано – он скорее подходит для производственных и офисных помещений, где фоновый шум превышает 45 дБ.

Обзор кулеров

Преимуществами кулеров являются их универсальность, всеобщность, доступность по цене. Низкую цену тоже можно отнести к плюсам, но следует помнить, что хороший кулер не должен быть прожорливым – ведь это действительно второе сердце компьютера – его нельзя останавливать.

К минусам я отнесу возможные шумы, которые рано или поздно появятся на любом кулере.

Подводя итог вышесказанному. Сегодня самой распространенной системой охлаждения является кулер, с помощью которого можно охладить все – от процессора до жесткого диска и памяти. Это вопрос выбора и установки подходящего кулера – на рынке представлены десятки производителей.

Некоторые люди хотят найти золотую середину между тишиной и производительностью. Одним людям нужны гигагерцы и их не волнует шум, другие предпочитают тишину.

Выход из строя или плохая работа системы охлаждения приводит к повышенному износу и выходу из строя компонентов двигателя. Рабочая температура современных бензиновых двигателей составляет 100-120°C (или 70-90°C для дизельных двигателей), а при современных легких двигателях и повышенном соотношении мощности к объему даже кратковременный перегрев вызывает немедленный или очень быстрый отказ двигателя. Поэтому правильная работа системы охлаждения в современных легковых автомобилях является гарантией эффективности и срока службы агрегата.

Функции системы охлаждения двигателя автомобиля

Помимо своей основной функции – отвода тепла от двигателя, система охлаждения двигателя (сокращенно ATS) выполняет и другие задачи:

  • Охлаждение смазочных материалов в автоматических трансмиссиях;
  • Охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
  • Охлаждение воздуха в системе турбонагнетателя;
  • Охлаждение системы смазки двигателя;
  • Нагрев воздуха в системе отопления и кондиционирования.

Выход из строя или низкая эффективность системы охлаждения приводит к повышенному износу и выходу из строя компонентов двигателя. Рабочая температура современных бензиновых двигателей составляет 100-120°C (или 70-90°C для дизельных двигателей), а учитывая облегченные конструкции современных двигателей и повышенное соотношение мощности к объему, даже кратковременный перегрев приведет к немедленному или очень быстрому отказу двигателя. Поэтому правильная работа системы охлаждения в современных автомобилях является гарантией эффективности и срока службы трансмиссии.

Затем следует запустить двигатель и поработать на холостом ходу в течение 15 минут. При этом убедитесь, что большая цепь разомкнута. Также не забудьте включить обогреватель кабины на максимальную скорость во время промывки. После остывания агрегата жидкость можно слить, открыв пробки радиатора и блока цилиндров. Этот процесс следует повторять до тех пор, пока жидкость не будет выходить чистой и без видимых примесей.

Процесс промывки

Перед промывкой сначала слейте всю охлаждающую жидкость через сливную пробку на радиаторе, расположенную в самом низу, и на блоке цилиндров, чтобы удалить все остатки.

Обратите внимание, что сливать охлаждающую жидкость следует только при холодном двигателе!

После слива воды снова затяните пробки и залейте в расширительный бак воду с лимонной кислотой или, лучше всего, специальный очиститель.

Процесс заливки PRESTONE Super Radiator Flush в расширительный бачок

Процесс заливки PRESTONE Super Radiator Flush в расширительный бачок

Затем двигатель запускается и работает на холостом ходу в течение примерно 15 минут. Во время этого процесса убедитесь, что большое циркуляционное колесо открыто. При промывке также помните, что отопитель кабины должен работать на максимальном уровне обогрева. После остывания агрегата жидкость можно слить, открыв пробки радиатора и блока цилиндров. Этот процесс следует повторять до тех пор, пока охлаждающая жидкость не будет выходить чистой и без видимых загрязнений.

Новую охлаждающую жидкость можно долить сразу после завершения процесса промывки. Заливайте охлаждающую жидкость или антифриз в расширительный бачок медленно и осторожно, чтобы избежать образования воздушных карманов в системе.

При заправке антифризом или дизельным топливом используйте воронку, чтобы избежать попадания охлаждающей жидкости на детали двигателя.

При заправке антифризом или дизельным топливом используйте воронку – это предотвратит попадание охлаждающей жидкости на детали двигателя.

Когда резервуар будет почти полон, закройте его и запустите двигатель на несколько минут, чтобы жидкость равномерно распределилась по системе. Затем, после выключения устройства, долейте антифриз или антифриз до уровня между максимальной и минимальной отметками на бачке.

В заключение следует отметить, что принципиальной разницы в использовании антифриза или антиобледенителя нет. Однако во многих странах мира производители автомобилей уже давно отказались от использования золы, поскольку ее эксплуатационные характеристики несколько ниже. Современный антифриз производится с использованием новейших технологий и в значительной степени защищает двигатель от перегрева, а трубопроводы системы охлаждения – от загрязнения.

Читайте далее:
Сохранить статью?