Для чего служит система охлаждения двигателя: Система охлаждения двигателя

Назначение и принцип работы системы охлаждения

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Назначение и принцип работы системы охлаждения

Читать далее:

Назначение и принцип работы системы охлаждения

Система охлаждения служит для принудительного отвода от цилиндров двигателя тепла и передачи его окруячающему воздуху. Необходимость в системе охлаждения вызывается тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренних деталей двигателя, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание движущихся деталей вследствие чрезмерного их расширения.

Система охлаждения может быть воздушной или жидкостной.

При воздушной системе охлаждения (рис. 1, а) тепло от цилиндров двигателя передается непосредственно обдувающему их воздуху. Для этого с целью увеличения поверхности теплоотдачи на цилиндрах и головке делают охлаждающие ребра, изготовляемые путем отливки.

Цилиндры окружены металлическим кожухом. Через образовавшуюся воздушную рубашку просасывается с помощью вентилятора воздух, охлаждающий двигатель. Вентилятор приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Воздушная система охлаждения получила применение лишь на двигателях небольшой мощности. Достоинством такой системы является простота устройства, некоторое снижение веса двигателя и удобство обслуживания. Для’более мощных двигателей применение воздушной системы охлаждения встречает ряд трудностей ввиду необходимости отвода большого количества тепла и обеспечения равномерности охлаждения всех нагревающихся точек двигателя.

В систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят водяные рубашки соответственно головки и блока, радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами, водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.

Водой заполняются водяные рубашки головки и блока, патрубки и радиатор. При работе двигателя приводимый от него в действие водяной насос создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания и охлаждает двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом,

который просасывается между трубками вращающимися лопастями вентилятора. Охлаяеденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.

В некоторых двигателях с верхними клапанами вода от насоса принудительно направляется только в рубашку головки, седел и патрубков выпускных клапанов, и далее по отводящему патрубку отводится в радиатор. Охлаждение цилиндров при этом производится водой, циркулирующей в ее рубашке вследствие наличия разности температур воды в водяной рубашке блока и головки. Более нагретая вода из водяной рубашки блока вытесняется более холодной водой, поступающей из водяной рубашки головки, чем обеспечивается естественная — конвекционная циркуляция воды (термосифонная).

При таком охлаждении условия работы цилиндров двигателя улучшаются.

Термостат, установленный в верхнем водяном патрубке, регулирует циркуляцию воды через радиатор, поддерживая наивыгоднейшую ее температуру.

В V-образных карбюраторных двигателях общий водяной насос, соединенный нижним патрубком с радиатором и установленный на одном валу с вентилятором, нагнетает воду по двум патрубкам и водораспределительным каналам в водяные рубашки обеих секций блока. Нагретая вода отводится от головок по каналам, обычно отлитым в верхней крышке блока, и через общий термостат и верхний патрубок поступает обратно в радиатор. На дизелях компоновка элементов системы охлаждения несколько видоизменена.

В зависимости от способа соединения полости системы охлаждения с атмосферой принудительная система охлаждения делится на два типа —открытую и закрытую. В открытой системе полость верхнего бачка радиатора постоянно сообщается с атмосферой. В закрытой системе охлаждения, получившей применение на всех автомобилях, полость бачка может сообщаться с атмосферой только через специальный паровоздушный клапан.

Рис. 1. Схемы систем охлаждения двигателей

Рекламные предложения:

Читать далее:

для чего нужен, принцип работы, где находится и что в него заливают » АвтоНоватор

Система охлаждения современного автомобиля включает в себя несколько элементов, без которых её нормальное функционирование невозможно. К таковым относится и расширительный бачок, устанавливаемый в разных местах подкапотного пространства в зависимости от марки авто. Незамысловатый пластиковый резервуар с пробкой играет важную роль в работе охлаждающего контура двигателя и требует периодического контроля со стороны владельца машины.

Назначение расширительной ёмкости

В системах охлаждения различных автомобилей содержится от 5 до 20 и более литров незамерзающей жидкости — антифриза (тосола). В процессе эксплуатации двигатель, а вместе с ним и антифриз разогревается от низкой температуры зимой до высокой в летний период.

Перепад температур может достигать 100 °С и более. Например, при эксплуатации машины в северных регионах, где прогрев мотора начинается от минус 20 °С и заканчивается рабочей температурой 90 °С, эта разница составит 110 °С.

Во время работы двигателя в расширительном баке возникает давление около 1 Бар

Поскольку любая жидкость расширяется в объёме при нагревании, в охладительном контуре авто образуется излишек, который нужно куда-то направить. Антифриз является средой несжимаемой, поэтому при расширении он создаст в системе высокое давление, способное разорвать патрубки и соты радиаторов. И наоборот, при охлаждении жидкость уменьшится в объёме и создаст разрежение (вакуум), воздействующий с такой же силой.

Чтобы обеспечить нормальную работу системы охлаждения силового агрегата и избежать скачков давления, в неё интегрирован расширительный бачок. Его функции следующие:

• воспринимать дополнительный объём антифриза, расширяющегося при нагреве;
• сбрасывать излишки давления через пробку со встроенным предохранительным клапаном;
• отдавать жидкость обратно в систему при остывании мотора, препятствуя возникновению воздушных пробок.

На грузовиках применяются расширительные баки больших размеров

Антифриз, являющийся смесью дистиллированной воды с этиленгликолем (иногда — пропиленгликолем), при нагревании от нуля до 100 °С прибавляет в объёме порядка 5%. В контуре, рассчитанном на 10 л тосола, после полного прогрева образуется целых 500 мл, которые уходят в расширительный бачок.

Видео: зачем нужен расширительный бачок

Конструкция и принцип действия

Современные расширительные ёмкости для автомобилей представляют собой резервуар, изготовленный из прочной толстостенной пластмассы с заливной горловиной и штуцерами для подключения к элементам охлаждающей системы. Форма резервуара не имеет значения в функциональном плане, так что производители подгоняют её под место установки резервуара.

Форма бачка зависит от места его установки и может быть разной — круглой, прямоугольной или плоской

Вместительность сосуда для расширяющегося тосола рассчитывается для каждой модели авто и зависит от полного объёма жидкости в патрубках и агрегатах. Причём в холодном состоянии бачок заполняется антифризом только наполовину, остальное пространство занимает воздух, способный сжиматься под давлением. Горловина резервуара закрыта пробкой со встроенным воздушным клапаном. Принцип работы ёмкости следующий:

1. При «холодном» моторе бачок наполовину пуст — уровень антифриза находится между минимальной и максимальной отметкой на корпусе.
2. После запуска двигателя тосол начинает расширяться и его уровень в сосуде повышается, а воздушная прослойка сжимается. Клапан крышки остаётся герметичным.
3. При достижении жидкостью рабочей температуры 90—95 °С и максимального увеличения в объёме давление в баке достигает порога срабатывания воздушного клапана (1—1,2 Бар или 120 кПа). Он открывается и сбрасывает воздух в атмосферу.
4. В процессе остывания мотора наблюдается обратная картина — клапан пропускает воздух в обратную сторону до тех пор, пока количество антифриза не перестанет уменьшаться. Это предотвращает появление воздушных пробок в шлангах и радиаторах.

Устройство ёмкости довольно простое — корпус бачка закрыт пробкой со встроенным клапаном

В аварийной ситуации, когда тосол или вода по разным причинам начинает кипеть, предохранительный клапан сбрасывает не только воздух, но и пар.

Встроенный датчик подаёт сигнал о недостаточном уровне жидкости на панель приборов

В некоторых моделях автомобилей, например, ВАЗ 2110—2115 ёмкость оснащена второй горловиной, куда вкручивается датчик уровня охлаждающей жидкости. Если в силу поломки либо протечки какого-то узла антифриз начнёт вытекать наружу и его уровень в ёмкости упадёт до минимума, датчик сработает и предупредит водителя сигналом соответствующей лампочки на панели приборов.

Судовые системы охлаждения — MirMarine

При сгорании топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания лишь 38—42 % получаемой при этом теплоты превращается в полезную работу. Остальная теплота — это неизбежные тепловые потери. Примерно половина потерянного тепла уходит в атмосферу с продуктами сгорания топлива, остальная часть передается деталям, соприкасающимся с горячими газами. Если эти детали не охлаждать, то работа двигателя станет невозможной и он выйдет из строя. Невозможной станет и смазка двигателя, так как смазочное масло будет сгорать. Во избежание этого все детали и узлы двигателя, соприкасающиеся с горячими газами, необходимо охлаждать. Обязательному охлаждению подлежат цилиндры, крышки цилиндров и выпускной коллектор.

Для обеспечения непрерывной подачи воды (пресной или забортной) для охлаждения двигателей, механизмов или аппаратов и предназначена система охлаждения судовой энергетической установки. На судне эта система обеспечивает подачу охлаждающей жидкости не только к главным двигателям, но и к таким механизмам, аппаратам и устройствам, как подшипники валопроводов, холодильники масла, паро- и электрокомпрессоры, конденсатные насосы и др.

Для перемещения охлаждающей воды по трубопроводам к местам охлаждения необходимы насосы. Их включают в общую магистраль, от которой идут отростки, подводящие воду ко всем потребителям.

Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания являются автономными, т. е. предусматривают наличие насосов пресной или забортной воды, которые обслуживают только данный двигатель.

Системы охлаждения двигателей делятся на открытые (одноконтурные) и закрытые (двухконтурные). Открытая система на морских судах почти не применяется. В этой системе охлаждение двигателя производится забортной водой, которая насосом прокачивается по всей системе охлаждения и отводится за борт. Систему открытого типа допустимо применять там, где температура нагрева выходящей из двигателя воды не превышает 55 °С. При большей температуре растворенные в воде соли становятся нерастворимыми и оседают на омываемых водой поверхностях в виде накипи, ухудшая условия теплоотдачи, а также засоряя проточные каналы и полости охлаждения, особенно в литых конструкциях головок и блоков цилиндров двигателей. Это нарушает нормальное протекание рабочего процесса в двигателе и может служить причиной аварии.

На рис. 3.58 изображена схема открытой системы охлаждения двигателя. Забортная вода при открытом кингстоне 10 поступает в теплый ящик забортной воды 9, снабженный фильтром. Кингстон открывается и закрывается рукояткой 5, выведенной на крышку ящика. При открытом приемном клапане 11 вода для охлаждения забирается насосом 12 и по трубе 13 подается к двигателю. Поступившая в полость охлаждения блока цилиндров 1 вода поднимается вверх и перетекает в крышки 2 цилиндров, откуда через патрубок 3 направляется в полость охлаждения выпускного коллектора 6. Из последнего она отводится за борт по трубе 7. Температура охлаждающей воды, прошедшей через каждый цилиндр, контролируется термометром 4 и регулируется клапаном 5 путем пропуска большего или меньшего количества воды, проходящей через него. Давление воды во время работы системы контролируется манометром 14.

В большинстве современных судовых дизелей применяется закрытая система охлаждения. В этой системе для охлаждения работающего двигателя используется пресная вода, непрерывно циркулирующая в замкнутой системе охлаждения, которая состоит из двух контуров: внутреннего и внешнего. Первый служит для охлаждения двигателя, второй — для охлаждения воды, циркулирующей во внутреннем контуре. Для охлаждения пресной воды устанавливают водо-водяной холодильник, через который прокачивается забортная вода.

На рис. 3.59 приведена схема закрытой системы охлаждения двигателя. Циркуляционным насосом 15 пресная вода по внутреннему контуру подается в блок цилиндров 1. Охладив крышку 2 цилиндра двигателя, вода по патрубку 3 поступает в полость охлаждения выпускного коллектора 5, а оттуда в термостат или в терморегулятор 7, который служит для автоматического регулирования температуры воды, прошедшей через двигатель. Если температура этой воды окажется выше требуемого значения, то термостат большую часть воды пропустит в холодильник 11, а меньшую — в трубу 16, Таким образом, в термостате постоянно происходит перераспределение двух потоков воды: подводимой к насосу 15 и вновь направляемой на охлаждение двигателя.

Температура воды контролируется термометром 6. В связи с высокой температурой воды, выходящей из двигателя, в отдельных точках внутренних полостей, заполненных водой, образуется некоторое количество пара. Пар отводится по трубе 4 в расширительный бак 5, являющийся компенсатором объема, в который по трубе 9 вытесняется избыточное количество расширившейся при нагревании воды. Благодаря этому предотвращается нарушение плотности соединений элементов системы.

Забортная вода через кингстон 13 и приемный клапан 14 забирается насосом 12 и прогоняется через холодильник, где охлаждает пресную воду внутреннего контура, после чего отводится за борт по трубе 10. Такая система охлаждения двигателей предохраняет полости охлаждения двигателя от отложения солей и уменьшает вероятность образования коррозии и электрохимической эрозии. Установленный на приемной ветви фильтр забортной воды предохраняет систему от попадания ила и песка.

В двигателях с высокой средней температурой цикла приходится применять охлаждение поршней путем подвода охлаждающей жидкости в их головки. В частности, это можно осуществить с помощью специального телескопического механизма. Как видно на рис. 3.60, охлаждающая жидкость подается в трубу 1 телескопического механизма поршня, далее переходит в подвижную трубу 5, укрепленную в поршне 4, а затем в полость 5 поршня и охлаждает его головку. Отвод жидкости можно произвести с помощью такого же телескопического механизма, расположенного с другой стороны поршня. Имеющийся на телескопической трубе сальник 2 не допускает пропуска охлаждающей жидкости в картер двигателя.

Литература

Судовые системы и трубопроводы — Овчинников И.Н., Овчинников Е.И. [1988]

Похожие статьи

Охлаждение дизелей. Системы: проточная и замкнутая

При рассмотрении теплового баланса двигателя было установлено, что только часть тепла, выделяемого при сгорании топлива внутри цилиндров дизеля, превращается в индикаторную работу (до 47%). Из оставшегося тепла примерно 25% уносится с отходящими газами, а остальное тепло (25—28%) для предотвращения перегрева деталей двигателя отводят охлаждающей водой. Для отвода тепла в основных деталях двигателя (цилиндр, цилиндровая крышка, поршень, корпус выпускного клапана) устраивают специальные полости или зарубашеч-ные пространства, через которые пропускают охлаждающую воду.

Для охлаждения судовых дизелей применяют две системы: проточную и замкнутую. При проточной системе охлаждения специальный насос забирает воду из кингстона и прокачивает ее через зарубашечное пространство дизеля; при замкнутой системе через зарубашечное пространство дизеля прокачивается пресная вода, которая затем в специальном теплообменнике (охладителе) охлаждается забортной водой и снова направляется в двигатель. Проточная система значительно проще замкнутой, однако имеет ряд существенных недостатков, поэтому для охлаждения дизелей на судах, построенных в последние годы, не применяется.

Основные недостатки проточной системы охлаждения дизеля: возможность засорения зарубашечного пространства дизеля илом и другими взвешенными частицами, содержащимися в морской воде; интенсивное отложение солей в зарубашечном пространстве и образование накипи, плохо проводящей тепло и резко ухудшающей теплообмен, в результате чего происходит перегрев деталей и даже их разрушение. Для того чтобы предотвратить образование накипи в зарубашечном пространстве, приходится снижать температуру воды на выходе из дизеля до 50—55° С и тем самым ухудшать температурный режим двигателя и полезное использование тепла. При низкой температуре забортной воды для уменьшения температурных напряжений на входе воды в двигатель устраивают специальные смесители, куда подается вода из кингстона и часть воды, выходящей из двигателя. Минимальная допустимая температура воды на входе в двигатель +15° С. Однако необходимый перепад при охлаждении двигателя забортной водой составляет 10—20° С, таким образом, температура воды на входе составляет 35—45° С.

При замкнутой системе охлаждения применяют пресную воду, которая проходит техническую обработку и не содержит солей, в результате удается поддерживать высокий температурный режим двигателя (температура воды на выходе из систем, сообщенных с атмосферой, — до 85° С, а при наличии паровоздушного клапана у некоторых напряженных четырехтактных дизелей—до 105° С). Необходимый перепад при охлаждении двигателя пресной водой 7—15° С. Для того чтобы предотвратить засоление воды в случае нарушения плотности водоохладителя, давление в системе пресной воды устанавливают несколько большим, чем в системе забортной воды.

Для контроля пресной воды из системы периодически проводят анализ проб воды для определения содержания солей, и если соленость достигает критических значений, воду в системе заменяют.

Следует также отметить, что при охлаждении двигателя пресной водой масляный холодильник, как правило, охлаждается забортной водой.

Для предотвращения коррозии охлаждаемых деталей и трубопроводов в пресную воду добавляют различные присадки (например, бихромат калия) или антикоррозионные масла.

При охлаждении двигателя пресной водой система должна предусматривать аварийное охлаждение забортной водой. Переход на аварийное охлаждение должен осуществляться постепенно, чтобы не вызвать резких температурных напряжений, при этом необходимо соблюдать требования в отношении температур, рекомендуемых для проточных систем (не ниже 15° С на входе и не выше 50—55° С на выходе).

Некоторые фирмы в целях страховки рекомендуют при аварийном охлаждении еще более низкие температуры на выходе воды из двигателя (до 45° С). Если учесть, что двигатель, как правило, работает на аварийном охлаждении короткое время и потери тепла незначительны, эти рекомендации целесообразно выдерживать.

Схемы проточной и замкнутой систем охлаждения

При проточной системе охлаждения (рис. 68, а) забортная вода от кингстона насосом 1 прокачивается через масляный холодильник 2 (часть воды прокачивается мимо масляного холодильника) и смеситель 3, подается через регулировочные вентили 4 в нижнюю часть за-рубашечного пространства цилиндров 5. Из зарубашечного пространства цилиндров вода по патрубкам переходит в цилиндровые крышки 6, а оттуда в сливной коллектор 9 и из него через невозвратный клапан 10 сливается за борт.

Часть воды через терморегулятор 8 направляется в смеситель 3, который необходим для поддержания минимально допустимой температуры воды на входе. Импульс на терморегулятор 8 поступает от сливного коллектора 9, и поэтому он работает автоматически: чем выше температура воды на выходе, тем меньше воды терморегулятор направляет в смеситель 3. Индивидуальное регулирование температуры воды, выходящей из цилиндров, осуществляется вентилями 4 и 7.

При замкнутой системе охлаждения (рис 68, б) пресная вода, подаваемая насосом 5 из расширительного бака 14 через входные вентили 6, поступает на охлаждение цилиндров 7 и цилиндровых крышек 8, через вентили 9 индивидуальной регулировки горячая вода стекает в коллектор 10 и направляется в холодильник пресной воды 15, откуда поступает в расширителный бак 14, с которым связан коллектор 10.

Забортная вода из кингстона забирается насосом 1, прогоняется через масляный холодильник 2 и прокачивается далее через холодильник пресной воды 15 и невозвратный клапан 16 за борт.

Для автоматического поддержания постоянной температуры в замкнутую систему включают терморегулятор 12, который при низкой температуре пропускает часть воды мимо холодильника 15. Импульс на терморегулятор поступает от трубопровода горячей воды. Во время работы дизеля часть воды испаряется, а часть уходит через сальники насосов. Для пополнения утечек предусмотрен трубопровод и насос подачи воды из запасных танков, а также отвод воды из расширительного бака обратно в танк в случае ее перекачки.

Система предусматривает аварийное охлаждение двигателя забортной водой. Переход на забортную воду осуществляется поворотом трехходовых кранов 4 и 11 на 90°, а также отключением вентилями 3 и 13 расширительного бака 14 и водоохладителя 15. При этом температуру воды, выходящей из двигателя, регулируют вручную при помощи вентилей 6 и 9.

Недостатки замкнутой системы охлаждения: наличие дополнительного оборудования и трубопроводов. С целью предупреждения засоления пресной воды при нарушении плотности водоохладителя в системе пресной воды поддерживают более высокое давление.

Схема циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения

На чтение 6 мин.

Все водители используют в своих автомобилях охлаждающую жидкость, но не все задумываются: а что она там, внутри, собственно, делает? И что вообще собой представляет система охлаждения двигателя?

Что такое система охлаждения и для чего она нужна

Система охлаждения двигателя

В процессе работы ДВС вырабатывает много тепла. Температура в цилиндрах может достигать 900 градусов! Если с этим ничего не делать и агрегат никак не охлаждать, показатель зашкаливает, что может привести мотор к поломкам и выходу из строя.

Чтобы отводить тепло от работающего агрегата и охлаждать его, была придумана система охлаждения. Первоначально она была воздушной – то есть, грубо говоря, мотор охлаждался с помощью обдува. Теперь же в современных транспортных средствах используется жидкостная система охлаждения.

В нее заливается специальная жидкость – антифриз. Температура ее застывания ниже, а закипания – выше, чем у обычной воды, а также отличные теплоотводные, защитные, антикоррозионные и другие полезные свойства. Омывая работающий двигатель, ОЖ забирает у него тепло, не давая перегреваться и выходить из строя.

Основные элементы системы охлаждения

Структурные элементы системы охлаждения двигателя

В систему циркуляции охлаждающей жидкости входят следующие элементы:

1. Радиатор. Этот элемент охлаждает антифриз, нагревшийся от мотора, возвращая ему нормальную температуру. Помимо него могут быть установлены еще масляный радиатор – для охлаждения смазывающего вещества, и радиатор для охлаждения отработанных газов.
2. Теплообменник. Используется для нагрева воздуха, устанавливается там, где выходит горячий антифриз.
3. Расширительный бачок. Через него антифриз поступает в систему. В процессе работы ОЖ может расширяться и сжиматься, бачок компенсирует изменения объема.
4. Центробежный насос, он же помпа. Именно он «гоняет» охлаждающую жидкость по системе.
5. Термостат. Поддерживает нормальную температуру в системе, регулируя поток ОЖ.
6. Датчик температуры ОЖ. Подает сигналы об изменении температуры на панель приборов и на реле включения вентилятора.
7. Вентилятор. Помогает охлаждать чрезмерно нагревшуюся жидкость.

Все эти элементы связаны с общим блоком управления. Также для их работы есть вспомогательные устройства – реле, нагреватели и т.д.

Роль охлаждающей жидкости в системе охлаждения

Как уже было сказано, основная задача системы охлаждения – отводить избыток тепла от нагретого двигателя, не давая ему перегреваться. Плохая циркуляция антифриза в двигателе может привести к его поломкам. Однако у современной системы охлаждения функций может быть больше. Среди них:

1. Нагревание воздуха. Это необходимо для нормальной работы системы отопления, а также кондиционирования и вентиляции.
2. Охлаждение моторного масла. Смазка также нагревается в процессе работы, что ухудшает ее свойства. Охлаждение помогает обеспечить равномерное и стабильное смазывание.
3. Охлаждение газов в механизме рециркуляции. Это нужно, чтобы снизить температуру горения топливной смеси.
4. Охлаждение жидкости в КПП. От температуры этой жидкости зависит функциональность коробки передач.

Плохая циркуляция охлаждающей жидкости наносит автомобилю вред в целом, поэтому все ее элементы должны функционировать нормально.

Как циркулирует ОЖ в системе охлаждения

Схема циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя

Схема циркуляции охлаждающей жидкости состоит из большого и маленького круга. К малому относятся только рубашка охлаждения и радиатор, там требуется меньшее количество жидкости.

При холодном моторе циркуляция охлаждающей жидкости в двигателе происходит по малому кругу. Когда мотор нагревается, открывается термостат и пускает антифриз по большому кругу.

Вот как циркулирует охлаждающая жидкость в двигателе:

1. Двигатель заводится, и антифриз начинает ходить по малому кругу. Этим процессом руководит насос.
2. Проходя по цилиндрам, ОЖ нагревается от них, затем возвращается к насосу и повторяет круг.
3. Когда хладагент достигает определенной температуры, термостат перекрывает малый круг и открывает большой, по которому жидкость и направляется далее.
4. Насос закачивает жидкость в двигатель, она забирает тепло и попадает в радиатор, где охлаждается за счет окружающей среды и воздушной системы.
5. Оставленное антифризом тепло используется для обогрева салона, если включена печка.
6. Остывшая охлаждающая жидкость отправляется насосом на следующий круг.
7. Если радиатора недостаточно для охлаждения антифриза до нужной температуры, включаются вентиляторы. Отключаются они по достижении ОЖ нужной температуры.
8. Если же антифриз, наоборот, слишком остывает, то термостат закрывает большой круг и вновь пускает жидкость по малому.

Таким образом, антифриз нужен автомобилю для того, чтобы поддерживать внутри мотора нормальную рабочую температуру. Она должна быть одинаковой, постоянной и составляет в среднем 90 градусов Цельсия. Благодаря этому мотор способен выдавать хорошую скорость и экономно расходовать горючее.

Плохая циркуляция ОЖ: из-за чего бывает, чем опасна и как ее избежать

Если не циркулирует охлаждающая жидкость вообще или же плохо циркулирует, то у этого могут быть разные причины:

1. Проблемы с насосом циркуляции охлаждающей жидкости. Поломки этого агрегата приводят к тому, что он перестает закачивать антифриз в двигатель или начинает делать это хуже.
2. Забитая система. В процессе эксплуатации антифриза в системе охлаждения могут скапливаться различные отложения, осадки. Особенно, если антифриз – низкого качества. Это могут быть и примеси из самого антифриза, и частички коррозии, и частички разрушившегося в результате кавитации металла, изношенных уплотнителей и шлангов и т.д. Эти взвеси оседают везде, забивая протоки и узлы. В результате жидкость с трудом «протискивается».
3. Утечки антифриза. Течь может возникнуть по причине коррозии, трещин, разрывов в расширительном бачке, шлангах и патрубках, в других элементах системы. При постоянной течи оставшегося объема ОЖ недостаточно для того, чтобы нормально циркулировать.

Нарушения движения охлаждающей жидкости в двигателе приводят к тому, что он перегревается, антифриз – тоже. Без должного остывания агрегат уже не может нормально работать, ломается и выходит из строя.

Чтобы такого не случилось, нужно придерживаться простых правил. Во-первых, использовать только качественный антифриз. Не стоит гнаться за дешевизной, лучше купить подороже, но проверенного, надежного производителя. Здесь есть другая опасность – под видом брендовых часто встречаются подделки. Поэтому покупать нужно еще и внимательно, и только при наличии у продавца необходимых сертификатов.

Во-вторых, необходимо внимательно следить за системой. Регулярно осматривать ее на предмет утечек и других неполадок. При первых же подозрения на неисправность провести более тщательный осмотр и исправлять ситуацию – самостоятельно или обратившись в автосервис.

Заключение

От системы охлаждения двигателя зависит многое. Она, как кровеносная система человека, заботится о работоспособности мотора и «здоровья» машины в целом. Поэтому внимательное к ней отношение и тщательный подбор антифриза – это гарант исправности этой системы, а значит – корректной и бесперебойной работы двигателя.

Видео

Система охлаждения двигателя. Устройство и принцип работы

Система охлаждения двигателя — техническое обслуживание и предупреждение неисправностей

Система охлаждения двигателя автомобиля требует к себе повышенного внимания как в теплое время года, так и в зимний период. Поэтому правильное и своевременное техническое обслуживание охлаждающей системы поможет вам избавится от множества проблем с машиной, возникающих чаще всего из-за несоблюдения элементарных правил.

Автомобильная система охлаждения имеет достаточно сложное устройство, надежная работа которого возможна только при исправности всех её узлов и агрегатов. В идеале, техническое обслуживание системы должно сводиться всего к двум пунктам:

1. Промывка – инструкция по промывке системы охлаждения двигателя;
2. Замена охлаждающей жидкости – инструкция по замене антифриза.

Но идеальных условий не бывает, поэтому в процессе эксплуатации автомобиля важно следить за герметичностью охлаждающей системы и за тем, что вы в неё заливаете. В этой статье мы расскажем на что нужно обращать внимание при обслуживании системы охлаждения двигателя для предупреждения возникновения неисправностей.

Подробно о том, как работает система охлаждения двигателя в автомобиле и об особенностях ее обслуживания смотрите видео внизу страницы.

Также, наверняка, вам будет полезно узнать основные причины перегрева двигателя.

Что заливать в систему охлаждения двигателя?

Для начала давайте вспомним, что залито в вашу систему охлаждения? Еще не так давно можно было довольно часто встретить автомобили с водой в системе охлаждения двигателя вместо антифриза. К счастью, в наши дни применение воды в качестве охлаждающей жидкости стало скорее исключением из правил. Обычно ее используют в аварийных ситуациях, когда что-то в систему залить нужно, а антифриза под рукой нет.

Если сравнивать характеристики воды и специальной охлаждающей жидкости (антифриза), то последняя имеет массу преимуществ – это и более высокая температура кипения, и низкая температура замерзания, и наличие в составе смягчающих и антикоррозионных присадок, предотвращающих образование накипи и ржавчины в системе охлаждения двигателя.

С этим вопросом мы определились – никакой воды в системе охлаждения двигателя! Но стоит иметь в виду, что долговечность работы системы во многом зависит и от качества охлаждающей жидкости. Не стоит покупать первую попавшуюся канистру с надписью «Антифриз» или «Тосол», отдавать предпочтение нужно только продукции надежных производителей, имеющих все необходимые сертификаты.

Большинство поддельных жидкостей содержат в своем составе агрессивные кислоты, которые со временем разъедают не только детали охлаждающей системы, но и приводят к появлению «раковин» даже в головке блока цилиндров двигателя! Поэтому экономить на антифризе мы вам не советуем.

Очень подробно о видах автомобильных охлаждающих жидкостей, об их отличии друг от друга, и о том, как выбрать антифриз для своего автомобиля мы писали в этой статье, настоятельно рекомендуем ознакомиться!

Также одним из важных критериев качества охлаждающей жидкости является наличие в её составе специальных флуоресцентных добавок, которые помогают обнаруживать течи в системе охлаждения двигателя. Так как система должна быть герметичной, то течи в ней недопустимы.

Проверка системы охлаждения на герметичность

Проверка системы охлаждения двигателя на герметичность – очень важный этап в её обслуживании. Дело в том, что в герметичной системе антифриз кипит при температуре 130 °С, а в обычных условиях он закипает всего при 108 °С. Поэтому малейшая трещина, например, в радиаторе охлаждения, резиновом шланге или в расширительном бачке, нарушает герметичность и двигатель закипает.

Облегчить поиск микротрещин в системе охлаждения двигателя помогают специальные флуоресцентные добавки, входящие в состав современных антифризов – благодаря им он светится в лучах ультрафиолетовой лампы.

Но, к сожалению, далеко не у каждого автолюбителя есть такая лампа. Поэтому в процессе технического обслуживания системы охлаждения двигателя рекомендуем придерживаться нескольких простых правил:

1. Для проверки уровня жидкости на расширительном бачке имеются отметки MIN и MAX. При холодном двигателе уровень антифриза должен находиться между этими двумя отметками.
2. Если в расширительном бачке уровень охлаждающей жидкости постоянно снижается, то это свидетельствует об её утечке, то есть о нарушении герметичности системы охлаждения двигателя.
3. Внимательно осмотрите ваш радиатор и патрубки на отсутствие течей и подтёков, при необходимости подтяните соединительные хомутики и убедитесь в том, что крышка радиатора закрыта до упора.

Наличие воздуха в автомобильной системе охлаждения (так называемые, «воздушные пробки») также способно нарушить её работу. Ниже мы раскроем вам самый простой способ, как выгнать воздух из системы охлаждения двигателя.

Наличие воздуха в системе охлаждения проверяется следующим образом:

• Откройте крышку расширительного бачка,
• Включите обогрев салона на полную мощность и дайте мотору поработать на холостых оборотах две-три минуты,
• Если в системе охлаждения есть воздух, то в расширительном бачке появятся пузырьки.

Для того, чтобы удалить воздух из системы охлаждения двигателя, автомобиль нужно поставить под наклоном, таким образом, чтобы «передок» был немного «задран» к верху. Далее последовательность действий будет следующей:

1. Откройте крышку радиатора и заведите машину.
2. Включите печку и дайте поработать двигателю несколько минут, чтобы воздух мог выйти из ситемы.
3. После этого мотор можно заглушить и пробку радиатора закрыть.

А теперь давайте рассмотрим еще несколько нюансов, на которые стоит обратить внимание при обслуживании системы охлаждения двигателя для профилактики появление неисправностей или их устранения.

На что следует обратить внимание при обслуживании системы охлаждения двигателя

Чтобы предупредить неисправности системы охлаждения двигателя, необходимо регулярно выполнять следующие операции по ее техническому обслуживанию:

• Проверка плотности охлаждающей жидкости. Плотность антифриза проверяется ареометром. При повышенной плотности, разбавьте вашу жидкость дистиллированной водой, а при пониженной – аналогичной охлаждающей жидкостью.
• Натяжение приводного ремня. Одной из самых распространенных причин перегрева двигателя автомобиля (особенно с механическим приводом вентилятора) является слабое натяжение приводного ремня. Пробуксовка ремня снижает производительность помпы и, соответственно, скорость вращения крыльчатки.
• Чистка системы охлаждения двигателя. Также не забывайте проверять внешнее состояние мотора и радиатора. И радиатор, и двигатель нуждаются в регулярной чистке, так как грязь и мусор мешают нормальному охлаждению мотора. Зачастую радиатор забивается грязью, пылью, тополиным пухом и прочей гадастью. Весь этот мусор легко устраняется сильной струей воды или мощным пылесосом. Потёки масла на двигателе и прилипшая к ним пыль также должны регулярно смываться.
• Проверка термостата. Важным элементом системы охлаждения является термостат, благодаря которому поддерживается оптимальная рабочая температура мотора, а также быстрый прогрев двигателя сразу после запуска. Подробно о том как устроен автомобильный термостат и методах его диагностики мы писали в статье об устройстве и принципе работы автомобильного термостата.
• Вентилятор системы охлаждения двигателя. Еще один элемент, требующий внимания при уходе за системой охлаждения двигателя – это вентилятор. На большинстве современных автомобилей установлены электрические вентиляторы охлаждения, которые управляются термоэлектрическим датчиком, вкрученным в радиатор. При достижении заданной температуры контакты датчика замыкаются, и вентилятор начинает работать, охлаждая поверхность радиатора.

Если при нагревании двигателя вентилятор не включается, то причина этого может крыться в датчике температуры. Работоспособность датчика определяется очень просто, для этого нужно просто замкнуть его контакты:

• если вентилятор заработал, значит неисправен датчик,
• если нет – причина или в электродвигателе вентилятора, или в электрической цепи его питания.

Видео об особенностях обслуживания системы охлаждения двигателя

Система охлаждения (автомобиль)

Система охлаждения

В процессе преобразования тепловой энергии в механическую в цилиндрах двигателя возникают высокие температуры как следствие процесса сгорания. Большая часть тепла от газов сгорания передается головке и стенкам цилиндров, поршню и клапанам. Если это избыточное тепло не будет отведено и эти детали не будут должным образом охлаждены, двигатель потеряет свой срок службы.Система охлаждения предусмотрена не только для предотвращения повреждения жизненно важных частей двигателя, но также для поддержания температуры этих компонентов в определенных пределах для получения максимальной производительности двигателя. Соответствующая система охлаждения — основное требование поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Хорошо спроектированная система охлаждения должна обеспечивать соответствующее охлаждение, чтобы избежать переохлаждения, что нежелательно по нескольким причинам. Однако недостаточное охлаждение не так опасно для двигателя, как перегрев.В процессе охлаждения тепло, поглощаемое стенкой цилиндра и другими элементами двигателя, рассеивается в атмосферу. В автомобильных двигателях используются системы как воздушного, так и водяного охлаждения. При воздушном охлаждении тепло передается от двигателя прямо в атмосферу. При водяном охлаждении вода просто служит средой для передачи тепла от двигателя к радиатору, который отдает его в атмосферу. Удовлетворительная работа системы охлаждения зависит от конструкции компонентов системы и условий эксплуатации.
В этой главе рассматриваются системы водяного и воздушного охлаждения, охлаждающая жидкость и антифриз, различные компоненты систем охлаждения, техническое обслуживание и обслуживание системы охлаждения, диагностика неисправностей системы охлаждения и индикатор температуры. Может оказаться полезным одновременное чтение «Системы обогрева», рассматриваемой в последней части книги в главе «Автомобильное кондиционирование воздуха».
12.1.

Охлаждение двигателя

12.1.1.

Назначение системы охлаждения

Функции автомобильной системы охлаждения:
(i) для предотвращения развития высоких температур в камере сгорания, тем самым предотвращая повреждение поршней, цилиндров, клапана и других деталей двигателя, а также масла, которое их смазывает,
Hi) для поддержания рабочей температуры на безопасном уровне выше широкий диапазон скоростей, нагрузок и температуры окружающей среды, а также
(Hi) для максимально быстрого прогрева двигателя до требуемой рабочей температуры и последующего поддержания этой температуры независимо от температуры наружного воздуха, которая может варьироваться от 238 K до 318 К.
Охлаждение способствует правильной карбюрации, обеспечивает удовлетворительную вязкость масла и помогает поддерживать правильные зазоры между деталями внутри двигателя. Пиковые температуры сгорания в цикле двигателя составляют от 2500 до 3600 К, в среднем от 925 до 1200 К на протяжении рабочего цикла. Продолжение высокой температуры такого порядка ослабит детали двигателя, если не удалить тепло, чтобы довести температуру компонентов до пределов их физической прочности.

Работа при высоких температурах.

При высоких температурах происходит окисление моторного масла, в результате которого масло разлагается с образованием твердого углерода и лака. Продолжающаяся высокая температура может привести к закупорке поршневых колец и заеданию толкателей гидравлических клапанов. При высоких температурах вязкость масла также снижается. Это может привести к контакту металла с металлом внутри двигателя, что приведет к высокому трению, потере мощности и быстрому износу. Пониженная вязкость масла также увеличивает расход масла. Высокая температура охлаждающей жидкости может вызвать детонацию и преждевременное воспламенение, что приведет к повреждению двигателя.Максимально возможная температура двигателей с жидкостным охлаждением ограничена точкой кипения охлаждающей жидкости и мощностью радиатора. В двигателях с воздушным охлаждением он ограничен температурой воздуха и расходом.

Работа при низких температурах.

Для удовлетворительной работы двигателя необходим определенный диапазон рабочих температур. При слишком низких температурах из-за неправильного испарения требуется избыток топлива для нормальной работы двигателя. Охлаждение поверхностей двигателя частично гасит процесс сгорания, в результате чего топливо частично сгорает в виде сажи.Он также охлаждает сгоревшие продукты и конденсирует водяной пар, образующийся при горении. Несгоревшая топливная сажа и влага проходят мимо поршневых колец в виде картерных газов, которые смывают масло со стенок цилиндра и разбавляют масло в поддоне. Это вызывает чрезмерное истирание и износ стенки цилиндра и поршневых колец.
Каждый литр топлива при сжигании в двигателе образует влажный эквивалент литра воды. Эта влага смешивается с несгоревшим топливом и сажей в масляном насосе и образует отстой.Влага также соединяется с несгоревшими углеводородами и компонентами присадок с образованием угольной кислоты, серной кислоты, азотной кислоты, бромистоводородной кислоты и соляной кислоты. Эти кислоты вызывают коррозию и ржавление внутри двигателя. При температуре охлаждающей жидкости ниже 330 K ржавление происходит быстро, а при температуре ниже 320 K вода, образующаяся в процессе сгорания, накапливается в масле. Высокая скорость износа стенок цилиндра возникает, если температура охлаждающей жидкости становится ниже 340 К.
Минимальная нормальная температура контролируется термостатом и постепенно увеличивается с 345 К до 360 К.Рабочая температура двигателя должна поддерживаться между низкими и высокими температурами.

Рабочие температуры.

Различные части двигателя работают при разной температуре (рис. 12.1). Поэтому некоторые области внутри закрытого цилиндра более подвержены перегреву, чем другие. Широкие средние рабочие температуры заправки газа и различных зон в баллоне указаны ниже:

Всасываемый воздух	= 303	до	333 К
Пиковое сгорание газа	= 2273–	2673 К
Выхлопные газы	= 973	до	1173 К
Стенка цилиндра рядом с головкой блока цилиндров	= 433	до	493 К
Стенка цилиндра возле картера	= 373	до	423 К

Центр головки блока цилиндров	= 473	до	523 К
Центр днища поршня	= 523	до	573 тыс.
Охлаждающая жидкость блока цилиндров	= 353	до	373 КБ

Рис.12.1. Диапазон рабочих температур двигателя.

12.1.2.

Режимы теплопередачи

Передача тепла происходит из-за разницы в температуре, поскольку тепло течет от более горячего к более холодному веществу, может быть твердым, жидким или газообразным. Три режима теплопередачи — это теплопроводность, конвекция и излучение.

Проводимость.

Проводимость возникает, когда тепло передается от частицы к частице по всему телу без каких-либо видимых признаков движения.Этот тип теплового потока наиболее эффективен в твердых телах, но он также может возникать с гораздо меньшей скоростью в жидкостях.

Конвекция.

Конвекция возникает, когда тепло переносится телом за счет циркулирующих потоков движущихся частиц в жидкости или газе. Токи естественной или свободной конвекции полностью создаются изменениями плотности из-за разницы температур на разных уровнях жидкости. Тепло заставляет жидкость расширяться. Это делает теплую жидкость менее плотной, чем более холодную, поэтому более легкие частицы поднимаются, а более тяжелые опускаются.Следовательно, устанавливается циркулирующий ток. Принудительная конвекция достигается с помощью насоса или вентилятора, который создает положительное относительное движение жидкости по неподвижной нагреваемой поверхности.

Радиация.

Все вещества, твердые, жидкие или газообразные, излучают энергию путем волнового движения, которое распространяется во всех направлениях по прямым линиям со скоростью света. Радиация, в отличие от проводимости и конвекции, не требует материальной среды для передачи тепла. Излучательная способность излучающего тела прямо пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры, поэтому малейшее повышение температуры может значительно увеличить передачу тепла излучением.
12.1.3.

Типы систем охлаждения двигателя

Две основные системы отвода тепла от двигателя — это система с воздушным охлаждением и система с жидкостным охлаждением.

Двигатель с прямым воздушным охлаждением.

Холодный циркулирующий воздух контактирует с открытыми увеличенными внешними поверхностями цилиндра и головки. В результате их тепло отводится в окружающий воздух (подробности см. В разделе 12.9).
Преимущества.
(a) Двигатели с воздушным охлаждением удовлетворительно работают как в жарком, так и в холодном климате.
(b) Эти двигатели могут работать при более высоких рабочих температурах, чем их эквивалентные аналоги с жидкостным охлаждением.
(c) В этих двигателях рабочая температура быстро достигается в холодных условиях. id) Эти двигатели немного легче двигателей той же мощности с жидкостным охлаждением. (e) Эти двигатели не имеют проблем с утечкой охлаждающей жидкости или замерзанием.
Недостатки .
(a) Для работы охлаждающих вентиляторов требуется относительно большая мощность.
(b) Из-за большого количества всасываемого воздуха, проходящего в систему охлаждения, двигатель может стать шумным.
(c) Ребра охлаждения могут вибрировать и усиливать шум при определенных условиях.
(d) Для правильного расположения ребер между цилиндрами шаг между центрами цилиндров должен быть больше, чем в двигателях с жидкостным охлаждением.
(e) Каждый цилиндр должен быть отлит индивидуально, в отличие от двигателей с жидкостным охлаждением, в которых используется жесткая моноблочная конструкция.
(/) Для предотвращения перегрева смазки воздушное охлаждение часто дополняется масляным теплообменником.
(g) Наличие направляющего кожуха и перегородок вокруг цилиндров может затруднять обслуживание.

Система двигателя с косвенным жидкостным охлаждением.

Жидкий хладагент передает тепло от цилиндров и головки к теплообменнику, известному как радиатор. Движение воздуха через радиатор извлекает нежелательное тепло и рассеивает его в окружающую среду.
Преимущества .
(a) В двигателях с жидкостным охлаждением достигается большая однородность температуры вокруг цилиндров, вызывающая меньшие искажения по сравнению с двигателями с воздушным охлаждением.
(b) Потребляемая мощность насоса охлаждающей жидкости и вентилятора вместе в двигателях с жидкостным охлаждением меньше, чем у вентилятора в двигателях с воздушным охлаждением.
(c) Цилиндры двигателя с жидкостным охлаждением расположены намного ближе, что обеспечивает очень жесткий и компактный блок в отличие от двигателя с воздушным охлаждением.
(d) Охлаждающая жидкость и рубашки глушат механический шум двигателя.
(e) Агрегаты с жидкостным охлаждением работают в тяжелых условиях более надежно, чем двигатели с воздушным охлаждением.
(f) Горячая охлаждающая жидкость может использоваться для обогрева салона автомобиля.
Недостатки.
(a) В соединениях жидкого хладагента может возникнуть утечка.
(b) Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать замерзания охлаждающей жидкости.
(c) Агрегатам с жидкостным охлаждением требуется больше времени для прогрева, чем двигателям с воздушным охлаждением.
(d) Температура кипения жидкого хладагента ограничивает максимальную рабочую температуру, тогда как двигатели с воздушным охлаждением могут работать при несколько более высоких температурах.
(c) Образование накипи происходит в каналах охлаждающей жидкости, а шланги и трубки радиатора со временем изнашиваются.
После прогрева двигателя между двигателем и радиатором возникают потоки естественной конвекции из-за изменения плотности, и образуется замкнутый контур циркуляции, известный как термосифонная система охлаждения (подробности см. В разделе 12.5). Однако на практике эта система охлаждения имеет несколько ограничений, некоторые из которых представлены ниже.
(a) При определенных условиях эксплуатации (например, тяга под нагрузкой на низкой скорости транспортного средства), если не используется очень большой радиатор с очень большими проходами для охлаждающей жидкости двигателя, скорость циркуляции охлаждающей жидкости, вызванная конвекционным током, не может соответствовать скорости передача тепла от стенок цилиндра к охлаждающей жидкости.
(b) Для удовлетворительной теплопередачи необходимо, чтобы расширительный бачок радиатора располагался на более высоком уровне, чем головка блока цилиндров. Это непрактично с современными стилями тела.
(c) Если контроль циркуляции охлаждающей жидкости не предусмотрен, двигатель имеет тенденцию к переохлаждению и редко достигает оптимальной рабочей температуры даже после продолжительной работы.
(d) Поскольку в системе охлаждения используется большое количество охлаждающей жидкости, период прогрева двигателя увеличивается.
(e) Большой напорный бак, используемый для компенсации низкой скорости циркуляции охлаждающей жидкости, имеет тенденцию к перегреву, вызывая потерю охлаждающей жидкости из-за испарения.
Для увеличения скорости циркуляции охлаждающей жидкости, чтобы можно было улучшить отвод тепла за определенное время, в базовой термосифонной системе помогает установка центробежного насоса в нижнем возвратном шланге охлаждающей жидкости двигателя. Эта модифицированная система называется системой принудительной циркуляции (принудительно-конвективно-проточной). Из-за увеличенного расхода радиатор работает более эффективно, поэтому его размер можно уменьшить. Также не требуется установка радиатора выше головки блока цилиндров двигателя.
В системе с принудительной циркуляцией охлаждающая жидкость может течь вверх, а также по всем охлаждаемым каналам в блоке цилиндров. Это позволяет равномерно распределять охлажденную жидкость между рядными цилиндрами, избегая перегрева критических зон в двигателе.
Двигатель работает более эффективно, если оснащен системой охлаждения с помпой, если не происходит переохлаждения системы. Кроме того, большой объем жидкости, циркулирующей вокруг двигателя, не должен препятствовать быстрому достижению двигателем и головкой своих рабочих температур.Включение клапана термостата последовательно с верхним шлангом в значительной степени решило эти проблемы. Чтобы избежать чрезмерного повышения давления в каналах охлаждающей жидкости двигателя, около одной десятой жидкости циркулирует напрямую между корпусом термостата и впускной стороной насоса с помощью перепускной трубы. Это также предотвращает локальное кипение захваченной охлаждающей жидкости из-за отсутствия циркуляции.

Система охлаждения

Система охлаждения двигателя предназначена для отвода избыточного тепла от двигателя, чтобы сохранить двигатель… в лучшем случае … … и чтобы двигатель работал правильно …

Целью системы охлаждения двигателя является отвод избыточного тепла от двигателя, поддержание работы двигателя при наиболее эффективной температуре и доведение двигателя до нужной температуры как можно скорее после запуска. В идеале система охлаждения поддерживает работу двигателя при наиболее эффективной температуре независимо от условий эксплуатации.
Когда топливо сжигается в двигателе, около одной трети энергии топлива преобразуется в мощность.Еще треть выходит из выхлопной трубы неиспользованной, а оставшаяся треть становится тепловой энергией.
В любом двигателе внутреннего сгорания необходима какая-либо система охлаждения. Если бы не было системы охлаждения, детали расплавились бы от тепла горящего топлива, и поршни расширились бы настолько, что не смогли бы двигаться в цилиндрах (так называемый «заедание»).
Система охлаждения двигателя с водяным охлаждением состоит из: водяной рубашки двигателя, термостата, водяного насоса, радиатора и крышки радиатора, вентилятора охлаждения (электрического или с ременным приводом), шлангов, сердечника нагревателя и обычно расширительный (переливной) бак.
Двигатели, работающие на топливе, выделяют огромное количество тепла; температура может достигать 4000 градусов по Фаренгейту при горении топливовоздушной смеси. Однако нормальная рабочая температура составляет около 2000 градусов по Фаренгейту. Система охлаждения отводит около одной трети тепла, производимого в камере сгорания.
Выхлопная система отводит большую часть тепла, но части двигателя, такие как стенки цилиндров, поршни и головка цилиндров, поглощают большое количество тепла. Если часть двигателя становится слишком горячей, масляная пленка перестает ее защищать.Отсутствие смазки может разрушить двигатель.
С другой стороны, если двигатель работает при слишком низкой температуре, он неэффективен, масло загрязняется (увеличивает износ и снижает мощность), образуются отложения, и расход топлива оставляет желать лучшего — не говоря уже о выбросах выхлопных газов! По этим причинам система охлаждения не работает до тех пор, пока двигатель не прогреется.
Есть два типа систем охлаждения; жидкостное охлаждение и воздушное охлаждение. Большинство автомобильных двигателей имеют жидкостное охлаждение; воздушное охлаждение чаще используется в самолетах, мотоциклах и газонокосилках.
Двигатели с жидкостным охлаждением имеют каналы для жидкости или охлаждающей жидкости через блок цилиндров и головку. Охлаждающая жидкость должна иметь косвенный контакт с такими частями двигателя, как камера сгорания, стенки цилиндров, а также седла и направляющие клапана. Прохождение каналов в двигателе нагревает охлаждающую жидкость (она поглощает тепло от деталей двигателя), а прохождение через радиатор охлаждает ее. После того, как радиатор снова «остынет», охлаждающая жидкость возвращается через двигатель. Этот бизнес продолжается, пока двигатель работает, при этом охлаждающая жидкость поглощает и отводит тепло двигателя, а радиатор охлаждает охлаждающую жидкость.
Тестер давления в системе охлаждения используется для проверки давления в системе охлаждения, что позволяет механику определить, есть ли в системе какие-либо медленные утечки. Утечка может быть обнаружена и устранена до того, как она вызовет серьезную проблему.
Приведенная выше информация взята непосредственно из программы Auto Insight, которую вы можете купить на сайте AutoEducation.com.
Общие проблемы:
Давайте посмотрим на общие проблемы автомобилей с системой охлаждения.

Обрыв шланга. Шланги изнашиваются и могут протекать.Как только охлаждающая жидкость покидает систему, она больше не может охлаждать двигатель и перегревается.
Обрыв ремня вентилятора. Водяной насос приводится в движение двигателем через ремень. При обрыве ремня водяной насос не сможет вращаться, и охлаждающая жидкость не будет циркулировать через двигатель. Это также приведет к перегреву двигателя.
Неисправная крышка радиатора. Крышка радиатора предназначена для удержания определенного давления в системе охлаждающей жидкости. Большинство крышек выдерживают 8-12 фунтов на квадратный дюйм. Это давление поднимает точку, в которой хладагент закипит, и поддерживает стабильную систему.Если ваша кепка не удерживает давление, то в жаркие дни автомобиль может перегреться, поскольку в системе никогда не создается давление.
Неисправность водяного насоса. Чаще всего вы услышите визг и увидите утечку охлаждающей жидкости из передней части насоса или из-под автомобиля. Ранними признаками являются небольшие пятна охлаждающей жидкости под автомобилем после ночной парковки и сильный запах охлаждающей жидкости во время вождения.
Прокладка головки блока цилиндров … Из выхлопной трубы выходит большое количество белого дыма? Может быть прокладка головки блока цилиндров.Прокладка головки блока цилиндров плотно прилегает к блоку цилиндров, а также герметизирует каналы охлаждающей жидкости. Когда эта прокладка выходит из строя, охлаждающая жидкость может попасть в цилиндр, и он превратится в пар при запуске двигателя. Прокладки головки блока цилиндров чаще всего выходят из строя после того, как двигатель перегрелся. В очень горячем состоянии головка блока цилиндров может деформироваться, что приведет к выходу из строя прокладки.
Профилактическое обслуживание:

Регулярно проверяйте все ремни и шланги. (хорошее время при замене масла)
Обращайте внимание на утечки охлаждающей жидкости под автомобилем, они могут быть признаками грядущих неприятностей.
Меняйте охлаждающую жидкость каждые 2–3 года в зависимости от рекомендаций производителя.
Осмотрите крышку радиатора на предмет износа резинового уплотнения. Замените, если считаете, что он изношен. 5-10 долларов — дешевая страховка.
Промывайте систему охлаждающей жидкости каждые 5 лет. Он удаляет всю коррозию, которая образовалась в системе.
Что обсудить со своим механиком:

Сообщите механику, когда возникнут проблемы с перегревом. Перегрев на холостом ходу указывает на другую проблему, чем перегрев на скоростях шоссе.
Спросите своего механика, стоит ли менять ремень или цепь ГРМ, пока он заменяет ваш водяной насос. Ремень газораспределительного механизма часто вращает водяной насос, поэтому его все равно приходится снимать, чтобы получить доступ к водяному насосу.
ВНИМАНИЕ: Никогда не открывайте радиатор при горячем двигателе. Давление в системе может вызвать выплескивание горячей охлаждающей жидкости и ожоги.

Источник: Бесплатные статьи с сайта ArticlesFactory.com

Кевин Шаппелл поддерживает http: // www.carbuyersclub.com, где он дает советы по покупке, продаже, страхованию и финансированию. Инженер-механик и специалист по автомобилям, Кевин решил проводить время в Интернете, помогая другим узнать об автомобилях. Чтобы узнать больше о том, как работает ваша машина, Кевин создал http://www.mycarwizard.com

Как работает система охлаждения автомобиля

Вы когда-нибудь задумывались о том, что в вашем двигателе происходят тысячи взрывов? Если вы похожи на большинство людей, эта мысль никогда не приходит вам в голову.Каждый раз, когда загорается свеча зажигания, смесь топлива и воздуха в этом цилиндре взрывается. Это происходит сотни раз на цилиндр в минуту. Вы можете представить, сколько тепла это выделяет?

Эти взрывы относительно небольшие, но в огромных количествах они выделяют сильное тепло. Рассмотрим температуру окружающего воздуха 70 градусов. Если двигатель «холодный» на 70 градусов, как долго после запуска весь двигатель будет прогреваться до рабочей температуры? Это займет всего несколько минут на холостом ходу. Как избавиться от избыточного тепла, образующегося в процессе сгорания?

В транспортных средствах используются два типа систем охлаждения.Двигатели с воздушным охлаждением редко используются в современных автомобилях, но были популярны в начале двадцатого века. Они по-прежнему широко используются в садовых тракторах и садовой технике. Двигатели с жидкостным охлаждением почти исключительно используются всеми производителями автомобилей по всему миру. Здесь мы обратимся к двигателям с жидкостным охлаждением.

Как работает система охлаждения

Двигатели с жидкостным охлаждением имеют несколько общих деталей:

• Водяной насос
• Антифриз
• Радиатор
• Термостат
• Рубашка охлаждающей жидкости двигателя
• Сердечник нагревателя

В каждой системе также есть шланги и клапаны, расположенные и проложенные по-разному.Основы остаются прежними.

Система охлаждения заполнена смесью этиленгликоля и воды в соотношении 50/50. Эта жидкость называется антифризом или охлаждающей жидкостью. Это среда, используемая системой охлаждения для отвода тепла от двигателя и его рассеивания. Антифриз находится под давлением в системе охлаждения, поскольку тепло расширяет жидкость, до 15 фунтов на квадратный дюйм. Если давление превышает 15 фунтов на квадратный дюйм, открывается предохранительный клапан в крышке радиатора и выпускает небольшое количество охлаждающей жидкости для поддержания безопасного давления.

Двигатели

оптимально работают при температуре 190–210 градусов Фаренгейта.Когда температура поднимается и превышает постоянную температуру 240 градусов, может произойти перегрев. Это может вызвать повреждение двигателя и компонентов системы охлаждения.

Водяной насос : Водяной насос приводится в движение змеевидным ремнем, зубчатым ремнем или цепью. Он содержит крыльчатку, которая обеспечивает циркуляцию антифриза в системе охлаждения. Поскольку он приводится в движение ремнем, привязанным к другим системам двигателя, его поток всегда увеличивается примерно в той же пропорции, что и частота вращения двигателя.

Радиатор : Антифриз циркулирует от водяного насоса в радиатор.Радиатор представляет собой систему трубок, которая позволяет антифризу с большой площади отводить содержащееся в нем тепло. Воздух проходит через охлаждающий вентилятор или вытягивается через него и отводит тепло от жидкости.

Термостат : Следующая остановка для антифриза — двигатель. Шлюз, через который он должен пройти, — это термостат. Пока двигатель не прогреется до рабочей температуры, термостат остается закрытым и не позволяет охлаждающей жидкости циркулировать через двигатель. После достижения рабочей температуры термостат открывается, и антифриз продолжает циркуляцию в системе охлаждения.

Двигатель : антифриз проходит через небольшие проходы, окружающие блок двигателя, известные как рубашка охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость поглощает тепло от двигателя и отводит его, продолжая свой путь циркуляции.

The Heater Core : Далее антифриз поступает в систему отопления в автомобиле. Внутри салона смонтирован сердечник отопителя, через который проходит антифриз. Вентилятор обдувает сердечник отопителя, отводя тепло от жидкости внутри, и теплый воздух поступает в салон.

После сердечника нагревателя антифриз поступает в водяной насос, чтобы снова начать циркуляцию.

Все, что вам нужно знать о системах охлаждения

Многие заправщики принимают свои системы охлаждения как должное, пренебрежение которыми может иметь внезапные и катастрофические последствия. Так что сядьте поудобнее и приготовьтесь спасти свою машину с небольшими знаниями!

Перегрев; вероятно, самое страшное явление в жизни автомобилиста-любителя.Истории о поломке прокладок, облаках пара и неизбежных катастрофических отказах двигателя окружают мир модифицированных автомобилей, в частности, просто потому, что люди не уделяют системе охлаждения столько внимания, сколько следовало бы.

Поскольку в основном система охлаждения используется для отвода тепла, выделяемого в процессе сгорания в вашем двигателе, вы сначала должны понять, сколько тепловой энергии вырабатывает ваш автомобиль. Это можно сделать с помощью простого преобразования количества крутящего момента, производимого вашим двигателем, и числа оборотов, при которых возникает этот максимальный крутящий момент.

Используя приведенное ниже уравнение, вы сможете рассчитать, сколько энергии (в киловаттах) вырабатывает ваш автомобиль:

Следующим на повестке дня стоит общая эффективность вашего двигателя.Можно предположить, что нормальный двигатель внутреннего сгорания имеет около 33 процентов термической эффективности, а это означает, что около 67 процентов произведенной энергии должно рассеиваться в окружающую среду, в данном случае за счет звуковой и тепловой энергии. Так что умножьте общую выходную мощность на 0,67 и стрелу, вы получите количество потраченной впустую энергии, которую необходимо отвести от вашего двигателя, большая часть которой через систему охлаждения.

Так, например, McLaren F1 производит 410 киловатт на колесах; это означает, что BMW V12 фактически произвел в общей сложности примерно 1230 киловатт, но две трети из них были потрачены впустую из-за присущей ему неэффективности.Простое вычитание показывает, что для предотвращения перегрева из системы необходимо израсходовать 820 киловатт.

Обычно это делается с помощью теплообменников, или, говоря автомобильным языком, радиаторов и промежуточных охладителей с помощью так называемого теплообмена.

Теплообмен — это просто движение тепловой энергии в жидкости, а в случае автомобилей — это обычно движение тепла от жидкости (хладагента) к газу (воздуху) через теплообменник.

Используя следующее уравнение, вы можете взять избыточную энергию и использовать ее для расчета размера теплообменника, который вам нужен, исходя из его площади поверхности.

Таким образом, чем больше площадь поверхности, тем выше потенциал для передачи тепла.Сами теплообменники спроектированы так, чтобы иметь чрезвычайно большую площадь поверхности, используя обширную комбинацию ребер и трубок, которые позволяют свободному потоку воздуха проходить через них и отбирать тепло от охлаждающей жидкости, которая циркулирует по трансмиссии.

Теплообменники используются практически в каждой зоне охлаждения автомобиля, будь то основной радиатор двигателя или небольшие промежуточные охладители, которые отбирают тепло от масла и воды, используемых для охлаждения и смазки вспомогательных компонентов, таких как турбокомпрессоры и нагнетатели.А теперь давайте попробуем вывести термин «радиатор» из вашего автомобильного словаря. Радиатор — это то, что вы используете для обогрева дома, а «теплообменник» — это то, что используется для отвода нежелательной тепловой энергии в окружающую среду для охлаждения жидкости.

Система охлаждения Suzuki, показывающая поток охлаждающей жидкости вокруг блока цилиндров.

Очень важно поддерживать двигатель и трансмиссию в холодном состоянии из-за повреждений, которые могут произойти, когда некоторые участки становятся слишком горячими, особенно прокладки и уплотнения.Достаточно, чтобы одна прокладка вышла из строя, вода попала туда, куда не должна (например, в цилиндр), и вы сразу же разобьете машину на части. Поэтому, учитывая, что автомобильные компании тратят миллионы на исследования и разработку систем охлаждения своих автомобилей, следует принять меры предосторожности, особенно если вы планируете модифицировать свой автомобиль. Как видно из предыдущих уравнений, увеличение мощности означает, что большее количество тепловой энергии необходимо отвести в окружающую среду, а это означает, что система охлаждения также должна быть соответствующим образом модифицирована.

Слишком много домашних механиков, похоже, полагаются на штатную систему охлаждения своего автомобиля, что может стать дорогой к катастрофе, если производительность двигателя будет доведена до предела. Шероховатую поверхность теплообменника можно рассчитать для прогнозируемой выходной мощности, и поиск подходящей установки для охлаждения трансмиссии не должен быть слишком сложной задачей. Помните также, что от двигателя с эффективной системой охлаждения можно получить больше мощности, поскольку автомобиль можно настроить на более высокий предел в рамках системы безопасности эффективной системы охлаждения.

Не будь этим парнем

Другие методы могут быть использованы для улучшения охлаждения, включая использование металлических трубопроводов для транспортировки охлаждающей жидкости вместо стандартных силиконовых труб, двухходовых теплообменников (которые фактически содержат два радиатора в одном) и использование специализированных охлаждающих жидкостей с более высокой удельной теплоемкость означает, что они могут поглощать больше тепловой энергии, чем при использовании простой воды.

Существует так много других областей, о которых можно было бы поговорить, например, вентиляторы, влияющие на воздушный поток и различные конфигурации теплообменников, поэтому им придется подождать в другой раз. А пока доливайте охлаждающую жидкость, проверяйте, что теплообменники находятся в хорошем рабочем состоянии, и постоянно держите датчик температуры в поле зрения периферии!

9 мифов и ошибок о системе охлаждения (плюс полезные советы по системе охлаждения)

Существует множество мифов и заблуждений об охлаждении двигателя, но правда в том, что система охлаждения вашего двигателя должна выполнять балансировку.Ему необходимо отводить достаточно тепла, чтобы ваш двигатель работал, и в то же время поддерживать достаточно тепла, чтобы он работал эффективно. Это означает, что двигатель должен находиться в диапазоне от 180 до 210 градусов F.

Для достижения и поддержания оптимального температурного диапазона хорошей системе охлаждения требуется комбинация радиатора и вентилятора подходящего размера. Он также должен иметь соответствующую скорость водяного насоса и поток охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором.

Обычно, когда двигатели перегреваются или работают слишком холодно, это происходит из-за мифов и заблуждений об этих системах охлаждения.Вот некоторые из наиболее распространенных мифов и ошибок, и почему вам следует их избегать.

Удаление термостата

Один из величайших — или, возможно, худших — мифов о системе охлаждения заключается в том, что вы можете снять термостат , чтобы избежать перегрева. Это только добавит оскорбления к травме! Когда охлаждающая жидкость никогда не отдает тепло через радиатор, она становится все горячее и горячее, особенно если вы застряли в пробке. И даже на открытой дороге охлаждающая жидкость никогда не успевает застрять в радиаторе достаточно долго, чтобы отдать тепловую энергию в атмосферу.

Никогда не запускайте двигатель без термостата!

Выбор термостата зависит от области применения. Хотя энтузиасты, как правило, выбирают термостат на 160 градусов F для решения проблем с перегревом, 160-градусный термостат изначально предназначался для спиртового антифриза. На сегодняшний день лучшим термостатом для классических автомобилей является 180-градусный термостат . Если вы испытываете перегрев с 180, у вас более серьезные проблемы с другими компонентами.Более поздние модели автомобилей с компьютерным управлением требуют использования термостата от 192 до 195 градусов F.

Вода — лучшая охлаждающая жидкость

Еще один миф — вода — лучшая охлаждающая жидкость .

Это верно с точки зрения теплопроводности; однако это также лучший источник коррозии. Если вы используете прямую воду, вы всегда должны добавлять смазку для водяного насоса и ингибитор коррозии. Также используйте усилитель охлаждающей жидкости, такой как Water Wetter, , который улучшает поверхностное натяжение и теплопроводность.

Производители охлаждающей жидкости часто предлагают смесь этиленгликоля и воды в соотношении 50/50, которая защитит вашу систему охлаждения при температуре до -34F. Если вы ожидаете более низких температур, вам понадобится блочный обогреватель или теплый гараж. Марк Джеффри из Trans Am Racing в Южной Калифорнии говорит нам, что он использует 100-процентный этиленгликоль и не использует воду без последствий, и делал это уже много лет. Его логика заключается в том, что температура охлаждающей жидкости лишь ненамного выше, и такой подход исключает любой риск коррозии.

Если вы выберете смесь 50/50, для удобства вы можете купить антифриз, уже смешанный с водой. Если вы собираетесь использовать смесь этиленгликоля и воды, рекомендуется использовать дистиллированную воду, чтобы минералы не попадали в систему охлаждения.

Summit Racing предлагает вам еще один вариант охлаждающей жидкости, известный как безводная охлаждающая жидкость Evans High Performance. Это последняя охлаждающая жидкость, которую вам когда-либо придется покупать, потому что она постоянная. Вы используете его на 100% в системе охлаждения вашего автомобиля.Начните свой полк Evans с новых шлангов и компонентов системы охлаждения, а также с абсолютно сухой системы. Если вы обслуживаете систему со следами этиленгликоля и воды, лучше всего начать с набора Evans Coolant Conversion Kit .

Неправильная заливка охлаждающей жидкости

Мы видели много людей, у которых охлаждающая жидкость не обслуживалась или использовалась чрезмерно.

При обслуживании холодного двигателя следует доливать охлаждающую жидкость на один дюйм ниже наливной горловины, чтобы она могла расширяться при нагревании двигателя.По мере прогрева двигателя охлаждающая жидкость может подниматься на дюйм. Запустите двигатель, сняв крышку радиатора и оставив охлаждающую жидкость на один дюйм ниже горловины. Затем наблюдайте, как прогревается двигатель. Дайте время, чтобы термостат открылся и двигатель отрыгнул любые воздушные карманы.

Без пружины, предотвращающей обрушение

Некоторые, в том числе производители шлангов, считают, что в нижнем шланге радиатора не нужна пружина, предотвращающая сжатие. По правде говоря, в нижнем шланге радиатора должна быть пружина, предотвращающая разрушение, если у вас старый автомобиль с обычной системой охлаждения.

Поскольку нижний шланг радиатора направляет охлаждающую жидкость к водяному насосу и двигателю, он подвержен отрицательному давлению и разрушается при высоких оборотах. Пружина предотвращения развала предотвращает это. Один производитель шлангов говорит, что вам не нужна пружина, предотвращающая смятие, потому что она использовалась только для заводской заливки. Этого никогда не было из-за избыточного давления в нижнем шланге во время заполнения.

Обязательно вставляйте пружину предотвращения смятия в нижний шланг радиатора.

Чем быстрее вентилятор, тем лучше

Насчет электровентиляторов ходит много мифов. Бытует мнение, что чем быстрее вращается вентилятор, тем лучше, но это не совсем так. На высокой скорости поток радиатора должен быть достаточно сильным, чтобы отводить тепло от радиатора. Когда воздух движется слишком быстро, возникают проблемы с пограничным слоем, когда тепло не уносится, потому что воздух на самом деле не касается ребер и труб.

Вы хотите, чтобы воздух достаточно медленно перемещался по ребрам и трубам туда, где он уносит тепло.На скорости выше 40 миль в час вашему двигателю не нужен охлаждающий вентилятор. Вот почему лучше всего работает вентилятор с термостатической муфтой или электрический вентилятор.

Чем больше поклонников, тем лучше

Некоторые люди считают, что чем больше поклонников, тем лучше. Но это тоже не совсем так. Вам действительно не нужен вентилятор как за радиатором, так и перед ним. В идеале за радиатором должен быть установлен вентилятор, обеспечивающий охлаждающую способность в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Если вашему автомобилю требуется два охлаждающих вентилятора, проблема глубже, чем мощность вентилятора.

Неправильное расстояние между вентиляторами и кожух

Одно правило, которое мы видим нарушенным снова и снова, — это расстояние между вентиляторами и кожух. В большинстве случаев охлаждающие вентиляторы должны быть закрыты кожухом для правильного направления скорости воздуха через радиатор. Мы рекомендуем вам обратить пристальное внимание на то, что завод делает в любом приложении.

С видом на крышку радиатора

Радиаторы вторичного рынка — популярные обновления, но вам также следует обратить внимание на крышку радиатора .

Ваша охлаждающая жидкость находится под давлением, чтобы поддерживать максимально высокую точку кипения. Вот почему вам нужен максимальный предел давления, подходящий для вашего применения. Крышки для старых автомобилей должны быть рассчитаны на 7-12 фунтов; у новых автомобилей должны быть крышки радиатора, оцененные до 12-18 фунтов.

Дешево — это круто

Это клише, но вы получаете то, за что платите. При замене компонентов системы охлаждения, таких как шланги, водяной насос и термостат, не делайте этого дешево.Тратьте хорошие деньги на лучшие компоненты и лучше спите. Шланги системы охлаждения Goodyear Super Hi-Miler служат дольше, чем обычные стандартные шланги, особенно в сочетании с высококачественными зажимами с червячной передачей.

Вы можете найти широкий выбор водяных насосов почти для любого воображаемого применения. Независимо от того, какую марку насоса вы выберете, всегда выбирайте высокопроизводительный водяной насос и учитывайте передаточное число шкивов (скорость насоса).

Теперь, когда вы знаете, каких подводных камней следует избегать, прокрутите слайд-шоу ниже, чтобы получить несколько ценных советов по выбору компонентов системы охлаждения.

Как спроектировать и построить высокопроизводительную систему охлаждения — How To

Глобальное потепление? В то время как любители деревьев кричат ​​о панике экс-вице-президента Гора о глобальной температуре, мы можем предположить, что с наступлением лета производители автомобилей будут больше беспокоиться о прогреве двигателя или, точнее, о его перегреве. Системы охлаждения часто являются последним пунктом в контрольном списке «Давайте начнем». К сожалению, радиаторы и компоненты системы охлаждения считаются второстепенными, пока не возникнет проблема.В большинстве случаев модифицированные автомобили имеют проблемы с низкоскоростным охлаждением. Но мы также видели много сценариев, в которых круиз на скорости 70 миль в час под полуденным солнцем действительно может усилить жару. Мы углубились в эту тему и придумали несколько интересных решений. Проверь их.

Просмотреть все 17 фото

Насколько крутым нужно быть? Есть три основных параметра, которые определяют эффективность охлаждения: площадь поверхности радиатора, скорость охлаждающей жидкости в системе и количество воздуха, проходящего через радиатор.Эти три функции определяют эффективность системы, выраженную в британских тепловых единицах отвода тепла в минуту. Даже небольшая проблема с любой из этих переменных вызовет трудности. Поскольку это довольно сложная ситуация с множеством переменных, мы собираемся затронуть основные моменты, как сделать вашу систему охлаждения более эффективной.

Самым большим ограничением площади радиатора является сам оригинальный автомобиль. Опора сердечника радиатора обычно определяет размер радиатора, а также рабочий объем двигателя и мощность, которую он производит.Поддержка ядра и размер двигателя очевидны, но есть некоторая наука о вуду, связанная с числом лошадиных сил. Допустим, ваша машина развивает 1000 л.с. при 6000 об / мин. На этом пике мощности он будет выделять определенное количество тепла, но вы собираетесь проводить большую часть времени в бездействии возле ям или по дороге в продуктовый магазин. На холостом ходу вы, вероятно, вырабатываете менее 20 л.с., что на самом деле не создает много тепла. Поэтому производители должны найти баланс, при котором радиатор может быть достаточно большим, чтобы выдерживать тепловую нагрузку двигателя, но при этом оставаться достаточно маленьким, чтобы поместиться в автомобиле, и быть относительно недорогим.Be Cool, например, предлагает системы для самых популярных маслкаров мощностью 400, 700 и 1000 л.с.

В качестве крайнего примера мы спросили Митча Друйяра из Be Cool, что он порекомендует для Mustang 70-х с 800-сильным большим блоком. Be Cool на самом деле предлагает нестандартную модульную систему, которая включает в себя гигантский 27-дюймовый радиатор с шириной ядра, который намного шире, чем отверстие стандартного радиатора. Это требует перемещения аккумулятора в багажник и включает пару 13-дюймовых электрических вентиляторов для максимального увеличения потока воздуха, особенно в низкоскоростных приложениях, и достаточно эффективно, чтобы справиться с этой комбинацией.Ключевым моментом является покупка радиатора с наибольшей площадью сердцевины, которая может поместиться в автомобиле, с емкостью, которая будет справляться с потенциалом британских тепловых единиц, соответствующим объему двигателя и мощности вашего автомобиля.

Просмотреть все 17 фото

Скорость охлаждающей жидкости через радиатор — второй важный компонент. Например, в производимых малоблочных двигателях Chevy 60-х и 70-х годов обычно использовалось соотношение шкивов 1: 1, которое было разработано для радиаторов малой плотности с трубками 31/48 дюйма. Когда автомобиль модифицируется алюминиевым радиатором, в котором используются трубы большего диаметра 1 дюйм, может потребоваться увеличить скорость шкива водяного насоса для достаточной скорости охлаждающей жидкости через радиатор.Эта повышенная скорость необходима для создания турбулентности в трубках и воздействия на стенки трубок как можно большего количества охлаждающей жидкости. Здесь вам, возможно, придется поэкспериментировать со своим автомобилем, чтобы найти правильное передаточное число, но для начала лучше всего использовать передаточное число от 1: 1 до 1: 1,3 с перегрузкой. Хуже всего было бы сочетание алюминиевого радиатора с трубкой в ​​1 дюйм и передаточным числом шкивов, немного меньшим, чем штатный.

Наиболее частые проблемы с системой охлаждения маслкаров связаны с низкоскоростным охлаждением, чаще всего связанными с низким потоком воздуха через радиатор.Предполагая, что радиатор имеет правильный размер и скорость охлаждающей жидкости приличная, тогда увеличение воздушного потока на низких скоростях автомобиля должно отводить достаточно тепла от радиатора, чтобы поддерживать двигатель на управляемой температуре. Вентиляторы с приводом от двигателя могут перемещать огромное количество воздуха, но им также мешает низкая частота вращения двигателя на холостом ходу, обеспечивая при этом достаточный воздушный поток при более высоких оборотах двигателя. Электрические вентиляторы стали популярными среди производителей комплектного оборудования, поскольку они могут перемещать достаточно воздуха на низких скоростях, чтобы двигатель оставался холодным, полагаясь на скорость автомобиля, проталкивающую воздух через радиатор на скорости шоссе.Это снижает паразитные потери мощности на скоростях по шоссе за счет устранения вентилятора с приводом от двигателя. Хотя это может показаться тривиальным, динамометрические испытания в выпуске Car Craft в мае ’00 года привели к потере 35 л.с. при максимальной мощности от простого цельного пластикового вентилятора с приводом от двигателя. Вентиляторы сцепления теряли от 8 до 19 л.с. в зависимости от модели сцепления, в то время как электрический вентилятор Flex-a-lite Black Magic, приводимый в действие генератором, стоил 1 л.с. Все эти числа были получены с использованием смолл-блока Chevy мощностью 496 л.с. при 6300 об / мин.

Основы радиатора Начнем с материалов радиатора. Наши предки-автомобилестроители были довольно умными ребятами и не зря использовали медно-латунные радиаторы. Медь обладает отличной теплопроводностью. Рейтинг теплопроводности медного оребрения более чем на 50 процентов выше, чем у алюминиевого оребрения. Латунь, которая представляет собой сплав меди, не так хороша в качестве проводника, как алюминий, но используется для изготовления трубок из-за своей прочности. Одна из трудностей с медью заключается в том, что свинцовый припой, используемый в старых медно-латунных радиаторах, имеет ужасный рейтинг теплопроводности, что ограничивает эффективность паяных свинцом радиаторов.Поэтому такие компании, как U.S. Radiator, внедрили новый процесс, повышающий эффективность за счет изменения флюса и припоя и его контакта с ребрами.

Если вы когда-нибудь задумывались, почему некоторые радиаторы из меди и латуни дешевле других, то все дело в конструкции. В оригинальных радиаторах, построенных в эпоху маслкаров, использовались трубки диаметром 11/42 дюйма, расстояние между которыми 91/416 дюймов, которые, как правило, были наименее дорогими. Более современная конструкция радиатора сдвинула эти центры ближе друг к другу, а трубки диаметром 11/42 дюйма находились на расстоянии 31/48 дюйма.Это создает место для большего количества трубок в радиаторе такого же размера. Теперь есть даже медно-латунные радиаторы с трубками диаметром 11/42 дюйма на расстоянии 51/416 дюймов. Каждую из этих версий можно получить в двух-, трех- или четырехрядных приложениях. По мере того как радиаторы становятся плотнее, они дорожают.

Просмотреть все 17 фото

Тогда почему алюминиевые радиаторы стали такими популярными? Одна из важных причин заключается в том, что производители оригинального оборудования увидели потенциал для значительного снижения веса и снижения затрат на материалы.По этой причине гонщики также предпочитают алюминиевые радиаторы с разницей в весе от 10 до 15 фунтов. Кроме того, алюминиевые радиаторы начинаются с 1-дюймовых охлаждающих трубок на расстоянии примерно 31/48 дюйма. Количество ребер также является важным компонентом конструкции радиатора, но более высокая плотность ребер (измеряемая в ребрах на дюйм) может затруднить воздушный поток и не обязательно хорошо работать для уличных применений.

Радиаторы имеют две основные конструкции: вертикальный и горизонтальный. Что касается эффективности, то у радиаторов с горизонтальным потоком нет никаких преимуществ, кроме того, что они имеют тенденцию позволять более крупному сердечнику вписаться в данный моторный отсек.Практически все серийные радиаторы имеют однопроходную конструкцию, при которой охлаждающая жидкость поступает из двигателя в верхнюю часть радиатора и проходит через сердечник к выпускному отверстию на противоположной стороне. Хотя двухпроходные радиаторы существуют уже давно, теперь они начинают использоваться в высокопроизводительных и гоночных приложениях. Двухходовой радиатор с горизонтальным потоком перемещает хладагент через верхнюю половину радиатора на первом проходе, затем направляет хладагент через нижнюю часть лицевой стороны радиатора для второго прохода.Одна из причин, по которой это работает, заключается в том, что скорость хладагента примерно удваивается, когда хладагент вынужден проходить через половину меньшего количества трубок за проход. Это создает турбулентность в трубках, подвергая большему воздействию охлаждающей жидкости стенки трубок радиатора и улучшая теплопередачу. Это также представляет повышенную нагрузку на водяной насос, а это означает, что использование двухходового радиатора требует лучшего водяного насоса, если система должна использовать преимущества двухходовой концепции.

Просмотреть все 17 фото

В однопроходном радиаторе входное отверстие всегда должно располагаться на противоположной стороне выхода.В двухходовом радиаторе, таком как этот, впускной и выпускной патрубки расположены на одной стороне, поскольку охлаждающая жидкость проходит через сердцевину радиатора дважды. Также обратите внимание на контрольный сварной шов на той же стороне, что и вход / выход, что и на этом радиаторе Afco.

Coolant Chronicles То, что вы заливаете в радиатор, также является важным решением, если вы хотите защитить все эти дорогие алюминиевые компоненты двигателя. Прямая вода является наиболее термически эффективной охлаждающей жидкостью, но для защиты от коррозии и холодной погоды требуется антифриз.По словам Джея Росса из Applied Chemical Specialties, лучше всего использовать мягкую воду. Дистиллированная вода — не лучшая идея, потому что дистилляция удаляет ионы из воды. Когда он вводится в систему охлаждения, естественный процесс химического баланса вытягивает ионы из легких металлов, таких как алюминий или магний, которые подвергаются воздействию воды. Этот перенос ионов значительно усиливает процесс коррозии, называемый электролизом. Мягкая вода обрабатывается хлоридом натрия, который заменяет потерянные ионы и сводит к минимуму процесс электролиза.Если мягкая вода недоступна, то лучшим решением будет бутилированная или водопроводная вода. Росс говорит, что если вы настаиваете на дистиллированной воде, смешивание ее в соотношении 50/50 с антифризом будет вытягивать ионы из антифриза, а не из самой системы охлаждения.

Просмотреть все 17 фотографий

Если вы гонщик, которому необходимо использовать прямую воду, необходима качественная антикоррозионная присадка. Мы обнаружили, что добавка No-Rosion от Applied Chemical работает очень хорошо. Пинта этой добавки наносит тонкий антикоррозионный слой на систему охлаждения, чтобы бороться с отложениями и ограничивать эффект электролиза, но при этом не ухудшает теплопередачу.Purple Ice от Royal Purple — еще один антикоррозионный продукт, в котором используются дополнительные добавки, называемые диспергаторами, которые помогают уменьшить образование паровых карманов в системе охлаждения, которые могут снизить передачу тепла от камеры сгорания, вызывая детонацию и вскипание. Такие добавки, как Water Wetter и Purple Ice от Red Line решают эту проблему, уменьшая размер этих паровых карманов. Когда образуются паровые карманы, они действуют как изоляторы, препятствуя передаче тепла из камеры сгорания. Хотя это может показаться очевидным, стоит отметить, что эти добавки не помогут автомобилю с такими проблемами, как недостаточный размер радиатора или недостаточный поток воды или воздуха.Эти добавки не механик в банке.

Электрическая сторона крутизны Большинство производителей автомобилей редко задумываются о том, что старые генераторы переменного тока начала 60-х и 70-х годов, рассчитанные на ток от 60 до 70 ампер, не были предназначены для выработки максимальной силы тока на холостом ходу. Генераторы более поздних моделей или высокопроизводительные генераторы переменного тока, модернизированные такими компаниями, как Powermaster, предназначены для выработки большей силы тока на холостом ходу. Эти более эффективные генераторы способны обеспечить мощность в 40 ампер или более, необходимую для двойных вентиляторов, работающих на полной скорости, вместе с большим электрическим топливным насосом, фарами и, возможно, громкой стереосистемой.Добавьте тягу от пары фар и, возможно, обогревателя или вентилятора кондиционера, и нагрузка от 50 до 60 ампер от генератора на холостом ходу не является чем-то необычным. Это также потребует большой проводки 8 или 10 калибра от генератора до источника питания под капотом для ваших вентиляторов и нескольких цепей с заземлением между двигателем и шасси. Хорошее заземление также означает, что провода заземления должны быть того же размера, что и провода питания. Самый большой электрический вентилятор не будет работать с максимальной эффективностью, если цепь заземления страдает от сопротивления.Простой тест на падение напряжения покажет вам, является ли причиной неисправности электрическая цепь.

Просмотреть все 17 фото

Знаете ли вы, что плохое заземление может вызвать электролиз в электрической системе вашего двигателя? Используйте цифровой вольтметр, способный измерять милливольты, и прикрепите заземляющий зонд к радиатору. При работающем двигателе опустите положительный измерительный провод в охлаждающую жидкость, не касаясь радиатора. Если показание превышает 150 милливольт, охлаждающая жидкость может быть чрезмерно кислой. Если он показывает около 300 милливольт, попробуйте добавить хорошее заземление от шасси обратно к батарее.

Электровентиляторы Самый сложный вопрос при выборе электровентилятора — как выбрать подходящий. Существуют десятки электрических вентиляторов, и, к сожалению, нет точного теста на эффективность вентиляторов на заднем дворе, но мы обнаружили несколько удобных ярлыков, которые могут помочь вам выбрать лучший вентилятор для вашего приложения. Как правило, вентиляторы с прямыми лопастями перемещают больше воздуха, чем вентиляторы с изогнутыми лопастями, но за это придется заплатить повышенным уровнем шума.

Общепринятого отраслевого стандарта для оценки электрических вентиляторов не существует.Большинство компаний используют рейтинг CFM, который часто выражается в свободном потоке, а не за радиатором. Это затрудняет сравнение электрических вентиляторов. Spal публикует данные своих испытаний на своем веб-сайте для каждого электрического вентилятора. Наивысший показатель cfm для любого вентилятора достигается при нулевом статическом давлении или без ограничения воздушного потока перед вентилятором. Spal выражает это ограничение в дюймах водяного столба. По мере увеличения ограничения (например, с более толстым сердечником радиатора) объем потока падает, а ток немного увеличивается.По словам Джейсона Шмидта из Spal, одно практическое правило — 10 ампер тока на 1000 кубических футов в минуту воздуха. Это не во всех случаях, но если вы найдете вентилятор мощностью 3000 куб.футов в минуту, который требует только 10 ампер, оценка кубических футов в минуту может быть оптимистичной. Spal оценивает все свои вентиляторы, и три исследованных нами показали 17 ампер для 2000 куб. Футов в минуту, 21 ампер для вентилятора 2360 куб. Футов в минуту, а третий — 26 ампер при 3000 куб. Футов в минуту, все они рассчитаны на нулевое статическое давление.

Просмотреть все 17 фотографий

Два вентилятора обычно могут покрыть большую площадь поверхности радиатора, чем один большой вентилятор, что делает системы с двумя вентиляторами в целом более эффективными.Производительность двойного вентилятора также часто повышается за счет встроенных кожухов, которые втягивают воздух со всей поверхности сердечника, а не только с той области радиатора, которая закрывается вентилятором. В общем, если вы испытываете проблемы с перегревом и остальная часть системы охлаждения оптимизирована, увеличение воздушного потока с помощью пары меньших вентиляторов, покрывающих всю сердцевину радиатора, как правило, улучшит воздушный поток и эффективность.

Алюминиевые радиаторы с ограниченным бюджетом

В нашем случае не было достаточно места для электрического вентилятора между радиатором и водяным насосом, поэтому нам пришлось придерживаться нашего вентилятора с приводом от двигателя, что прискорбно, поскольку он однозначно кушает лошадиные силы.Нам также придется изготовить кожух для этой комбинации, чтобы оптимизировать поток воздуха через радиатор.

Просмотреть все 17 фотографий

Радиатор Summit race, который мы заказали для наших старых автомобилей 64-го года, почти полностью соответствует оригиналу. Это упростило верхняя и нижняя резиновые опоры.

Советы по системе охлаждения Хотя система охлаждения может показаться простой, учитывайте не только параметры потока охлаждающей жидкости, воздушного потока и эффективности радиатора, но и то, как другие системы двигателя влияют на охлаждение.Если система зарядки не работает, ваш электровентилятор будет работать не так быстро. Если кривая зажигания медленная, это повлияет на охлаждение. Мы собрали серию советов и уловок, которые часто могут помочь отличить перегревающегося монстра от послушной уличной машины, которая может справиться с заторами в 110-градусную погоду.

* Время зажигания напрямую влияет на работу системы охлаждения. Задержка зажигания запускает процесс сгорания позже в цикле и выделяет тепло. Начальные значения времени от 12 до 16 градусов и кривая, которая сводится к 2500 об / мин, являются хорошей отправной точкой.

* Электровентилятор, установленный на радиаторе со стороны двигателя (как съемник), всегда более эффективен, чем выталкивающий вентилятор. Однако дополнительный воздушный поток можно создать, используя второй выталкивающий вентилятор на передней части радиатора.

Просмотреть все 17 фотографий

* Camaros третьего поколения (’82-’92) поставлялись с воздушной перемычкой, расположенной непосредственно под радиатором, которая на старых автомобилях с большим пробегом могла быть повреждена или удалена. Эти воздушные заслонки необходимы для создания зоны низкого давления за радиатором для перемещения воздуха через радиатор.

* Джейсон Шмидт (Jason Schmidt), инженер компании Spal, рассказал нам о покупателе, который подключил провод питания большого электрического вентилятора непосредственно к своему блоку предохранителей. Когда запускаются большие вентиляторы, они могут потреблять от 80 до 100 ампер за 0,10 секунды. Этот большой потребляемый ток снизил напряжение настолько, что двигатель заглох. Подключение кабеля питания вентилятора через реле, которое подает питание ближе к генератору, решило проблему.