Принцип системы охлаждения: Система охлаждения двигателя — основные компоненты и принцип работы

Система охлаждения автомобиля – из чего она состоит и принцип ее работы

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня речь пойдет о системе охлаждения автомобиля, а конкретнее – из чего она состоит, принцип ее работы. Рассмотрим и другие полезные вопросы, которые не раз возникают у владельцев авто. Назначение этой системы обсуждать не будем, если вы читаете эту статью, то это уже известно вам. Коснемся вопроса: «Чем ее промывать, как часто это нужно делать и как»? – предложу подробные рекомендации.

Система охлаждения автомобиля – устройство и принцип работы

Содержание

Устройство автомобильной системы охлаждения

В большинстве случаев, она состоит из двух контуров. Это малый и большой круг. Давайте рассмотрим назначение каждого из них, и почему их несколько, если двигатель один, радиатор один и т.д.

Малый контур охлаждения

Его назначение – как можно быстрее нагреть двигатель до оптимальной температуры. Если этого не сделать, то будет повышенный износ деталей ДВС и большой расход топлива.

Схематическое изображение малого контура системы охлаждения автомобиля

В себя включает:

  • Рубашка охлаждения двигателя
  • Жидкостный насос, он же помпа
  • Шланги
  • Радиатор салонной печки (отопителя салона)
  • Термостат

Рассмотрим каждый из компонентов в отдельности

Охлаждающая рубашка ДВС

Она расположена в корпусе двигателя. В нем вырезаны или отлиты на заводе специальные каналы. По ним протекает охлаждающая жидкость (вода, антифриз или тосол). Эта жидкость отбирает тепло от цилиндров двигателя во время его работы, не давая ему перегреваться, позволяет работать в оптимальных температурных режимах.

Расположение рубашки системы охлаждения в блоке двигателя и головке блока цилиндров

Эти каналы отделены от головки блока цилиндра резиновой, а в большинстве случаев металлической прокладкой. Она герметизирует блок двигателя от головки, не давая жидкости перетекать в цилиндры, клапана. Если эта прокладка «рассохнется» и потеряет герметичность, то последует немедленный перегрев движка и попадание тосола в цилиндры.

Это чревато дорогостоящим ремонтом, так как охлаждающая жидкость по стенкам цилиндров стекает в масленый поддон, разбавляя моторное масло. Из-за этого оно теряет свои смазывающие свойства, а это задиры на трущихся деталях.

Помпа или циркуляционный насос

Из его названия следует и его назначение. Он заставляет циркулировать «охлаждайку» по системе. На некоторых автомобилях в действие его приводит либо ремень ГРМ, либо ремни навесных агрегатов.

Где находится и из чего состоит помпа системы охлаждения автомобиля

Читайте также: Что такое помпа в автомобиле и зачем она нужна, возможные поломки и как их избежать, описание ее конструкции

Чем опасно его поломка? – Нарушение циркуляции и гарантированный перегрев двигателя со всеми последствиями.

Из частых неисправностей можно отметить:

  1. Выход из строя подшипника. Он начинает гудеть, а со временем его просто заклинивает. Насос перестает работать.
  2. Износ сальника крыльчатки. В подкапотное пространство течет охлаждающая жидкость во время работы насоса.

Помпа является расходным материалом, поэтому ее ремонтом никто не занимается. Есть, конечно, гаражные умельцы, но срок отремонтированной детали не велик. Стоимость относительно не большая, поэтому меняется целиком.

Радиатор печки

Он, вместе с вентилятором обогрева салона встроен в малый контур системы охлаждения автомобиля. Это сделано для того, чтобы можно было нагреть салон уже в первые минуты работы двигателя. На большинстве современных автомобилях радиатор салонного отопителя не оснащается кранами, для перекрытия циркуляции жидкости через него. Он нагрет постоянно, при помощи заслонок водитель может контролировать температуру, перекрывая поток воздуха, проходящий через него.

Радиатор отопителя салона (печки) встроен в малый контур системы охлаждения авто

В отечественных авто, например в систему охлаждения ВАЗ 2101-07, встроен кран. При помощи его можно перекрыть подачу тосола в радиатор печки, но это сопровождается определенными трудностями, о которых поговорим в следующих статьях.

Термостат

Это механическое устройство. Контролирует температуру жидкости в системе охлаждения автомобиля. При необходимости открывается клапан и тосол течет по большому контуру, снижая температуру.

На разных моделях он расположен по-разному. В некоторых он вынесен наружу, например классические авто ВАЗ, в некоторых встроен в корпус блока цилиндров. В системе он может находиться до или после основного радиатора охлаждения. Устройство и принцип работы термостата читайте в следующих статьях.

Назначение термостата в системе охлаждения двигателя

В современных машинах часто стали применять термостаты с электронным управлением, при необходимости закрывая его, чтобы быстрее подогреть жидкость в системе.

Большой контур системы охлаждения

Он нужен для понижения температуры тосола или антифриза (смотря что залито в систему) до оптимальных параметров, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Основной радиатор с вентилятором системы охлаждения автомобиля

Существуют модификации автомобилей, где за включение вентилятора радиатора отвечает сам датчик. При достижении определенной температуры антифриза, в корпусе его соединяются пластины, замыкающие электрическую цепь, вентилятор включается.

Расширительный бачок

Он служит для запаса охлаждающей жидкости и для сброса давления. В системе охлаждения автомобиля оно должно поддерживаться определенного значения, для оптимального температурного режима двигателя и сохранения герметичность системы в целом.

Из курса физики помните, что при нагревании любая жидкость расширяется. Так как автомобильная охлаждающая система мотора замкнутая, то при нагреве, антифриз или вода расширяются, излишки нужно куда-то девать. Это все перетекает в расширительный бачок. Если этого не будет, то при достижении высокого давления, в слабом месте может появиться течь. По-простому – тосол будет хлестать из сальников, порвутся шланги и т.д.

Но если вся жидкость при малейшем подогреве будет перетекать в расширительный бачок, то не будет достаточного давления для оптимальной работы. Как говорилось выше – это важный момент для хорошего охлаждения двигателя. Почему? – Чем выше давление, тем выше температура закипания тосола, тем больше тепла он сможет забрать из двигателя, не превратившись в пар.

Если в системе давление будет атмосферное, то при незначительном нагреве в жидкости будут образовываться пузырьки, она начнет кипеть. Это повышенный износ крыльчатки помпы, худшее охлаждение ДВС и т.д.

Система охлаждения автомобиля – расширительный бачок с крышкой радиатора

За его регулировку отвечает крышка (пробка) радиатора. В некоторых моделях она устанавливается на расширительный бачок. Состоит из двух клапанов: впускного и выпускного. Более детально о конструкции, принципе работы и назначению в других статьях.

Видео устройства и принципа работы системы охлаждения автомобиля:

Неисправности системы охлаждения

Одной из главных проблем, «выносящих» мозг автовладельцу – течь в местах соединения элементов системы охлаждения. Загляните под капот и вы будете в шоке. Куча хомутов, соединяющих шланги, патрубки, радиаторы, расширительный бачок и все это может начать течь.

Кроме этого радиаторы тоже подвержены этой болячке, что основной, что отопителя. Резина рассыхается, краны отопления закисают, их внутренние втулки разъедает агрессивная среда антифриза и высокая температура – они текут при открытии или закрытии.

Система охлаждения автомобиля и ее основные неисправности

Сальник помпы изнашивается, тосол попадает на подшипник. В результате ее заклинит и придется ее менять. В некоторых случаях жидкость вытекает в подкапотное пространство и под машиной нередко можно найти лужу.

Термостат – маленький прибор тоже может принести немало хлопот автовладельцу. Заклинивший клапан не откроется или не закроется в нужный момент. Автомобиль не будет прогреваться до оптимальных температур, если будет открыт большой контур системы охлаждения. Или наоборот, машина будет кипеть, жидкость будет «ходить» по малому кругу, минуя основной радиатор не охлаждаясь.

Даже маленькая пробка радиатора или расширительного бочка может преподнести неприятный сюрприз. Заклинившие внутренние клапаны не будут создавать оптимального давления в системе, или приведут к его сильному повышению. Результат – закипание авто или разрыв шланг и хомутов.

Как и чем промывать систему охлаждения автомобили и как часто это нужно делать

Все производители рекомендую менять тосол или антифриз раз в 5 лет. Это связано с химическим составом «охлаждайки». При постоянном нагреве и остывании она постепенно меняет свой состав. Как и любая другая жидкость она имеет свой срок службы.

Замена охлаждающей жидкости производится при каждой смене деталей системы охлаждения двигателя. А промывку нужно производить в случае:

  • Если приходилось доливать ОЖ неизвестного производителя или марки, отличающейся от той, которая залита в авто
  • При перегреве двигателя
  • Если заливалась или доливалась вода
  • При случайном смешивании тосола и антифриза (это разные жидкости, как по составу, так и по характеристикам).
  • Если в систему охлаждения попало масло

Для промывки системы применяются специализированные промывочные средства. Но их стоимость может быть высокой для некоторых автовладельцев. Некоторые для этих целей используют лимонную кислоту или Кока-Кола. Эти два ингредиента легко разъедают накипь в трубках радиатора и выводят ее. Можно промыть водой, но удалить накипь ей не получится. Подробная инструкция с рекомендациями, как правильно промывать систему охлаждения читайте в другой статье.

Видео по теме:


Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности
Главная » Советы по ремонту » Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

просмотров 10 495

Автомобильную систему охлаждения двигателя требуется периодически проверять. Многие значительные неисправности авто имеют причиной перегрев двигателя. Значение температуры сжигаемой топливовоздушной смеси достигает нескольких тысяч градусов. Соответственно, образуется большое количество тепла, которое требуется отвести, дабы не перегреть мотор, что может привести к серьёзным проблемам.

Система охлаждения двигателяСистема охлаждения двигателя

Проблемы перегрева двигателя

Неэффективная работа системы охлаждения может привести к превышению рабочей температуры поршней, уменьшению теплового зазора между поршнем и стенками цилиндра вплоть до нуля. Это вызывает задевания корпусом поршня стенок цилиндра, образование царапин, задиров. Также при перегреве моторное масло теряет смазывающие свойства, нарушается масляная плёнка. Двигатель из-за этого может заклинить.

Перегрев системы охлаждения и двигателя сопровождается разным из-за различных материалов расширением ГБЦ, блока и болтов крепления, что приводит к искривлению установочной поверхности головки, вытягиванию болтов, растрескиванию сёдел клапанов. Понятно, что после подобных изменений отремонтировать двигатель сложно, а иногда и невозможно.

Охлаждающие жидкости двигателя

Исправно работающая система охлаждения должна не допускать перегрева, однако для нормального функционирования системы требуется использование качественной охлаждающей жидкости. Незамерзающие при низких температурах технические жидкости называются антифризами (от англ. antifreeze). Сегодня антифризы производятся, как правило, на основе моноэтиленгликоля, представляющего собой густую жидкость с температурой кипения около 200 °C.

Задачей охлаждающей жидкости является не только охлаждение мотора, но и теплопередача для отопления салона, подогрева топлива зимой. Охлаждающая жидкость автомобиля должна удовлетворять следующим требованиям:

  • не замерзать во всей области рабочих температур двигателя;
  • иметь высокие значения теплоёмкости и теплопроводности;
  • не образовывать пену;
  • не разъедать пластик и резину патрубков;
  • не повреждать уплотнения;
  • смазывать, защищать от коррозии детали системы охлаждения и двигателя;
  • не откладывать накипь и другие отложения разного рода на внутренних стенках рабочей поверхности системы охлаждения

Принято различать понятия «тосол» и «антифриз». Считается, что тосол — это готовый продукт, а антифриз — концентрат. Хотя, конечно, по составу это одно и то же, просто с разным названием.

Автомобильные антифризы окрашиваются в заметные, яркие цвета:

  • зелёный,
  • оранжевый, или оттенки красного
  • голубой (синий),
  • бирюзовый

Делается это ради безопасности, ведь антифриз весьма ядовит. По мере использования жидкость теряет необходимые свойства — постепенно утрачиваются смазывающие и антикоррозийные параметры, повышается склонность к образованию пены.

Важно: Срок службы антифризов находится в пределах 2–7 лет.

Работа системы охлаждения

Работа системы охлажденияРабота системы охлаждения

После заводки авто совместно с двигателем начинает своё вращение насос системы охлаждения (называется также помпа, водяной насос)если конечно нет электронного подключения помпы. Во вращение помпа приводится ремнём газораспределительного механизма (ГРМ) или при помощи ремня навесного оборудования — это зависит от конструкции двигателя конкретной модели. Крыльчатка водяного насоса, вращаясь, прокачивает охлаждающую жидкость через систему. Для быстрого выхода на рабочую температуру в системе охлаждения автомобиля предусмотрен малый контур, то есть жидкость циркулирует только внутри двигателя, термостат закрыт, антифриз не подаётся в радиатор.

Как только двигатель прогреется до определённой температуры, термостат открывается, пропуская тосол или антифриз по большому контуру системы охлаждения. Жидкость проходит через радиатор, где охлаждается. Радиатор охлаждается наружным воздухом, свободно проходящим через решётку радиатора, или принудительно обдувается вентилятором. После охлаждения в радиаторе антифриз подаётся в систему охлаждения двигателя, забирает часть его тепла и снова направляется по большому кругу.

В радиатор установлен датчик включения вентилятора, который при достижении определённой температуры включает принудительный обдув или меняет скорость вентилятора. При изменении скорости вращения меняется количество проходящего через соты радиатора воздуха, соответственно эффективность охлаждения жидкости регулируется. По мере охлаждения жидкости в радиаторе вентилятор выключается. Если тосол становится холоднее значения срабатывания термостата, большой контур перекрывается, — циркуляция снова происходит по малому кругу.

В некоторых системах охлаждения применяются несколько датчиков температуры, место расположения датчиков:

  • на радиаторе системы охлаждения,
  • на головке блока цилиндров,
  • непосредственно на корпусе термостата.

Подобная схема работы является базовой, однако производители постоянно усовершенствуют системы охлаждения. В некоторых машинах отсутствуют датчики включения вентилятора, который запускается сигналом с блока управления двигателя в зависимости от показаний датчика температуры. Термостаты также могут управляться «мозгами» мотора, открывая и переключая контуры не автоматически, а по управляющему сигналу. В некоторых моделях на патрубках, ведущих к отопителю, установлены электромагнитные клапаны, регулирующие подачу ОЖ в радиатор печки. При неисправности эти клапаны могут стать причиной проблем системы охлаждения.

Одно из усовершенствований системы охлаждения является электронно регулируемая помпа, точнее привод помпы, который в зависимости от температуры двигателя подключает помпу или отключает ее, тем самым способствует более эффективной терморегулировки и быстрому прогреву системы охлаждения автомобиля.

Диагностика неисправностей систем охлаждения

Перегрев двигателя — это такой режим работы, который обусловлен закипанием охлаждающей жидкости. Однако проблемой является не один лишь перегрев. Эксплуатация мотора при постоянно пониженной температуре также является вредной, так как рабочая температура должна поддерживаться на определённом уровне. Холодный двигатель потребляет больше топлива, работает не с лучшей эффективностью, подвержен повышенным нагрузкам из-за повышенной вязкости системы смазки.

Поломки термостата, вентилятора, термореле и датчиков нарушает правильное функционирование охлаждающей системы. Если признаки нарушения температурного режима обнаружены вовремя и возникновения фатальных неисправностей не произошло, то ремонт, скорее всего, не будет слишком длительным и дорогим. Поэтому всеми специалистами рекомендуется следить за температурными режимами работы мотора.

Диагностику проблем и неисправностей следует начинать на холодном двигателе. Для начала нужно проверить правильность сочленения патрубков и трубок, сборку других элементов системы охлаждения, особенно если авто ремонтировалось незадолго до возникновения проблемы. Возможно, это смешно, однако известно много примеров, когда охлаждение не работает правильно из-за погрешностей сборки.

Некоторые из этих случаев:

  • после переборки мотора шланг вентиляции картера соединён с расширительным бачком ОЖ;
  • установлен «неродной» вентилятор охлаждения, из-за неправильного положения лопастей которого воздух направляется не в том направлении;
  • лопасти крыльчатки вентилятора свободно проворачиваются на валу;
  • разъёмы датчика или вентилятора окислены, шатаются или повреждены.

Нелишним будет также провести внешний осмотр радиатора, возможно, он загрязнён, забиты соты. Иногда негативно может сказываться слишком плотная защита двигателя, преграждающая путь воздуху снизу. Небольшая авария, приведшая только к поломке бампера, может привести к перегреву — в бампере бывают сформированы специальные направляющие, по которым проходит воздух к двигателю (VW Passat B5).

После визуального осмотра системы охлаждения нужно проверить уровень антифриза, исправность клапанов пробки радиатора или бачка, герметичность шлангов и патрубков. Имеет смысл определиться, что залито в систему — антифриз или просто вода.

Если первые шаги помогли вычислить какие-либо неисправности системы охлаждения двигателя, их необходимо устранить или учитывать при постановке «диагноза». Доливая жидкость, нужно не забывать, что далеко не в каждом автомобиле можно просто добавить антифриз, и всё. К примеру, у некоторых BMW при доливке ОЖ следует включать зажигание, а регулировки печки поставить на максимум, для того, чтобы открылись электромагнитные клапаны отопителя.

При появлении подозрений на воздух, попавший в систему охлаждения, нужно вывернуть специальные пробки, предназначенные для выпуска воздуха. Они располагаются, как правило, в самой высокой точке системы. Если в машине есть расширительный бачок, можно проверить, циркулирует ли жидкость. Если при планомерном прогреве двигателя внутрь салона из воздуховодов отопителя поступает холодный воздух, это первейший признак воздушного «пузыря» в системе.

Если термостат заведомо исправен, после прогрева радиатора нижний его патрубок и верхний должны иметь примерно одинаковую температуру. Большая разница температур этих патрубков свидетельствует о плохой циркуляции антифриза через радиатор.

Через определённый промежуток времени после открытия термостата, по мере достижения температуры срабатывания, должен включиться вентилятор охлаждения радиатора. Если система содержит не электрический вентилятор, следует проверить датчик замыкания электромагнитной муфты или функционирование вязкостной муфты. Признаком неисправности вязкостной муфты можно считать возможность остановки и удержания вентилятора рукой. Обязательно соблюдать осторожность! Попытку остановки осуществлять мягким предметом, для исключения вероятности травмы руки или повреждения крыльчатки. Воздушный поток в правильном случае должен быть направлен на двигатель.

Давление в охлаждающей системе автомобиля увеличивается пропорционально прогреву двигателя и плавно падает по мере его остывания. Если верхний патрубок, подходящий к радиатору, раздувает от повышения частоты вращения двигателя, то имеет смысл удостовериться, что в систему не попадает часть газов из мотора. Такое бывает, если прокладку ГБЦ пробило между каналом охлаждения и цилиндром или при повреждении самой головки блока. Одним из признаков этой проблемы выступает масляная плёнка в расширительном бачке. Также о газах сигнализируют пузырьки, появляющиеся в антифризе во время работы двигателя.

Примеров того, как неправильно работающая система охлаждения приводила к серьёзным, вплоть до замены двигателя, проблемам для владельца, множество. Основным выводом следует сделать одно — в работе автомобиля нет мелочей и неважных неисправностей. Нужно замечать все изменения, анализировать их, делать правильные выводы. Если же владелец авто не разбирается в этом, следует регулярно обслуживать машину у хороших специалистов.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья?Работа системы охлаждения Загрузка...

Как это работает: система охлаждения ДВС

Система охлаждения двигателя    Сегодня из нашей постоянной рубрики «Как это работает» Вы узнаете устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя, для чего нужен термостат и радиатор, а так же почему не получила широкого распространения воздушная система охлаждения.

 

 

 

 

 

 

    Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания осуществляет отвод теплоты  от деталей двигателя и передачу её в окружающую среду. Кроме основной функции система выполняет ряд второстепенных: охлаждение масла в системе смазки; нагрев воздуха в системе отопления и кондиционирования; охлаждение отработавших газов и др.


    При сгорании рабочей смеси, температура в цилиндре может достигать 2500°С, в то время как рабочая температура ДВС составляет 80-90°С. Именно для поддержания оптимального температурного режима существует система охлаждения, которая может быть следующих типов, в зависимости от теплоносителя: жидкостная, воздушная и комбинированная. Следует отметить, что жидкостная система в чистом виде уже практически не используется, так как не способна длительное время поддерживать работу современных двигателей в оптимальном тепловом режиме.

 

 

    Комбинированная система охлаждения двигателя:


    В комбинированной системе охлаждения в качестве охлаждающей жидкости часто используется вода, так как имеет высокую удельную теплоемкость, доступность и безвредность для организма. Однако вода имеет ряд существенных недостатков: образование накипи и замерзание при отрицательных температурах. В зимнее время года в систему охлаждения необходимо заливать низкозамерзающие жидкости – антифризы (водные растворы этиленгликоля, смеси воды со спиртом или с глицерином, с добавками углеводородов и др.).

 

 

 

 

    Рассматриваемая система охлаждения состоит из: жидкостного насоса, радиатора, термостата, расширительного бачка, рубашки охлаждения цилиндров и головок, вентилятора, датчика температуры и подводящих шлангов.

    Стоит оговорить, что охлаждение двигателя принудительное, а значит в нём поддерживается избыточное давление (до 100 кПа), вследствие чего температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 120°С.

 

 

    При запуске холодного двигателя происходит его постепенный нагрев. Первое время охлаждающая жидкость, под действием жидкостного насоса, циркулирует по малому кругу, то есть в полостях между стенками цилиндров и стенками двигателя (рубашка охлаждения), не попадая в радиатор.  Это ограничение необходимо для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. Когда температура двигателя превышает оптимальные значения, охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор, где активно охлаждается (называют большим кругом циркуляции).

 

малый круг циркуляции

большой круг циркуляции 

 

 

 

    Далее рассмотрим отдельно каждый элемент системы охлаждения двигателя.

 

 

Система охлаждения двигателя

    ТЕРМОСТАТ.  По своей сути, это маленькое устройство работает как автоматический клапан. Термостат в закрытом состоянии не позволяет охлаждающей жидкости проникнуть в радиатор. Но при температуре среды 85-95°С он открывается и тогда циркуляция жидкости проходит по большому кругу (через радиатор). Причем чем выше температура среды, тем шире термостат открывается, что увеличивает его пропускную способность.

    Устройство и принцип работы:

 

Система охлаждения двигателя

    Термостат сделан из латуни и меди. Состоит из цилиндра наполненного смесью воска и пыли графита (различные производители применяют свои собственные разработки и компоненты). В цилиндр с смесью вдавлен штырь и соединен с клапаном. Нагреваясь, искусственный воск значительно расширяется, выталкивая штырь, который открывает проход охлаждающей жидкости к радиатору. Стальная пружина, по мере остывания рабочего тела, возвращает клапан в закрытое состояние.
   

Система охлаждения двигателя

    ЖИДКОСТНОЙ НАСОС. Насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Чаще всего применяют лопастные насосы центробежного типа.

 

     Вал 6 насоса установлен в крышке 4 с использованием подшипника 5. На конце вала напрессована литая чугунная крыльчатка 1. При вращении вала насоса охлаждающая жидкость через патрубок 7 поступает к центру крыльчатки, захватывается ее лопастями, отбрасывается к корпусу 2 насоса под действием центробежной силы и через окно 3 в корпусе направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя.

     

Система охлаждения двигателя

    РАДИАТОР обеспечивает отвод теплоты охлаждающей жидкости в окружающую среду. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачков и сердцевины. Его крепят на автомобиле на резиновых подушках с пружинами.

    Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У первых сердцевина образована несколькими рядами латунных трубок, пропущенных через горизонтальные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения и придающие радиатору жесткость. У вторых сердцевина состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных между собой по краям гофрированных пластин. Верхний бачок имеет заливную горловину и пароотводную трубку. Горловина радиатора герметически закрывается пробкой, имеющей два клапана: паровой для снижения давления при закипании жидкости, который открывается при избыточном давлении свыше 40 кПа (0,4 кгс/см2), и воздушный, пропускающий воздух в систему при снижении давления вследствие охлаждения жидкости и этим предохраняющий трубки радиатора от сплющивания атмосферным давлением. Используются и алюминиевые радиаторы: они дешевле и легче, но теплообменные свойства и надёжность ниже.

 


    Охлаждающая жидкость «бегая» по трубкам радиатора, охлаждается при движении встречным потоком воздуха.

 

 

    ВЕНТИЛЯТОР усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора. Ступицу вентилятора крепят на валу жидкостного насоса. Они вместе приводятся во вращение от шкива коленчатого вала ремнями. Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор. Чаще всего применяют четырех- и шестилопастные вентиляторы.

 

   
   

Система охлаждения двигателя

    РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК служит для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости при колебаниях ее температуры и для контроля количества жидкости в системе охлаждения. Он также содержит некоторый запас охлаждающей жидкости на ее естественную убыль и возможные потери.

 

Система охлаждения двигателя

    ДАТЧИК температуры охлаждающей жидкости относится к элементам управления и предназначен для установления значения контролируемого параметра и дельнейшего его преобразования в электрический импульс. Электронный блок управления получает данный импульс и посылает определенные сигналы исполнительным устройствам. При помощи датчика охлаждающей жидкости компьютер определяет количество топлива, требуемое для нормальной работы ДВС. Также, основываясь на показаниях датчика температуры охлаждающей жидкости блок управления, формирует команду включения вентилятора.
 

 

 

    Воздушная система охлаждения:

 

    В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Эта система охлаждения является самой простой, так как не требует сложных деталей и систем управления. Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.


Система охлаждения двигателя    В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных - обычно в развале между цилиндрами. В зависимости от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.


    Оптимальным температурным режимом двигателя с воздушным охлаждением считается такой, при котором температура масла в смазочной системе двигателя составляет 70... 110°С на всех режимах работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.


    Воздушная система охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов. Теплоёмкость воздуха мала, что не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки.

 

 

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначенная для охлаждения деталей двигателя, в процессе его работы и поддержания нормального температурного, наиболее выгодного теплового режима работы двигателя. Существуют жидкостное охлаждение, воздушное охлаждение и комбинированное охлаждение.

Перегрев двигателя ухудшает количественное наполнение цилиндра горючей смесью, вызывает разжижение и выгорание масла, в результате чего, могут заклинить поршни в цилиндрах и выплавиться вкладыши подшипников.

Переохлаждение двигателя вызывает уменьшение мощности и экономичности двигателя, на холодных деталях конденсируются пары бензина и в виде капель стекают по зеркалу цилиндра, смывая смазку, увеличиваются потери на трения, возрастает износ деталей и возникает необходимость в частой замене масла. А также происходит неполное сгорание топлива, отчего на стенках камеры сгорания образуется большой слой нагара – возможно зависание клапанов.

Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей жидкости должна быть 80-95 градусов.

Тепловой баланс может быть представлен в виде диаграммы.

Рис. Диаграмма теплового баланса двигателя внутреннего сгорания.

На двигателях отечественного производства применяют закрытую принудительную жидкостную систему охлаждения, осуществляемую водяным насосом. Она непосредственно не сообщается с атмосферой, поэтому называется закрытой. В результате давление в системе увеличивается, температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 108 – 119 градусов и снижается расход на ее испарение.

Данные системы охлаждения обеспечивают равномерное и эффективное охлаждение, а также производят меньше шума.

Рассмотрим систему охлаждения на примере двигателя марки ЗИЛ Рис. Схема системы охлаждения двигателя типа ЗИЛ. 1 – радиатор, 2 – компрессор, 3 – водяной насос, 4 – термостат, 5 – кран отопителя, 6 – подводящая трубка, 7 – отводящая трубка, 8 – радиатор отопителя, 9 – датчик указателя температуры воды в системе охлаждения двигателя, 10 – сливной кран рубашки блока цилиндров (в положении «открыто»), 11 – сливной краник радиатора.

Жидкость в рубашке охлаждения двигателя нагревается за счет отвода теплоты от цилиндров, поступает через термостат в радиатор, охлаждается в нем и под действием центробежного насоса (обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе) возвращается в рубашку двигателя. В народе центробежный насос называют «помпой». Охлаждению жидкости способствует интенсивный обдув радиатора и двигателя потоком воздуха от вентилятора. Вентилятор усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора, служит для улучшения охлаждения жидкости в радиаторе. Вентилятор может иметь различный привод.

механический – постоянное соединение с коленчатым валом двигателя,

гидровлический – гидромуфта. Гидромуфта включает в себя герметический кожух В, заполненный жидкостью.

В кожухе помещаются два сферических сосуда Д и Г, жестко соединенные с ведущим А и ведомым Б валами соответственно.

Рис. Гидромуфта, а – принцип действия; б – устройство, 1 – крышка блока цилиндров, 2 – корпус, 3 – кожух, 4 – валик привода, 5 – шкив, 6 – ступица вентилятора, А – ведущий вал, Б – ведомый вал, В – кожух, Г, Д – сосуды, Т – турбинное колесо, Н – насосное колесо.

Принцип работы гидравлического вентилятора основан на действии центробежной силы жидкости. Если сферический сосуд Д, заполненный жидкостью, вращается с большой скоростью, жидкость попадает во второй сосуд Г, заставляя его вращаться. Потеряв энергию при ударе, жидкость возвращается в сосуд Д, разгоняется в нем, попадает в сосуд Г и процесс повторяется.

электрический – управляемый электродвигатель. Когда температура охлаждающей жидкости достигает 90-95 градусов, клапан датчика открывает масляный канал в корпусе включателя и моторное масло поступает в рабочую полость гидромуфты из главной смазочной системы двигателя.

Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор.

Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя. Рис. Радиатор а – устройство, б – трубчатая середина, в – пластинчатая середина, 1 – верхний бачок с патрубком, 2 – пароотводная трубка, 3 – заливная горловина с пробкой, 4 – сердцевина, 5 – нижний бачок, 6 – патрубок со сливным краником, 7 – трубки, 8 – поперечные пластины.

Состоит из верхнего 1 и нижнего 5 бачков и сердцевины 4 и деталей крепления. Баки и сердцевина изготовлены из латуни (для улучшения теплопроводности).

Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У трубчатых радиаторов, изображенных на рисунке «б» – сердцевина образована из ряда тонких горизонтальных пластин 8, сквозь которые проходит множество вертикальных латунных трубок, благодаря чему вода, проходя через сердцевину радиатора разбивается на множество мелких струек. Горизонтальные пластины служат дополнительными ребрами жесткости и увеличивают поверхность охлаждения.

Пластинчатые радиаторы состоят из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных межу собой по краям гофрированных пластин.

Термостат служит для ускорения прогрева холодного двигателя и обеспечения оптимального температурного режима. Термостат представляет собой клапан, регулирующий количество жидкости проходящей через радиатор.

При запуске двигателя сам двигатель и охлаждающая его жидкость холодные. Для ускорения прогрева двигателя, охлаждающая жидкость движется по кругу, минуя радиатор. Термостат при этом закрыт, по мере нагрева двигателя (до температуры 70-80 градусов), клапан термостата, под действием паров жидкости, заполняющей его цилиндр, открывается и охлаждающая жидкость начинает свое движение по большому кругу, через радиатор.

На современных автомобилях устанавливают двухконтурные системы охлаждения . Данная система включает два независимых контура охлаждения:

– контур охлаждения блока цилиндров;

– контур охлаждения головки блока цилиндров. Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке
Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя в автомобиле

Несмотря на то, что автомобиль – это механизм, ему не чужды некоторые человеческие черты. Например, во время движения машина расходует топливо и выделяет огромное количество тепла. Наш организм аналогично использует питательные вещества и также выделяет энергию, которая расходуется на всевозможные процессы. Чтобы поддерживать постоянную температуру тела, излишки тепла выводятся с потом, этот процесс испарение весьма энергозатратный.

А как автомобилю удается поддерживать постоянную температуру и не перегреваться? Это возможно благодаря такому важному элементу, как система охлаждения двигателя.

Что это такое, каково устройство, какой у нее принцип работы, и как диагностировать возможные неисправности, постараемся разобраться в статье ниже.

✔️ Что такое система охлаждения

✔️ Ее устройство и принцип работы

✔️ Принцип работы системы охлаждения воздушного типа

✔️ Возможные неполадки в работе и их последствия

Что такое система охлаждения

Это система, посредством которой достигается отведение избытка тепла от автомобильного двигателя и других деталей.

Обычно это достигается путем кругового движения охлаждающей жидкости (тосол или антифриз), проходящей через специальные охлаждающие каналы. Есть два типа системы охлаждения: воздушный и водяной (жидкостный).

Некоторые двигатели охлаждаются воздушным потоком, проходящим непосредственно через корпуса цилиндров (воздушная система охлаждения).

Помимо поддержания нормальной рабочей температуры движка, данный автомобильный узел выполняет еще несколько важных функций:

  • охлаждает автоматическую коробку передач;
  • охлаждает выхлопные газы, а также масло;
  • обеспечивает работу систем отопления и кондиционирования.

Устройство и принцип работы водяного типа

Для начала, давайте разберем, как работает водяная система охлаждения. На сегодняшний день, она наиболее распространена. Поскольку позволяет равномерно и эффективно охладить все детали, при любых условиях. Ее функционирование обеспечивают следующие элементы:

  • термостат с клапаном;
  • центробежная помпа;
  • радиатор охлаждения масла;
  • радиатор охлаждающей жидкости;
  • вентилятор;
  • расширительный бак;
  • теплообменник обогревателя;
  • патрубки: верхний, нижний;
  • насос ОЖ;
  • шланги.

Конструкция и устройство зависят от модели авто.

ГБЦ (головки блока цилиндров) мотора с водяным охлаждением имеют систему каналов, по которым движется тосол. Все они в верхней части конструкции сходятся к одному выходу.

Центробежная помпа, приводимая в движение шкивом и ремнем от коленвала, подает нагретый антифриз из мотора к радиатору, который является разновидностью теплообменника и имеет особую пластинчатую структуру. Такое строение, обеспечивает огромную площадь рабочей поверхности для более эффективного отвода тепла.

Отсюда избыток тепла отправляется в воздушный поток, а затем охлажденная жидкость возвращается во впускное отверстие, в нижней части блока и снова движется к двигателю. Цикл повторяется снова и снова.

Наряду с основным радиатором могут устанавливаться два дополнительных: для охлаждения масла и отработанных газов. Функционирование радиатора отработанных газов обеспечивается дополнительным насосом.

В отличие от радиатора, теплообменник отопителя нагревает проходящий, через него воздух, который направляется в салон. Для наибольшей эффективности он устанавливается на выходе нагретого тосола из мотора.

В исправном двигателе охлаждающая жидкость имеет температуру чуть ниже точки кипения. Закипание антифриза предотвращается повышенным давлением, в результате чего температура кипения также становится несколько выше. Современные модели автомобилей имеют герметичную систему охлаждения, где для компенсации изменений в объеме тосола, используется расширительный бачок. Через него, также проводится долив жидкости в систему.

Чтобы система функционировала, радиатору необходим постоянный доступ сердечника к холодному воздуху. Когда автомобиль находится в движении, то радиатор получает достаточно сильный поток воздуха, но когда машина неподвижна, либо перемещается с малой скоростью, поток воздуха направляется силой вентилятора.

Вентилятор приходит в движение от мотора, но если двигатель работает при малой нагрузке, его использование не всегда является оправданным, поскольку это приводит к бесполезному расходу топлива.

В качестве решения данной проблемы, производители авто используют специальную муфту, работающую от термочувствительного клапана, который не включает вентилятор до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет заданного значения.

Некоторые машины имеют вентилятор с электроприводом, также включаемый и выключаемый датчиком температуры.

Чтобы, дать двигателю быстро набрать необходимую рабочую температуру, циркуляция жидкости к радиатору перекрывается термостатом, обычно расположенным над помпой. Термостат имеет клапан, работающий от камеры, заполненной воском. Когда движок нагревается, он плавится, расширяется и переводит клапан в положение «открыто», позволяя тосолу течь через радиатор.

Когда работа мотора останавливается, а температура снижается, клапан снова закрывается.

Контроль за работой системы охлаждения осуществляется системой управления двигателем. За основу берется математическая модель, учитывающая в себе множество параметров (температуру антифриза, масла, воздушного потока и многих других). На основании этих данных, рассчитываются наилучшие условия работы всех исполнительных устройств.

Воду не желательно использовать, в качестве охлаждающей жидкости. В летний период, есть вероятность перегрева двигателя. Зимой ее использование, чревато серьезными поломками. Так замерзание в системе, может привести к разрыванию патрубков и даже блока мотора.

Как и все тела, вода при понижении температуры начинает уменьшаться в объеме. Так происходит до 4 °С. При приближении к нулю и переходе в твердое состояние она начинает расширяться. Если она замерзает в моторе, то может разорвать блок или радиатор. Поэтому желательно использовать всевозможные антифризы, которые представляют собой воду с добавлением к ней различных присадок. Их введение снижает температуру замерзания до безопасного уровня и препятствует появлению коррозии.

Антифриз не следует сливать каждое лето, его можно менять один раз в 2-3 года или каждые 40000 км пробега.

Воздушная система охлаждения

В таком моторе ГБЦ имеет на своей наружной поверхности специальные ребра. Они несколько шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла.

Основные элементы при данном типе охлаждения:

  • ребра на головках цилиндов;
  • воздуховоды;
  • вентилятор, который приводится в работу мотором;
  • масляный радиатор.

Воздуховод проходит вокруг ребер, а вентилятор направляет воздушный поток через него, чтобы отводить тепло.

Термочувствительный клапан контролирует объем воздуха, подаваемого вентилятором, и поддерживает постоянную температуру даже в холодную погоду.

Данный тип охлаждения имеет ряд недостатков:

  • потеря мощности на приводе вентилятора;
  • чрезмерное нагревание отдельных деталей;
  • повышенный шум;
  • трудности с использованием полученного тепла для обогрева салона;
  • невозможность установить блочный тип расположения цилиндров.

Ввиду данных особенностей, такая система охлаждения используется крайне редко.

Возможные неисправности

Как видим, система охлаждения является очень важной для нормальной работы вашего авто. И любые неисправности могут привести к серьезным последствиям, прежде всего к перегреву двигателя.

Итак, существуют следующие типы неисправностей данного автомобильного узла:

  1. Проблемы с радиатором. Наиболее часто причиной выхода из строя данной детали, является наружное и внутреннее загрязнение. Наружное связано с попаданием в него с потоком воздуха грязи, пыли, листьев, насекомых. Внутреннее – с образованием налета из-за использования грязной воды или некачественного тосола, который буквально закупоривает отверстия в сердечнике.
  2. Разгерметизация и потеря жидкости. Чаше всего это происходит из-за ослабления стяжки и других соединительных элементов, повреждения соединительных шлангов, износа резиновых элементов, рассыхания пластика.
  3. Не работает термостат или его клапан.
  4. Поломка насоса, в результате чего будет наблюдаться полное либо частичное прекращение циркуляции охлаждающей жидкости.
  5. Сломан вентилятор.  Причин у данной поломки несколько: вышел из строя электродвигатель или муфта, отошла проводка.

Все эти неисправности могут нарушить циркуляцию охлаждающей жидкости, в результате чего температура двигателя повысится до критической. Перегрев ведет к нарушению герметичности, плавлению резиновых деталей, задиру головок блока цилиндров, появлению дефектов в металле, потере масло-смазочных свойств и многих других неприятностей.

Первым, на что стоит обратить внимание при осмотре деталей, следы подтеков охлаждающей жидкости, элемент будет выглядеть «запотевшим». Антифриз является довольно текучей жидкостью, поэтому протекает даже в самые маленькие трещинки и зазоры. Он может распространиться на рабочие узлы, которые находятся далеко за пределами системы охлаждения.

Еще одним важным параметром, выход за нормы которого, может привести к неполадкам — давление. Как известно, оно является довольно высоким и в норме составляет 1,2-2 атм. Для его регулировки используется расширительный бачок с клапаном, куда выводится избыток тосола. Если по какой-то причине клапан не сработал, то значение данного параметра становится критическим. Это может привести к разрыву и поломке многих деталей. В первую очередь страдают резиновые шланги и патрубки, а также прокладки.

Чтобы избежать проблем, регулярно проводите профилактические осмотры, вовремя меняйте износившиеся детали, следите за уровнем антифриза в баке и доливайте при необходимости. Используйте только качественный антифриз и старайтесь, без острой необходимости, не использовать обычную воду, в качестве охлаждающей жидкости.

Регулярно поглядывайте на приборную панель, на термометре охлаждающей жидкости не должно быть резких скачков значений. Если же данное явление имеет место быть, то это свидетельствует о возможной неисправности термостата или помпы, а также о завоздушивании системы. Значительно увеличить срок службы деталей, поможет регулярная промывка системы охлаждения двигателя.

 

Система охлаждения двигателя - устройство, принцип работы, конструкция

Назначение и характеристика

Системой охлаждения называется совокупность устройств, осуществляющих принудительный регулируемый отвод и передачу теплоты от деталей двигателя в окружающую среду.

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального температурного режима, обеспечивающего получение максимальной мощности, высокой экономичности и длительного срока службы двигателя.

При сгорании рабочей смеси температура в цилиндрах двигателя повышается до 2500 °С и в среднем при работе двигателя составляет 800...900°С. Поэтому детали двигателя сильно нагреваются, и если их не охлаждать, то будут снижаться мощность двигателя, его экономичность, увеличиваться изнашивание деталей и может произойти поломка двигателя.

При чрезмерном охлаждении двигатель также теряет мощность, ухудшается его экономичность и возрастает изнашивание.

Для принудительного и регулируемого отвода теплоты в двигателях автомобилей применяют два типа системы охлаждения (рисунок 1). Тип системы охлаждения определяется теплоносителем (рабочим веществом), используемым для охлаждения двигателя.

Рисунок 1 – Типы систем охлаждения

Применение в двигателях различных систем охлаждения зависит от типа и назначения двигателя, его мощности и класса автомобиля.

Жидкостная система охлаждения

В жидкостной системе охлаждения используются специальные охлаждающие жидкости -- антифризы различных марок, имеющие температуру загустевания - 40 °С и ниже. Антифризы содержат антикоррозионные и антивспенивающие присадки, исключающие образование накипи. Они очень ядовиты и требуют осторожного обращения. По сравнению с водой антифризы имеют меньшую теплоемкость и поэтому отводят теплоту от стенок цилиндров двигателя менее интенсивно.

Так, при охлаждении антифризом температура стенок цилиндров на 15...20°С выше, чем при охлаждении водой. Это ускоряет прогрев двигателя и уменьшает изнашивание цилиндров, но в летнее время может привести к перегреву двигателя.

Оптимальным температурным режимом двигателя при жидкостной системе охлаждения считается такой, при котором температура охлаждающей жидкости в двигателе составляет 80 ...100 °С на всех режимах работы двигателя.

Это возможно при условии, что с охлаждающей жидкостью уносится в окружающую среду 25...35 % теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя. При этом в бензиновых двигателях величина отводимой теплоты больше, чем в дизелях.

На рисунке 2 приведена диаграмма распределения теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателей автомобилей при жидкостной системе охлаждения.

Рисунок 2 – Диаграмма распределения теплоты

Из диаграммы следует, что в механическую работу преобразуется 20...35% теплоты, уносится с отработавшими газами 35...40%, теряется на трение 5 % и уносится с охлаждающей жидкостью 25...35 % теплоты.

По сравнению с воздушной жидкостная система охлаждения более эффективная, менее шумная, обеспечивает меньшую среднюю температуру деталей двигателя, улучшение наполнения цилиндров горючей смесью и более легкий пуск двигателя при низких температурах, а также использование жидкости для подогрева горючей смеси и отопления салона кузова автомобиля. Однако в системе возможно подтекание охлаждающей жидкости и имеется вероятность переохлаждения двигателя в зимнее время.

В двигателях автомобилей жидкостная система охлаждения получила наиболее широкое распространение.

Воздушная система охлаждения

В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Для более интенсивного отвода теплоты от цилиндров и головок цилиндров они выполнены с оребрением. Вентилятор у V-образного двигателя установлен в развале между цилиндр

принцип работы, преимущества и недостатки

Большинство автолюбителей знакомо лишь с традиционными типами двигателей с жидкостной СОД. А ведь существуют и моторы, где используется воздушное охлаждение двигателя, и это не только ЗАЗ 968. Давайте подробно рассмотрим устройство, принцип действия воздушной системы охлаждения, а также недостатки и преимущества такого решения. Эта информация будет полезна для каждого автолюбителя.

Назначение

В процессе работы ДВС температуры в камере сгорания могут достигать 2000 градусов. Если не будет надежной системы охлаждения, повысится расход масла и горючего. Перегрев приведет к быстрому износу и поломке двигателя.

почему включается вентилятор

Если мотор не будет достаточно прогреваться, это также будет на нем негативно сказываться. Если наблюдается переохлаждение, это грозит снижением мощности, интенсивным износу, повышенным расходом горючего.

Более того, в большинстве современных автомобилей, кроме основных задач, данная система выполняет и второстепенные функции. Первым делом это обеспечение работы отопителя. Также система призвана охлаждать не только сам двигатель, но и масло, жидкость в автоматической коробке передач. Иногда она действует и на дроссельный узел вместе с впускным коллектором.

В современной системе (будь то жидкостное или воздушное охлаждение двигателя) рассеивается до 35 процентов тепла, произведенного в результате горения топливо-воздушной смеси.

Устройство и принцип действия

В воздушной системе самым главным является воздушный поток. При помощи воздуха тепло отводится от камер сгорания, ГБЦ, масляных радиаторов. Система представляет собой вентилятор, охладительные ребра в цилиндрах и на ГБЦ. Также в устройстве имеется съемный кожух, дефлекторы и решение для контроля за работой системы. Вентилятор системы охлаждения двигателя оснащен сеткой для защиты лопастей от попадания посторонних предметов.

Дополнительные ребра позволяют увеличить площадь поверхности, которая контактирует с воздухом. За счет этого воздушное охлаждение двигателя эффективно справляется со своей задачей.

Поток воздуха при работе двигателя в принудительном порядке подается к мотору при помощи лопастей вентилятора – они преимущественно изготовлены из алюминия. Не нужно объяснять, наверное, почему включается вентилятора охлаждения на холодном двигателе. Воздушный поток проходит между ребрами, а затем равномерно разделяется за счет дефлекторов и проходит через все горячие детали двигателя. Таким образом, мотор не нагревается чрезмерно.

почему включается вентилятор охлаждения на холодном

Вентилятор подает в систему охлаждения поток воздуха объемом 30 кубических метров в минуту. Этого достаточно для обеспечения нормальной работы мотора с невысокой мощностью и небольшим объемом.

Как устроен вентилятор?

Данный узел является основным в воздушном охлаждении двигателя. Главная деталь – это ротор вентилятора. Чтобы оптимизировать воздушный поток, форму и конструкцию элементов тщательно просчитали инженеры.

Вентилятор представляет собой направляющий диффузор и ротор, оснащенный восемью лопатками, расположенными радиально. Диффузор обладает своими лопастями – они имеют переменное сечение. Главная их задача – создать направленный воздушный поток. Они сделаны неподвижными и равномерно распределены по окружности.

Лопасти на направляющем аппарате призваны менять направление потока воздуха – воздушный поток движется в сторону, которая противоположна вращению ротора. Это повышает давление воздуха и улучшает охлаждение двигателя.

Вентилятор на ранних конструкциях приводился в движение от шкива коленчатого вала с помощью приводного ремня. Направляющее устройство неподвижно и закреплено на блоке двигателя. В более современных четырехтактных двигателях воздушного охлаждения вентилятор приводится в действия за счет электродвигателя. Но таких моделей мало.

Естественная система воздушного охлаждения

Это считается наиболее простым решением. На внешней поверхности блока двигателя установлены специальные ребра, через которые и отдается максимальное количество тепла. Данную систему можно встретить на мотоциклах, различных мопедах и скутерах, поршневых моторах самого разного назначения.

Преимущества

Главное среди всех прочих преимуществ воздушного охлаждения двигателя – это простота конструкции. В системе отсутствует помпа, радиатор, термостат, патрубки и хомуты, трубки подвода и оттока антифриза.

Второе важное преимущество – высокая ремонтопригодность. Например, в тракторных силовых агрегатах имеются индивидуальные цилиндры. Если случилась поломка, то при необходимости можно заменить цилиндр или устранить неисправность. В двигателях с жидкостным охлаждением в случае повреждения какого-либо из цилиндров придется менять блок полностью либо выпрессовывать гильзы.

Для примера не стоит далеко ходить. Возьмем двигатель Tatra T815. Это мотор с воздушным охлаждением. Головки блока здесь сделаны раздельными. В случае необходимости ремонта не нужно снимать ГБЦ полностью. Даже очень серьезные работы по ремонту можно производить без демонтажа блока двигателя.

Двигатели, оснащенные воздушным охлаждением, более ресурсные. Если в моторе с жидкостной системой повредятся патрубки или ослабятся хомуты, то агрегат эксплуатировать нельзя, так как охлаждающая жидкость уйдет. Также существует опасность выброса горячей жидкости из системы. Всех этих недостатков лишены воздушные системы.

почему включается вентилятор на холодном двигателе

Даже серьезные повреждения охлаждаемой поверхности на блоке двигателя или ГБЦ не смогут помешать дальнейшему использованию мотора. Это очень большой плюс. Кроме того, двигателю нужно значительно меньше времени для выхода в рабочий режим – нет необходимости в прогреве жидкости, что актуально зимой. Все это обуславливает значительно меньшие затраты на обслуживание и эксплуатацию подобных силовых агрегатов.

Недостатки

Не обошлось и без недостатков. Прежде чем приобрести авто, оснащенный подобной системой охлаждения, следует знать основные минусы данных решений.

Так, работа двигателя сопровождается непомерно громким шумом. Шум этот создает работающий вентилятор. Еще один минус – это размеры, так как мотор комплектуется обдувающими устройствами. Даже при современных темпах развития технологий, воздушные потоки неравномерно направлены, а значит, есть риск локальных перегревов. Двигатели такого типа очень чувствительны к качеству бензина, масла, предъявляются высокие требования к состоянию основных деталей в моторе.

Но автомобили с такой системой прочно заняли свое место в автомобилестроении. Этими силовыми агрегатами оснащают грузовые авто, есть несколько легковых моделей. На воздушном охлаждении работает сельскохозяйственная и военная техника, некоторые дизельные двигатели.

почему вентилятор охлаждения на холодном двигателе

Популярные мифы

Первым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Он полностью подорвал доверие отечественного водителя к такой системе. Часто автовладельцы жаловались на сильные перегревы, недостаточную мощность и частые выходы из строя. При этом немецкий «Жук» с примерно такой же системой пользовался большой популярностью, спрос на него был очень хороший.

Давайте, основываясь на характеристиках немецкого автопрома, подробно рассмотрим и разрушим популярные мифы, которые преследуют двигатели такой конструкции.

ДВО проигрывает жидкостной системе за счет перегревов

Это не истина в последней инстанции. На самом деле температурные характеристики, наоборот, следует считать преимуществом. Естественно, за счет пониженной теплопроводности воздух просто не сможет так быстро отводить тепло, как в системах с антифризом.

почему вентилятор на холодном двигателе

Но разница между температурой на цилиндрах и температурой внешних сред значительно больше, чем между жидкостью и стенками блока и ГБЦ. Погода в меньшей степени способна влиять на температурный режим охлаждения. Двигатели с жидкостной системой имеют повышенный риск перегрева летом. Особенно это актуально в жаркий знойный день. Также владельцы могут столкнуться с проблемой, почему включается вентилятор охлаждения на холодном двигателе. В «воздушниках» такого нет.

Габариты

Выше среди недостатков мы выделили пункт о габаритах. Если сравнить между собой размеры моторов с разными типами охлаждения и прочими одинаковыми характеристиками, то преимущество все равно будет за «воздушником».

Даже несмотря на то, что вентилятор и дефлектор – это достаточно громоздкие устройства, параметры «воздушника» меньше, чем в варианте с жидкостным охлаждением.

Кроме того, для размещения традиционной водяной системы нужно больше пространства под капотом, чтобы разместить дополнительное оборудование. На кузове установлен немаленький радиатор с вентилятором. Немало места занимают шланги и патрубки.

«Воздушники» проигрывают в надежности

Статистика показывает, что в одном из пяти случаев отказа мотора виной является жидкостное охлаждение. Причина здесь в следующих деталях – термостат, радиатор, помпа. Даже самый современный двигатель воздушного охлаждения Tatra образца 89 года более надежен, чем мотор нового «Поло-Седан» или «Соляриса».

Что же касается «воздушников», то вероятность поломки значительно ниже, так как конструкция намного проще – только вентилятор и дефлектор.

«Воздушники» громкие

А вот это правда. Но даже огромный самосвал «Татра» не ревет, мотор просто более шумный. В особенностях конструкции не предусмотрено каких-либо эффективных звукопоглощающих систем. В жидкостных двигателях такие системы есть. Кроме того, шум усиливается за счет прохождения воздушных потоков через ребра цилиндров и головок.

почему включается вентилятор охлаждения на двигателе

Типичные неисправности

При всей надежности воздушных систем, поломки случаются и здесь. Одна из популярных неисправностей – это электроника. В системе имеется датчик температуры. Для тех, кто не знает, где находится датчик температуры двигателя: он расположен в масляном поддоне. В результате завышенных показаний данного датчика система может дать сбой.

Если на панели приборов загорелась лампа неисправности, то чаще всего причина заключается в обрыве ремня. Реже всего диагностируются проблемы, связанные с термостатом.

Особенности выбора масла

Есть мнение, что нужно использовать специальное масло для двигателей с воздушным охлаждением. И это так. Дело в том, что температура нагрузки на детали поршневой группы в двигателях с воздушным охлаждением значительно выше, чем у агрегатов с водяным.

В основе этих специальных масел чаще всего лежат полиальфаолефиновые масла грубой очистки на базе минеральной или синтетической природы. К этому комплексу применен комплект присадок, обеспечивающих надежную защиту двигателя, противостоящих залеганию колец, улучшающих энергосбережение. В любых маслах уже имеются добавки, которые эффективно защищают агрегат от заклинивания за счет устойчивой базовой формулы.

О ремонте и обслуживании

Для эксплуатации данных двигателей владелец должен немного понимать принцип работы системы и знать, где находится датчик температуры двигателя. В остальном, это надежная охлаждающая система, аналогов по простоте устройства которой нет. Не нужно раз в два года менять антифриз, не нужно использовать герметик для устранения течей, периодически менять помпу. И таких «не нужно» достаточно много.

почему включается вентилятор охлаждения на холодном двигателе

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель с воздушным охлаждением. Как видите, это весьма надежные агрегаты. Однако, как показывает статистика, серийных авто с такими ДВС очень мало. В большинстве автопроизводители практикуют классическое жидкостное охлаждение двигателя. Воздушное можно встретить разве что на некоторых грузовиках и на скутерах.

90000 Engine cooling system: device, operating principle, malfunctions 90001 90002 The engine cooling system is one of the mostits important elements. Without it, the high temperatures that occur when the fuel mixture burns, simply will not allow it to work. What are the components of the cooling system, and what are the main problems? 90003 90002 90005 The device and the principle of operation 90006 90003 90002 First, we'll deal with the device. The modern system of cooling the car, more precisely, the car engine, supports the necessary operating mode with the help of a special coolant that circulates through the water jacket - special cavities in the cylinder block.In addition to the shirt, the cooling system includes: a radiator, a thermostat, a liquid pump, branch pipes, a fan, a filler neck. The radiator is a device that cools the fluid by the counter flow of air pumped by the fan. Thermostat - a valve device that regulates the circulation of cooling liquid in the cooling system. The pump and the fan are usually driven by drive belts. This is the way the liquid engine cooling system is used on most modern cars. 90003 90002 How does the engine cooling system work? During start-up, the thermostat valve is in the closed position, which allows the liquid to circulate through the so-called small circle - the pump drives it only by the water jacket.When the engine warms up and the fluid temperature reaches 80-95 degrees Celsius (depending on the engine model), the thermostat valve opens and the fluid enters the radiator from the cylinder head. This mode of circulation is called a large circle. Passing through the radiator, the liquid cools and gets to the pump. So the engine cooling system maintains its normal operating mode. 90003 90002 90005 Malfunctions 90006 90003 90002 Now about the malfunctions. They can be caused by both the natural wear and tear of individual components during operation, and by untimely maintenance.For example, overheating of the engine can occur due to the wear of the thermostat valve (it starts to open with a delay or very early), and because the radiator hoods are clogged with dirt. What must be done to prevent premature repair of the engine cooling system? 90003 90002 First of all, regularly inspect the engine andkeep it clean. Pay attention to the level of coolant in the expansion tank. If it has decreased, check the tightness of the pipes connecting the radiator with the water jacket.It is possible that they flow. The place of leakage can be sealed with a sealant, but it's better not to regret money and buy a normal collar. On the loss of tightness of the system can also indicate the boiling of the liquid at a temperature above 105 ° C. As for the radiator, it is recommended to clean it regularly from dirt, rinse the tubing with clean water when clogging, lubricate the curtain shutters with graphite grease. Overheating of the engine in the summer can be caused by a malfunction of the pump or fan.As for these components, always check the tension of the drive belt and, if necessary, adjust it. 90003 90002 Also pay attention to the coolant. Since antifreeze is required to be diluted in a certain proportion with water, watch for the water that you are adding. In no case should you fill the system with tap water. This will speed up the formation of scale in the system. Dilute the antifreeze with distilled water only! Also, experts recommend adding a special anti-corrosion additive to the coolant to reduce the corrosive effect of water on the engine.If the scum does occur (you can see it when cleaning the radiator), then do chemical cleaning. For this purpose, there are special drugs. Scale can also occur in the area of ​​the drain hole - in this case it is necessary to clean it with a wire and then blow it out with compressed air. 90003 p >> .90000 Heating and Cooling System Basics: Tips and Guidelines 90001 90002 Most of us take heating and cooling for granted. We expect our heating systems to keep us warm during the winter, and we depend on air-conditioning to keep us cool during the summer. 90003 90002 When the house is cold in winter or hot in summer, the natural reaction is to call for professional service. Fortunately, there is an alternative. You can cut service costs drastically and keep your heating and cooling systems working efficiently by doing some maintenance and quick fixes yourself.But first, it's important to know how the basics of how heating and cooling systems function. 90003 90006 How Heating and Cooling Systems Work 90007 90002 All climate-control devices or systems have three basic components: a source of warmed or cooled air, a means of distributing the air to the rooms being heated or cooled, and a control used to regulate the system (e.g., thermostat). The sources of warm air, such as a furnace, and cool air, such as an air conditioner, in a house often use the same distribution and control systems.If your house has central air conditioning, cool air probably flows through the same ducts that heat does and is regulated by the same thermostat. When a heating or cooling system malfunctions, any of these three basic components may be causing the problem. 90003 90002 Both heating and air conditioning work on the principle that heat always moves from a warm object to a cooler one, just as water flows from a higher to a lower level. Furnaces and heaters put heat into the air to make your home warmer; air conditioners remove heat to make your home cooler.90003 90002 All heating and cooling units burn fuel. Air conditioners use electricity. Most home heating systems use gas or fuel oil; other systems use electricity. The heat pump - an electrically powered climate control unit - both heats and cools air. In summer it extracts heat from the air inside your home. In winter it pulls heat from the air outside and uses this heat to warm the air inside. 90003 90002 When the furnace is turned on, it consumes the fuel that powers it, whether it be gas, oil, or electricity.As fuel is burned, heat is produced and channeled to the living areas of your home through ducts, pipes, or wires and then is blown out of registers, radiators, or heating panels. Older systems use the heat they produce to heat water, which in turn heats the air in your home. These systems use a boiler to store and heat the water supply, which is then circulated as hot water through pipes embedded in the wall, floor, or ceiling. 90003 90002 When an air conditioner is turned on, electrical power is used to cool a gas in a coil to its liquid state.Warm air in your home is cooled by contact with the cooling coil, and this cooled air is channeled to the rooms of your home through ducts and out registers or - in the case of room air conditioners - directly from the unit itself. 90003 90002 In the next section, we'll review the different distribution systems used for heating and cooling the home. 90003 .90000 Heating and Cooling Distribution Systems - Heating and Cooling System Basics: Tips and Guidelines 90001 90002 Once air is warmed or cooled at the heat / cold source, it must be distributed to the various rooms of your home. This can be accomplished with the forced-air, gravity, or radiant systems explained below. 90003 90004 Forced-Air Systems 90005 90002 A forced-air system distributes the heat produced by the furnace or the coolness produced by a central air conditioner through an electrically powered fan, called a blower, which forces the air through a system of metal ducts to the rooms in your home.As the warm air from the furnace flows into the rooms, colder air in the rooms flows down through another set of ducts, called the cold air return system, to the furnace to be warmed. This system is adjustable: You can increase or decrease the amount of air flowing through your home. Central air conditioning systems use the same forced-air system, including the blower, to distribute cool air to the rooms and to bring warmer air back to be cooled. 90003 90002 Problems with forced-air systems usually involve blower malfunctions.The blower may also be noisy, and it adds the cost of electrical power to the cost of furnace fuel. But because it employs a blower, a forced-air system is an effective way to channel airborne heat or cool air throughout a house. 90003 90004 Gravity Systems 90005 90002 Gravity systems are based on the principle that hot air rises and cold air sinks. Gravity systems, therefore, can not be used to distribute cool air from an air conditioner. In a gravity system, the furnace is located near or below the floor.The warmed air rises and flows through ducts to registers in the floor throughout the house. If the furnace is located on the main floor of the house, the heat registers are usually positioned high on the walls because the registers must always be higher than the furnace. The warmed air rises toward the ceiling. As the air cools, it sinks, enters the return air ducts, and flows back to the furnace to be reheated. 90003 90002 Another basic distribution system for heating is the radiant system.The heat source is usually hot water, which is heated by the furnace and circulated through pipes embedded in the wall, floor, or ceiling. 90003 90004 Radiant Systems 90005 90002 Radiant systems function by warming the walls, floors, or ceilings of rooms or, more commonly, by warming radiators in the rooms. These objects then warm the air in the room. Some systems use electric heating panels to generate heat, which is radiated into rooms. Like gravity wall heaters, these panels are usually installed in warm climates or where electricity is relatively inexpensive.Radiant systems can not be used to distribute cool air from an air conditioner. 90003 90002 Radiators and convectors, the most common means of radiant heat distribution in older homes, are used with hot water heating systems. These systems may depend on gravity or on a circulator pump to circulate heated water from the boiler to the radiators or convectors. A system that uses a pump, or circulator, is called a hydronic system. 90003 90002 Modern radiant heating systems are often built into houses constructed on a concrete slab foundation.A network of hot water pipes is laid under the surface of the concrete slab. When the concrete is warmed by the pipes, it warms the air that contacts the floor surface. The slab need not get very hot; it will eventually contact and heat the air throughout the house. 90003 90002 Radiant systems - especially when they depend on gravity - are prone to several problems. The pipes used to distribute the heated water can become clogged with mineral deposits or become slanted at the wrong angle.The boiler in which water is heated at the heat source may also malfunction. Hot water systems are seldom installed in new homes. 90003 90002 In the next section, learn how the thermostat and other controls are used to maintain the indoor climate created by your heating and cooling systems. 90003 .90000 Cooling Systems | IPIECA 90001 90002 90003 Topic last reviewed: 90004 1 February 2014 90005 90002 90003 Sectors: 90004 Downstream, Midstream, Upstream 90005 90002 A cooling system is used to reject heat from a process or plant. There are many types of cooling systems available that are used in the oil and gas industry. To best optimize the efficiency of a cooling system, a "systems approach" should be used to identify potential savings and performance enhancement. This approach looks at the entire cooling system, including the pumps, motors, fans, nozzles, fill, drift losses, evaporative losses, blow down, makeup rate, chemicals, flow rates, temperatures, pressure drop, as well as operating and maintenance practices .By focusing on the whole system as opposed to just individual components, the system can be configured to avoid inefficiencies and energy losses. Cooling systems do not operate under one condition all the time and system loads vary according to cyclical demands, environmental conditions, and changes in process requirements. 90005 90002 In order to determine whether efficiency gains in a cooling system may be achieved, one should understand the types of systems and their strengths and shortfalls.Cooling systems are available in many types of design and construction, each with its advantages and limitations. In general, all cooling systems will utilize a combination of several of these design features. The main cooling system principles are: 90005 90002 Open or closed system, designates whether the coolant is allowed to contact the environment or not. 90005 90002 90003 Open systems 90004 - process medium is in contact with the environment. Only applied to a wet system but may be a once through or recirculated design.90005 90020 90021 Forced and natural draft cooling towers, cross flow towers (water / air) 90022 90021 Cooling ponds use evaporation to discharge heat, prior to reuse in the process. 90022 90021 Some systems such as a wet surface air cooler combine open and closed design. 90022 90027 90002 Closed systems - process media is inside tubes or heat exchanger and is not in contact with the environment. May be a wet or dry system and may be a once through or recirculated design 90029 1 90030.90005 90020 90021 Heat exchangers of the shell & tube or plate & frame type 90022 90021 Tubed fan cooler - fluid in tubes, air blowing over the tubes for cooling 90022 90027 90002 Once through or recirculated design. Designates whether the primary coolant is returned to its original source or returned to the process for reuse. A direct cooling system may contain one of these design features whereas an indirect system may contain both. 90005 90002 90003 Once through 90004 - coolant passes through heat exchanger once before returning to its source.90005 90020 90021 River / lake / ocean / sea to process and return back to source. 90022 90021 This is the easiest and most efficient system to use although high discharge temperatures must fall within permissible limits. 90022 90021 Sensitive to fouling, scale, corrosion, and fish intake. Uses large amount of water and risks putting additives into water source. 90022 90027 90002 90003 Recirculated 90004 - primary coolant is reused whereby heat is absorbed in one exchanger and then transferred to a second coolant in secondary exchanger.90005 90020 90021 Eliminates environmental impacts to water supply 90022 90027 90002 Direct or indirect systems, also known as primary and secondary systems. This term indicates where the primary process media is discharging heat directly to the environment or to a secondary media. 90005 90002 90003 Direct 90004 - system with one heat exchanger or cooling tower, and only the process media and a coolant. 90005 90002 90003 Indirect 90004 - there are at least two heat exchangers, and a closed secondary coolant between the process media and the primary coolant.Indirect cooling systems are applied where leakage of process substances into the environment must be strictly avoided 90029 2 90030. 90005 90020 90021 Efficiency is not as high as direct due to extra heat exchanger stage 90022 90021 Common in nuclear plants or with hazardous chemicals 90022 90027 90002 Wet or dry cooling system, refers to whether or not cooling water or ambient air is used as primary cooling media. 90005 90002 90003 Dry 90004 - uses forced air over tubing with fluid process media 90005 90020 90021 Only applied to closed systems 90022 90021 Typical in areas without cooling water source available 90022 90021 Tubed fan coils Fin / fan coolers - fluid in tubes, air blowing over the tubes for cooling 90022 90027 90002 Wet - involves either the use of the process fluid being cooled with air in an open cooling tower, or being cooled by water in a closed heat exchanger.90005 90020 90021 Cooling towers - Evaporative heat transfer. Include cross-flow cooling towers, hyperbolic towers. The fluid to be cooled is in contact with cooling air flow and there are some evaporative losses. 90022 90021 Shell and tube or plate and frame heat exchangers 90022 90027 90002 The type of cooling system chosen may also reduce or eliminate environmental impacts. An air / water cooling tower may be used instead of a once through cooling system to minimize water usage or thermal water pollution.Or a fin fan cooler could reduce a plant's water consumption especially in dry locations. The air and water permits will generally specify certain design features such as the type of cooling system, maximum permissible withdrawal volume & discharge temperature for once through systems, cooling tower drift rate, and other permits may specify water consumptive use, cooling water discharge temperature, noise levels, etc. 90005 90002 When selecting a cooling system, a Best Available Technologies (BAT) evaluation should be performed, (this is also referred to as Best Available Techniques) 3.BAT evaluation includes an integrated examination of the heat flows within the plant, as improving plant efficiency and reducing heat rejection demands directly reduces the demands on the cooling system. 90005 90104 Application of Technology 90105 90002 Efficiency gains are available with each cooling system design. New systems have the most potential for optimization using the latest technology, although existing systems have potential as well but will generally be limited by layout and construction issues.The type of cooling system selected requires extensive evaluation at the design stage of a project using many design inputs including costs, layout and size, water availability, energy consumption, energy efficiency, ambient conditions, seasons and weather, and many others depending on the project . Annual variations in local water and air temperatures have the largest influence on the efficiency of the cooling system. System efficiency is a function of the costs of the energy and resource input needed to operate the system vs the amount of cooling achieved.Electricity is used to operate fans and pumps, and other costs incurred include make up water costs as well as regulatory costs and penalties. 90005 90002 90003 Cooling towers 90004 - Wet evaporative systems are limited by the wet bulb air temperature and dry systems are limited by the dry bulb air temperature both which fluctuate throughout the year. These limitations may cause a plant to run at reduced capacity or run at lower cooling efficiency. Cooling capacity may be increased by adding additional cooling cells or by correcting design sizing errors.90005 90002 90003 Fans and pumps 90004 - Fans, blowers, and pumps may be idled or slowed during times of favorable weather conditions or low plant load to reduce energy consumption Variable Speed ​​Drives (VSDs; also called Adjustable Speed ​​Drives, or ASDs) are commonly used on fan, blower and pump motors because they greatly improve cooling system energy efficiency at partial loads, relative to continual operation. A simple treatment using affinity laws suggests that halving the speed of a pump or fan will reduce its energy demand by 7 / 8ths.Once through systems - These systems may be subject to cost penalties due to heat rejection limit violations. Alternatively they may experience reduced cooling capability due to low water levels or by avoiding discharge temperature penalties, which leads to lower plant efficiency and capacity. 90005 90002 90003 Automation 90004 - Modern controls offer ways to improve efficiency by continuous monitoring of key system parameters with automated adjustments to pumps and fans. 90005 90002 90003 Cooling medium temperature 90004 - The efficiency of cooling systems depends on the temperature of the medium to which the heat is being expelled.Cooler mediums are easier to transfer heat to, so less cooling medium flow is necessary, reducing pumping / blowing energy demands. In many cases, the temperature of water sources is lower than the surrounding air temperature, so using water-based cooling systems can be more energy efficient. 90005 90002 90003 Exchanger approach temperature 90004 - The temperature difference between the cooled working fluid (as it leaves the cooler) and the incoming cooling medium is called the approach temperature4.It is important for designers to not specify approach temperatures any smaller than required, as smaller approach temperatures require greater cooling capacity (e.g. larger cooling equipment, higher flow rates). Water cooled systems tend to have smaller approach temperatures than air cooled systems, because it is easier to reject heat into water than air. Hence water-cooled systems may be preferable in situations where small approach temperatures are needed, both in terms of cost and energy efficiency.90005 90002 90003 Offshore cooling systems 90004 - Cooling systems on offshore facilities often use seawater as the cooling medium, given its plentiful availability and low, steady temperature. Such systems, however, must resist corrosion from this salt water. 90005 90104 Technology maturity 90105 90134 90135 90136 90137 90003 Commercially available ?: 90004 90140 90137 Yes 90140 90143 90136 90137 90003 Offshore viability: 90004 90140 90137 Yes 90140 90143 90136 90137 90003 Brownfield retrofit ?: 90004 90140 90137 Yes 90140 90143 90136 90137 90003 Years experience in the industry: 90004 90140 90137 21+ 90140 90143 90168 90169 90104 Key metrics 90105 90134 90135 90136 90137 90003 Range of application: 90004 90140 90137 Upstream and downstream, LNG compression, gas reinjection, gas lift, cooling hydrocarbon gas and lube oil, production, refineries, power stations, and transportation 90140 90143 90136 90137 90003 Efficiency: 90004 90140 90137 Efficiency can be measured by power consumption for pumps and fans as well as make up water, and chemical treatment usage rates.Return process fluid temperature dictates effectiveness 90140 90143 90136 90137 90003 Guideline capital costs: 90004 90140 90137 Heat exchangers, cooling tower, controls, connections, controls, inlet and outlet piping, inlet filters, instruments, valves, fans, pumps, tanks, chemicals, redundancy, as well as installation, start-up and commissioning expenses. Wide range of costs from $ 50,000 to $ 1M +. 90140 90143 90136 90137 90003 Guideline operational costs: 90004 90140 90137 Includes routine maintenance like cleaning of tubes and plates, repairing leaks, rebuilding pumps, cooling towers fill replacement.Additional costs or lost revenue are related to plant outage time while equipment is off line. Operational costs include power for pumps, fans, and controls, and water treatment chemicals 90140 90143 90136 90137 90003 GHG reduction potential: 90004 90140 90137 Increasing the efficiency of cooling systems reduces the amount of energy consumed, resulting in a reduction of GHG emissions 90140 90143 90136 90137 90003 Time to perform engineering and installation: 90004 90140 90137 1-24 months 90140 90143 90136 90137 90003 Typical scope of work description: 90004 90140 90137 90228 Cooling systems are used in a large variety of applications and locations.A typical project will consider the use of cooling systems during initial project planning, determine operating conditions, and evaluate site conditions, environment, layout, available water, power consumption, operation, applicable regulations, in addition to energy efficiency before selecting a type of cooling system. Existing systems with worn or outdated equipment may be improved by looking at new technology that operates more efficiently after performing a complete system assessment. 90140 90143 90168 90169 90134 90135 90136 90137 90003 Technical: 90004 90140 90137 Optimization of primary process first, heat reuse 90228 Range of system operation, flows and temperatures 90228 Availability of water for cooling 90228 Water temperature, air dry and wet bulb temperatures 90228 Permitting related to water, land, emissions 90228 Land space available, site location , orientation 90228 Power, water, noise and chemical consumption 90140 90143 90136 90137 90003 Operational: 90004 90140 90137 System complexity 90228 Level of automation 90228 Reliability 90228 Maintenance needs 90140 90143 90136 90137 90003 Commercial: 90004 90140 90137 Parasitic power demands 90228 Land costs 90228 Equipment costs 90140 90143 90136 90137 90003 Environmental: 90004 90140 90137 Water resources and availability 90228 Protection of aquatic organisms at water intake 90228 Discharge temperatures '90228 Chemical substances to water 90228 Leakage and biological risks 90228 Fish impact study may be needed 90228 Plume abatement 90228 Dredging associated with the installation of the withdrawal pipelines 90228 Permitting requirements 90228 Noise requirements 90140 90143 90168 90169 90104 Alternative technologies 90105 90002 Optimization of the primary process design and control modifications will save energy on the front end and may avoid or reduce the need for cooling systems.By decreasing the amount of non-recoverable heat to be rejected to the environment, a plant can reduce its need for cooling systems and increase overall plant efficiency. Adding variable flow fans and pumps will allow scalable operation and improve efficiency of a cooling system. 90005 90104 Operational issues / risks 90105 90002 Cooling systems require regular cleaning, maintenance, and scheduled overhauls to operate at high efficiency. This can range from simple preventative maintenance activities (i.e. flushing) to repairs that require the tube bundle to be removed from the heat exchanger shell for cleaning or even replacing entire cooling towers. This down time should also be taken into consideration when sizing the heat exchangers. 90005 90002 If cooling demand increases or was underestimate at installation, a cooling system must be derated or extra capacity should be added by increasing heat transfer surface area and pumping capacity. 90228 Different cooling systems may operate at high pressures and temperatures or with hazardous fluids and adequate operating procedures must be followed to avoid personnel risks and system outages.90005 90002 Some cooling systems such as cooling towers have a narrow range of operating BEP and may run less efficiently at higher and lower flows versus nominal flow rates. 90005 90104 Opportunities / business case 90105 90002 Many cooling system designs are available. Some can be customized for specific applications as well as standard designs that are available with minimal lead time at lower costs. Several reasons to upgrade or add cooling systems are listed below: 90005 90020 90021 Upgrade existing equipment to newer more efficient designs 90022 90021 Right sizing of equipment due to initial over or under design 90022 90021 New systems needed due to regulatory changes, water use and effluent temperatures 90022 90021 Reduction of energy usage, make up water, GHGs, and emissions 90022 90021 Replace existing equipment due to wear and tear, and lower efficiency 90022 90021 Additional cooling capacity due to increase in plant output 90022 90027 90104 Industry case studies 90105 90002 90003 Automatic Disc Filter Keeps University's Cooling Water Clean 90004 90005 90002 This study looks at an application of an automatic filtration system to a cross-flow cooling tower to removed particulate and control contamination levels.Most cooling towers should have some type of water treatment system to add corrosion inhibitors, adjust Ph, and anti-fouling treatments to the cooling water as well as a water blow down system. But despite those measures, cooling towers will capture particles from the air which end up in the cooling tower basin and leads to corrosion problems, reduced cooling efficiency, and downtime. Particle buildup creates an opportunity for algae and other biological growth to occur. 90005 90002 An array of disc filters were added to the system to pull water out of the cooling tower basins, filter it, and return it to the system.The system features an automatic back flushing feature to keep filters clean and reduce maintenance. The filter system lowers the plants water consumption due to basin blowdown and reduces the use of water treatment chemicals. This type of cooling tower is very common to power plant cooling systems and many other applications. And the filtration of basin water is an often overlooked feature in cooling system design. Although the additional equipment adds some new O & M costs, the filter system lowers the risk of reduced heat transfer capacity, increases plant efficiency for increased and reduces overall cooling system O & M costs.90005 90002 Source: http://www.millerleaman.com/files/products/documents/tdgeorgiacollegecoolingtowercasestudy.pdf 90005 90332 90104 References: 90105 90335 90021 HydroThrift Corp., Closed-Loop Cooling Systems 101, 2002. (Retrieved 3 February 2014 року) 90022 90021 Thermopedia, Heat Exchangers. (Retrieved 3 February 2014 року) 90022 90021 Reference Document on the application of Best Available Techniques to Industrial Cooling Systems, Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC), European Commission.90022 90021 Thulukkanam, K, Heat Exchanger Design Handbook, 2013. (Retrieved 3 February 2014 року) 90022 90344.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о