Жидкостная система охлаждения двигателя принцип работы: Схема, устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя

ᐉ Система охлаждения двигателя. Устройство системы охлаждения

Система охлаждения — это совокупность устройств, обеспечивающих принудительный отвод теплоты от нагревающихся деталей двигателя.

Потребность в системах охлаждения для современных двигателей вызвана тем, что естественное рассеивание теплоты наружными поверхностями двигателя и теплоотвод в циркулирующее моторное масло не обеспечивают оптимального температурного режима работы двигателя и некоторых его систем. Перегрев двигателя связан с ухудшением процесса наполнения цилиндров свежим зарядом, пригоранием масла, увеличением потерь на трение и даже заклиниванием поршня. На бензиновых двигателях возникает также опасность калильного зажигания (не от искры свечи, а вследствие высокой температуры камеры сгорания).

Система охлаждения должна обеспечивать автоматическое поддержание оптимального теплового режима двигателя на всех скоростных и нагрузочных режимах его работы при температуре окружающего воздуха -45…+45 °С, быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры, минимальный расход мощности на приведение в действие агрегатов системы, малую массу и небольшие габаритные размеры, эксплуатационную надежность, определяемую сроком службы, простотой и удобством обслуживания и ремонта.

На современных колесных и гусеничных машинах применяются воздушная и жидкостная системы охлаждения.

При использовании воздушной системы охлаждения (рис. а) теплота от головки и блока цилиндров передается непосредственно обдувающему их воздуху. Через воздушную рубашку, образов ванную кожухом 3, охлаждающий воздух прогоняется с помощью вентилятора 2, приводимого в действие от коленчатого вала с использованием ременной передачи. Для улучшения теплоотвода цилиндры 5 и их головки снабжены ребрами 4. Интенсивность охлаждения регулируется специальными воздушными заслонками 6, управляемыми автоматически с помощью воздушных термостатов.

Большинство современных двигателей имеет жидкостную систему охлаждения (рис. б). В систему входят рубашки охлаждения 11 и 13 соответственно головки и блока цилиндров, радиатор 18, верхний 8 и нижний 16 соединительные патрубки со шлангами 7 и 15, жидкостный насос 14, распределительная труба 72, термостат 9, расширительный (компенсационный) бачок 10 и вентилятор 77. В рубашке охлаждения, радиаторе и патрубках находится охлаждающая жидкость (вода или антифриз — незамерзающая жидкость).

Рис. Схемы воздушной (а) и жидкостной (б) систем охлаждения двигателя:
1 — ременная передача; 2, 17 — вентиляторы; 3 — кожух; 4 — ребра цилиндра; 5 — цилиндр; 6 — воздушная заслонка; 7, 15 — шланги; 8, 16 — верхний и нижний соединительные патрубки; 9 — термостат; 10 — расширительный бачок; 77, — рубашки охлаждения головки и блока цилиндров; 12 — распределительная труба; 14 — жидкостный насос; 18 — радиатор

При работе двигателя приводимый в действие от коленчатого вала жидкостный насос создает в системе циркуляцию охлаждающей жидкости. По распределительной трубе 12 жидкость направляется сначала к наиболее нагретым деталям (цилиндры, головка блока), охлаждает их и по патрубку 8 поступает в радиатор 18. В радиаторе поток жидкости разветвляется по трубкам на тонкие струйки и охлаждается воздухом, продуваемым через радиатор. Охлажденная жидкость из нижнего бачка радиатора по патрубку 16 и шлангу 15 снова поступает в жидкостный насос. Поток воздуха через радиатор обычно создает вентилятор 77, приводимый в действие от коленчатого вала или специального электродвигателя. На некоторых гусеничных машинах для ,обеспечения потока воздуха применяется эжекционное устройство. Принцип действия этого устройства заключается в использовании энергии отработавших газов, вытекающих с большой скоростью из выпускной трубы и увлекающих за собой воздух.

Регулирует циркуляцию жидкости в радиаторе, поддерживая оптимальную температуру двигателя, термостат 9. Чем выше температура жидкости в рубашке, тем значительнее открыт клапан термостата и больше жидкости поступает в радиатор. При низкой температуре двигателя (например, непосредственно после его пуска) клапан термостата закрыт, и жидкость направляется не в радиатор (по большому кругу циркуляции), а сразу в приемную полость насоса (по малому кругу). Этим достигается быстрый прогрев двигателя после пуска. Интенсивность охлаждения регулируется также с помощью жалюзи, установленных на входе воздушного тракта или выходе из него. Чем больше степень закрытия жалюзи, тем меньше воздуха проходит через радиатор и хуже охлаждение жидкости.

В расширительном бачке 10, расположенном выше радиатора, имеется запас жидкости для компенсации ее убыли в контуре из-за испарения и утечек. В верхнюю полость расширительного бачка часто отводят образовавшийся в системе пар из верхнего коллектора радиатора и рубашки охлаждения.

Жидкостное охлаждение по сравнению с воздушным имеет следующие преимущества: более легкий пуск двигателя в условиях низкой температуры окружающего воздуха, более равномерное охлаждение двигателя, возможность применения блочных конструкций цилиндров, упрощение компоновки и возможность

изоляции воздушного тракта, меньший шум от двигателя и более низкие механические напряжения в его деталях. Вместе с тем жидкостная система охлаждения, имеет ряд недостатков, таких, как более сложная конструкция двигателя и системы, потребность в охлаждающей жидкости и более частой смене масла, опасность подтекания и замерзания жидкости, повышенный коррозионный износ, значительный расход топлива, более сложное обслуживание и ремонт, а также (в ряде случаев) повышенная чувствительность к изменению температуры окружающего воздуха.

Жидкостный насос 14 (см. рис. б) обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе. Обычно применяются центробежные крыльчатые насосы, но иногда используются шестеренные и поршневые насосы. Термостат 9 может быть одно- и двухклапанным с жидкостным термосиловым элементом или элементом, содержащим твердый наполнитель (церезин). В любом случае материал для термосилового элемента должен иметь очень большой коэффициент объемного расширения, чтобы при нагреве стержень клапана термостата мог перемещаться на довольно большое расстояние.

Практически, все двигатели наземных ТС с жидкостным охлаждением снабжены так называемыми закрытыми системами охлаждения, которые не имеют постоянной связи с атмосферой. При этом в системе образуется избыточное давление, что приводит к повышению температуры кипения жидкости (до 105… 110°С), увеличению эффективности охлаждения и уменьшению потерь, а также снижению вероятности появления в потоке жидкости пузырьков воздуха и пара.

Поддержание необходимого избыточного давления в системе и обеспечение доступа в нее атмосферного воздуха при разрежении осуществляется с помощью двойного паровоздушного клапана, который устанавливается в самой высокой точке жидкостной системы (обычно в крышке наливной горловины расширительного бачка или радиатора). Паровой клапан открывается, позволяя избытку пара уйти в атмосферу, если давление в системе превышает атмосферное на 20… 60 кПа. Воздушный клапан открывается, когда давление в системе снижается на 1… 4 кПа по сравнению с атмосферным (после остановки двигателя охлаждающая жидкость остывает, и ее объем уменьшается). Перепады давления, при которых открываются клапаны, обеспечиваются подбором параметров клапанных пружин.

В жидкостной вентиляционной системе охлаждения радиатор омывается потоком воздуха, создаваемым вентилятором. В зависимости от взаимного расположения радиатора и вентилятора могут применяться следующие типы вентиляторов: осевые, центробежные и комбинированные, создающие как осевой, так и радиальный потоки воздуха. Осевые вентиляторы устанавливают перед радиатором или за ним в специальном воздухоподводящем канале. К центробежному вентилятору воздух подводится по оси его вращения, а отводится — по радиусу (или наоборот). При нахождении радиатора перед вентилятором (в области всасывания) поток воздуха в радиаторе более равномерный, а температура воздуха не повышена из-за его перемешивания вентилятором. При нахождении радиатора за вентилятором (в области нагнетания) поток воздуха в радиаторе турбулентный, что повышает интенсивность охлаждения.

На тяжелых колесных и гусеничных ТС приведение вентилятора в действие обычно осуществляется от коленчатого вала двигателя. Могут использоваться карданные, ременные и зубчатые (цилиндрические и конические) передачи. В целях снижения динамических нагрузок на вентилятор в его приводе от коленчатого вала часто применяются разгружающие и демпфирующие устройства в виде торсионных валиков, резиновых, фрикционных и вязкостных муфт, а также гидромуфт. Для привода вентилятора относительно маломощных двигателей широко используются специальные электродвигатели, питание которых осуществляется от бортовой электросистемы. Это, как правило, уменьшает массу силовой установки и упрощает ее компоновку. Кроме того, применение электродвигателя для привода вентилятора позволяет регулировать частоту его вращения, а следовательно, и интенсивность охлаждения. При низкой температуре охлаждающей жидкости возможно автоматическое отключение вентилятора.

Радиаторы связывают друг с другом воздушный и жидкостный тракты системы охлаждения. Назначение радиаторов — передача теплоты от охлаждающей жидкости атмосферному воздуху. Основные части радиатора — входной и выходной коллекторы, а также сердцевина (охлаждающая решетка). Сердцевина изготавливается из меди, латуни или алюминиевых сплавов. По типу сердцевины различают следующие виды радиаторов: трубчатые, трубчато-пластинчатые, трубчато-ленточные, пластинчатые и сотовые.

В системах охлаждения колесных и гусеничных машин наибольшее распространение получили трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные радиаторы. Они жестки, прочны, технологичны в производстве и обладают высокой тепловой эффективностью. Трубки таких радиаторов имеют, как правило, плоскоовальное сечение. Трубчато-пластинчатые радиаторы могут также состоять из трубок круглого или овального сечения. Иногда трубки плоскоовального сечения располагают под углом 10… 15° к воздушному потоку, что способствует турбулизации (завихрению) воздуха и повышает теплоотдачу радиатора. Пластины (ленты) могут быть гладкими или гофрированными, с пирамидальными выступами или отогнутыми просечками. Гофрирование пластин, нанесение просечек и выступов увеличивают охлаждающую поверхность и обеспечивают турбулентное течение потока воздуха между трубками.

Рис. Решетки трубчато-пластинчатого (а) и трубчато-ленточного (б) радиаторов

Видео-урок: Система охлаждения двигателя

Вопросы по теме

[dwqa-list-questions category=»sistema-ohlazhdeniya»]

Как работает система охлаждения двигателя

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

Содержание

Как работает система охлаждения двигателя

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

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

Типы радиаторных сердечников

расширительный бак

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

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

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

Как это работает: Система охлаждения двигателя

Сегодня в нашей постоянной рубрике “

Как это работает.

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

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

малый круг кровообращения

большой круг циркуляции

Читайте далее:

• Системы охлаждения. Часть 1.
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Элемент Пельтье, принцип действия.
• Центровка насосов, насосных агрегатов и мотопомп.
• Соленоид – это электромагнитная катушка. Что такое соленоид?.
• Ремонт коллекторных двигателей.
• Выбор двигателя для автономного электрогенератора.

НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТЕЙ . Насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Наиболее часто используемыми насосами являются центробежные лопастные насосы. РАДИАТОР обеспечивает отвод тепла теплоносителя в окружающую среду. Радиатор состоит из верхнего и нижнего бачка и сердцевины. Он устанавливается на автомобиле на резиновых прокладках с пружинами. Наиболее распространенными радиаторами являются трубчатые и пластинчатые радиаторы. В первом случае сердечник состоит из нескольких рядов латунных трубок, продетых через горизонтальные пластины, которые увеличивают поверхность охлаждения и придают жесткость охладителю. В последних сердечник состоит из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из гофрированных пластин, сваренных вместе по краям. Верхний бак имеет заливную горловину и паропровод. Горловина радиатора герметично закрыта пробкой и имеет два клапана: паровой клапан для снижения давления при кипении жидкости, который открывается, когда давление превышает 40 кПа (0,4 кгс/см2), и воздушный клапан, который пропускает воздух в систему, когда давление снижается из-за охлаждения жидкости, и защищает трубы радиатора от сплющивания под атмосферным давлением. Также используются алюминиевые радиаторы алюминиевые радиаторы дешевле и светлее, но свойства теплопередачи и надежность ниже, чем. Постоянное снижение уровня охлаждающей жидкости чаще всего вызвано утечкой охлаждающей жидкости. Многочисленные соединения с компонентами системы охлаждения, коррозия основного радиатора или радиатора отопителя приводят к постоянному снижению уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Распознавание проблемы включает в себя обнаружение темных пятен на компонентах и узлах в моторном отсеке, мокрых следов на дорожном полотне и характерного сладковатого запаха охлаждающей жидкости. Более серьезной проблемой являются следы дизельного топлива на щупе, что может привести к дорогостоящему ремонту двигателя. Принцип работы Принцип работы системы охлаждения двигателя (как для бензиновых, так и для дизельных двигателей) очень прост и основан на систематическом контуре охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость, поглощая тепло от компонентов двигателя (в рубашках охлаждения), под действием давления, создаваемого водяным насосом, циркулирует по системе, обмениваясь теплом. Первоначально, при закрытом термостате, т.е. без работающего радиатора, жидкость течет по малому кругу. Это необходимо для ускорения процесса прогрева и доведения двигателя до рабочей температуры. Когда жидкость возвращается в рубашку охлаждения, контур продолжается. Когда температура достигает высоких показателей (в диапазоне 100 градусов), термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает двигаться по большому кругу и поступает в радиатор. Это немедленно охлаждает двигатель, поскольку охлаждающая жидкость, которая ранее не использовалась (в радиаторе), поступает в систему охлаждения. Сам радиатор охлаждается проходящим атмосферным воздухом. Когда двигатель нагревается еще больше (например. летом) и жидкость не успевает остыть до необходимой температуры, специальное устройство автоматически включает электрический вентилятор (“ленивый вентилятор”), который дополнительно охлаждает радиатор и секцию двигателя. Вентилятор работает до достижения необходимой температуры жидкости, после чего специальное устройство отключает его. Механический вариант вентилятора, который соединен с коленчатым валом через ременную передачу, работает непрерывно. При необходимости (например, в холодное время года) охлаждающая жидкость через открытый клапан отопителя поступает в “печку”, где охлаждает избыточное тепло через радиатор и подогревает воздух в салоне. ППроизводительность вентилятора (характеристика потребления) – Это, пожалуй, самая важная характеристика болельщика. Он измеряется в количестве кубических футов воздуха, которые он распределяет в минуту, сокращенно CFM (Cubic Feet per Minute). Эта характеристика в основном зависит от площади поверхности вентилятора, профиля лопастей и его скорости. Чем выше значение, тем выше мощность охлаждения и, как правило, тише работа вентилятора. Кулеры Радиатор (Радиатор – это охлаждающее устройство, состоящее из радиатора и вентилятора, устанавливаемое на электронные компьютерные компоненты, которые выделяют больше тепла. Основная задача устройства – снизить температуру охлаждаемого объекта и поддерживать ее на определенном уровне. Это достигается за счет непрерывного потока воздуха вокруг охладителя. Другими словами, менее эффективный процесс излучения преобразуется в более эффективный процесс конвекции. Кулеры – это самый простой, быстрый, доступный и в большинстве случаев достаточный способ охлаждения компьютерных компонентов – воздух охлаждает все. Существует огромное количество вариантов дизайна. Если о внешнем виде можно говорить долго, то о функциональных различиях можно сказать немного. Кулеры бывают разных размеров – обычно от 40×40 мм до 320×320 мм. Роликовые шарики Самой важной частью любого кулера является его вентилятор. Именно он является причиной наибольшего шума в вашем системном блоке. Точнее, это шум, который создается, когда поток воздуха ударяет в охладитель. Шум особенно заметен в кулерах низкого класса, потому что над их дизайном никто особо не работает. Вентилятор состоит из крыльчатки (она имеет магнит на внутреннем диаметре) и электродвигателя, который вращает этот магнит вместе с крыльчаткой. Осевой штифт проходит через центр вентилятора, который расположен в центре двигателя. Для обеспечения бесперебойной работы крыльчатки могут использоваться три типа подшипников (срок службы которых указывается производителями на упаковке в тысячах часов): – Подшипник скольжения является самым дешевым и наименее надежным вариантом и создает высокий уровень шума во время работы. – 1 подшипник скольжения + 1 шарикоподшипник – комбинированный подшипник – более длительный срок службы, в среднем в два раза дольше, чем у подшипника скольжения. – 2 или 4 шарикоподшипника – наиболее надежные и тихие варианты, но значительно дороже первых двух. – Игольчатые подшипники и NCB (керамические наномиллиметровые) – устанавливаются в вентиляторы ограниченным числом производителей. Они характеризуются низким уровнем шума, низкой стоимостью и очень долгим сроком службы. Говоря о сроке службы (времени безотказной работы). Если срок службы указан в 40-50 тысяч часов (почти 5 лет, хотя может быть и больше – даже 300 тысяч часов!), это не значит, что только через это время следует вспомнить о кулере. Нет! Разделите это число на два или три и время от времени проводите профилактические мероприятия – протирайте пыль, продувайте, смазывайте. Если не ухаживать за радиатором, он может начать шуметь, а если забыть о нем, он может остановиться. Ппроизводительность вентилятора (характеристики износа) – Это, пожалуй, главная особенность данного кулера. Он измеряется в кубических футах воздуха в минуту (CFM), или Cubic Feet per Minute. Эта характеристика в основном зависит от площади поверхности вентилятора, профиля лопастей и скорости. Чем выше значение, тем больше мощность охлаждения и, как правило, выше уровень шума работающего вентилятора. Здоровое питание Радиатор может перемещать кубометры воздуха своими лопастями со скоростью до 8000 оборотов в минуту (для сравнения, обычный автомобильный двигатель производит 5-8000 оборотов в минуту. Двигатель гоночного автомобиля Формулы-1 развивает до 22 000 оборотов в минуту). Однако очевидно, что при такой скорости шум, связанный с работой кулера, будет заметен. По этой причине лучше использовать кулеры с температурными датчиками – которые “анализируют” температуру и могут увеличивать или уменьшать скорость в зависимости от ситуации. В большинстве случаев это также положительно влияет на уровень шума при работе. Все компьютерные кулеры работают от постоянного тока, напряжение которого обычно составляет 12 В. В них используются разъемы Molex (для вентиляторов Smart) или PC-Plug для блока питания. PC-Plug имеет четыре провода: два черных (земля), желтый (+12 В) и красный (+5 В). Разъемы Molex на материнских платах используются для того, чтобы система могла управлять скоростью вращения вентилятора, подавая на красный провод различные напряжения (обычно от 8 до 12 В). Желтый (сигнальный) провод используется для передачи информации о скорости вращения лопастей вентилятора в систему. Использование Molex имеет один существенный недостаток: к нему опасно подключать вентиляторы с потребляемой мощностью более 6 Вт. PC-Plug отличается – он может выдерживать несколько десятков ватт. Однако это решение не лишено недостатков – вы не сможете определить, работает вентилятор или нет. Найти переходник с одной вилки на другую больше не проблема – они часто поставляются в комплекте. Кроме того, кулер иногда переключается на 5 В или 7 В для снижения уровня шума. Петли закругляются, провода оплетаются или обматываются и прячутся в укромное место – так, чтобы не мешать продуманной циркуляции воздуха. О шуме Все кулеры были классифицированы по следующим классам шума (чем ниже уровень шума, тем комфортнее работа за компьютером): — Условно молчаливый. Уровень шума такой системы охлаждения составляет менее 24 дБ. Это значение ниже, чем типичный фоновый шум в тихой комнате (вечером или ночью). Поэтому радиатор практически не вносит существенного вклада в картину шума. Как правило, это значение достигается при самой низкой скорости вращения вентилятора в системах с переменной скоростью. — Низкий уровень шума. Уровень шума, издаваемого такой системой охлаждения, составляет от 24 до 30 дБ включительно. Кулер вносит едва заметный вклад в звучание компьютера. — Эргономичный дизайн.. Уровень шума находится в диапазоне от 37 до 42 дБ. Этот тип кулера, скорее всего, будет заметен в большинстве конфигураций пользователей компьютеров. — Он не является эргономичным. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения составляет более 42 дБ. В таких условиях этот кулер будет основным “генератором шума” практически в любой конфигурации компьютера. Использование такого кулера в бытовых условиях не оправдано – он скорее подходит для производственных и офисных помещений, где фоновый шум превышает 45 дБ. Обзор кулеров Преимуществами кулеров являются их универсальность, всеобщность, доступность по цене. Низкую цену тоже можно отнести к плюсам, но следует помнить, что хороший кулер не должен быть прожорливым – ведь это действительно второе сердце компьютера – его нельзя останавливать. К минусам я отнесу возможные шумы, которые рано или поздно появятся на любом кулере. Подводя итог вышесказанному. Сегодня самой распространенной системой охлаждения является кулер, с помощью которого можно охладить все – от процессора до жесткого диска и памяти. Это вопрос выбора и установки подходящего кулера – на рынке представлены десятки производителей. Некоторые люди хотят найти золотую середину между тишиной и производительностью. Одним людям нужны гигагерцы и их не волнует шум, другие предпочитают тишину. Выход из строя или плохая работа системы охлаждения приводит к повышенному износу и выходу из строя компонентов двигателя. Рабочая температура современных бензиновых двигателей составляет 100-120°C (или 70-90°C для дизельных двигателей), а при современных легких двигателях и повышенном соотношении мощности к объему даже кратковременный перегрев вызывает немедленный или очень быстрый отказ двигателя. Поэтому правильная работа системы охлаждения в современных легковых автомобилях является гарантией эффективности и срока службы агрегата. Функции системы охлаждения двигателя автомобиля Помимо своей основной функции – отвода тепла от двигателя, система охлаждения двигателя (сокращенно ATS) выполняет и другие задачи: Охлаждение смазочных материалов в автоматических трансмиссиях; Охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов; Охлаждение воздуха в системе турбонагнетателя; Охлаждение системы смазки двигателя; Нагрев воздуха в системе отопления и кондиционирования. Выход из строя или низкая эффективность системы охлаждения приводит к повышенному износу и выходу из строя компонентов двигателя. Рабочая температура современных бензиновых двигателей составляет 100-120°C (или 70-90°C для дизельных двигателей), а учитывая облегченные конструкции современных двигателей и повышенное соотношение мощности к объему, даже кратковременный перегрев приведет к немедленному или очень быстрому отказу двигателя. Поэтому правильная работа системы охлаждения в современных автомобилях является гарантией эффективности и срока службы трансмиссии. Затем следует запустить двигатель и поработать на холостом ходу в течение 15 минут. При этом убедитесь, что большая цепь разомкнута. Также не забудьте включить обогреватель кабины на максимальную скорость во время промывки. После остывания агрегата жидкость можно слить, открыв пробки радиатора и блока цилиндров. Этот процесс следует повторять до тех пор, пока жидкость не будет выходить чистой и без видимых примесей. Процесс промывки Перед промывкой сначала слейте всю охлаждающую жидкость через сливную пробку на радиаторе, расположенную в самом низу, и на блоке цилиндров, чтобы удалить все остатки. Обратите внимание, что сливать охлаждающую жидкость следует только при холодном двигателе! После слива воды снова затяните пробки и залейте в расширительный бак воду с лимонной кислотой или, лучше всего, специальный очиститель. Процесс заливки PRESTONE Super Radiator Flush в расширительный бачок Затем двигатель запускается и работает на холостом ходу в течение примерно 15 минут. Во время этого процесса убедитесь, что большое циркуляционное колесо открыто. При промывке также помните, что отопитель кабины должен работать на максимальном уровне обогрева. После остывания агрегата жидкость можно слить, открыв пробки радиатора и блока цилиндров. Этот процесс следует повторять до тех пор, пока охлаждающая жидкость не будет выходить чистой и без видимых загрязнений. Новую охлаждающую жидкость можно долить сразу после завершения процесса промывки. Заливайте охлаждающую жидкость или антифриз в расширительный бачок медленно и осторожно, чтобы избежать образования воздушных карманов в системе. При заправке антифризом или дизельным топливом используйте воронку – это предотвратит попадание охлаждающей жидкости на детали двигателя. Когда резервуар будет почти полон, закройте его и запустите двигатель на несколько минут, чтобы жидкость равномерно распределилась по системе. Затем, после выключения устройства, долейте антифриз или антифриз до уровня между максимальной и минимальной отметками на бачке. В заключение следует отметить, что принципиальной разницы в использовании антифриза или антиобледенителя нет. Однако во многих странах мира производители автомобилей уже давно отказались от использования золы, поскольку ее эксплуатационные характеристики несколько ниже. Современный антифриз производится с использованием новейших технологий и в значительной степени защищает двигатель от перегрева, а трубопроводы системы охлаждения – от загрязнения.

Водяное охлаждение – детали, работа, схема, преимущества и недостатки

Содержание

Система охлаждения необходима для того, чтобы двигатель не перегревался настолько, чтобы вызвать проблемы, и в то же время позволял ему работать достаточно горячим, чтобы обеспечить максимальный КПД двигателя. В процессе преобразования тепловой энергии в механическую в цилиндрах возникают высокие температуры из-за процесса сгорания. Большая часть этого тепла передается головке и стенкам цилиндра, поршню и клапанам. Если это избыточное тепло не будет унесено и эти детали не будут должным образом охлаждены, двигатель будет поврежден. Таким образом, должна быть предусмотрена адекватная система охлаждения для предотвращения повреждения механических частей, а также для получения максимальной производительности двигателя

Детали систем водяного охлаждения

Радиатор: Радиатор предназначен для охлаждения воды, поступающей от двигателя.

Назначение: Для обеспечения тесного контакта горячей охлаждающей жидкости, выходящей из двигателя, с наружным воздухом, чтобы обеспечить высокую скорость передачи тепла от охлаждающей жидкости к воздуху.

Радиатор состоит из трех основных частей:

(i) верхний бак,
(ii) нижний бак и
(iii) трубки.

Горячая вода из верхнего бака, поступающая от двигателя, по трубкам стекает вниз. Тепло, содержащееся в горячей воде, передается на медные ребра, расположенные вокруг труб. Переливная труба, подсоединенная к верхнему1 баку, позволяет сливать лишнюю воду или пар.

Подробнее: Система водяного охлаждения двигателя | Типы системы водяного охлаждения

Существует три типа радиаторов:

(i) трубчатый радиатор с ребрами,
(ii) трубчатый радиатор и
(iii) сотовый или ячеистый радиатор

части системы жидкостного охлаждения

Ребристый трубчатый радиатор:
Возможно, это самый старый тип радиатора, хотя он все еще используется. При этом вода течет внутри трубок. Каждая трубка имеет большое количество кольцевых колец или ребер, плотно прижатых к ее внешней поверхности.

Трубчатый радиатор:

Отличие решетчатого трубчатого радиатора от трубчатого состоит только в том, что в этом случае нет отдельных ребер для отдельных трубок. Вертикальные трубки радиатора проходят через тонкие медные листы, расположенные горизонтально.

Сотовый или сотовый радиатор:

Сотовый радиатор состоит из большого количества отдельных воздушных ячеек, окруженных водой. При этом засорение любого прохода затрагивает лишь небольшую часть охлаждающей поверхности. Однако в трубчатом радиаторе при засорении одной трубки теряется охлаждающий эффект всей трубки.

Водяной насос:

Функция: Для увеличения скорости циркулирующей воды.

Это насос центробежного типа. Он установлен по центру в передней части блока цилиндров и обычно приводится в действие с помощью ремня.

Этот тип насоса состоит из следующих частей:

(i) корпус или кожух,
(ii) рабочее колесо (ротор),
(iii) вал,
(iv) подшипники или втулка,
(v) вода уплотнение насоса и шкив
(vi).

Нижняя часть радиатора соединена с всасывающей стороной насоса. Мощность передается на шпиндель насоса от шкива, установленного на конце коленчатого вала. В насос встроены уплотнения различной конструкции для предотвращения потери охлаждающей жидкости из системы.

Вентилятор системы охлаждения:

Функция: Для поддержания достаточного потока воздуха через решетку радиатора, особенно при низких скоростях автомобиля и при работе двигателя на холостом ходу.

Вентилятор обычно устанавливается на шкиве водяного насоса, хотя на некоторых двигателях он крепится непосредственно к коленчатому валу. Он служит двум целям в системе охлаждения двигателя.

(i) Всасывает атмосферный воздух через радиатор и, таким образом, повышает эффективность радиатора при охлаждении горячей водой.
(ii) Обдувает внешнюю поверхность двигателя свежим воздухом, который отводит тепло от частей двигателя и, таким образом, повышает эффективность всей системы охлаждения.

Термостат:

Для регулирования циркуляции воды в системе для поддержания нормальной рабочей температуры деталей двигателя в различных условиях эксплуатации.

Герметичная крышка:

Для образования герметичного соединения, за счет которого поддерживается давление охлаждающей жидкости несколько выше атмосферного.

Расширительный бачок:

Для сбора избыточной охлаждающей жидкости при повышении температуры двигателя и при охлаждении охлаждающей жидкости для возврата охлаждающей жидкости в бачок.

Схема системы водяного/жидкостного охлаждения:

Схема системы водяного охлаждения

Работа системы водяного охлаждения: 

• Блок двигателя с водяным охлаждением и головка блока цилиндров имеют взаимосвязанные каналы охлаждающей жидкости, проходящие через них. В верхней части ГБЦ все каналы сходятся в единый выход.
• Насос, приводимый в движение шкивом и ремнем от коленчатого вала, подает горячую охлаждающую жидкость из двигателя в радиатор, который представляет собой разновидность теплообменника.
• Нежелательное тепло передается от радиатора в воздушный поток, а охлажденная жидкость возвращается к входному отверстию в нижней части блока и снова течет обратно в каналы. Обычно насос направляет охлаждающую жидкость вверх через двигатель и вниз через радиатор, используя тот факт, что горячая вода расширяется, становится легче и при нагревании поднимается над холодной водой. Его естественная тенденция — течь вверх, а насос способствует циркуляции.
• Радиатор соединен с двигателем резиновыми шлангами и имеет верхний и нижний баки, соединенные сердечником из множества тонких трубок.
• Трубки проходят через отверстия в пакете тонких ребер из листового металла, так что сердечник имеет очень большую площадь поверхности и может быстро отдавать тепло более холодному воздуху, проходящему через него.
• В старых автомобилях трубы проходят вертикально, но в современных автомобилях с низким фасадом радиаторы с поперечным потоком и трубами проходят из стороны в сторону.
• В двигателе при его обычной рабочей температуре температура охлаждающей жидкости чуть ниже нормальной температуры кипения.
• Опасность закипания предотвращается повышением давления в системе, что повышает температуру кипения.
• Дополнительное давление ограничивается крышкой радиатора, в которой установлен клапан давления.
• Избыточное давление открывает клапан, и охлаждающая жидкость вытекает через переливную трубку.
• В системе охлаждения этого типа постоянно происходит небольшая потеря охлаждающей жидкости, если двигатель работает очень сильно. Время от времени система нуждается в дозаправке. Более поздние автомобили имеют герметичную систему, в которой любой перелив уходит в расширительный бачок, из которого он засасывается обратно в двигатель, когда оставшаяся жидкость остывает.

Преимущества системы водяного охлаждения

• Благодаря равномерному охлаждению гильзы и головки цилиндра (за счет кожуха) можно снизить температуру головки и седла клапана.
• Объемный КПД двигателей с водяным охлаждением выше, чем у двигателей с воздушным охлаждением.
• Возможна компактная конструкция двигателей с заметно меньшей лобовой площадью.
• В случае двигателей с водяным охлаждением установка не обязательно в передней части мобильных транспортных средств, самолетов и т. д., так как система охлаждения может быть удобно расположена.

Преимущества системы водяного охлаждения по сравнению с системой воздушного охлаждения: 

1. Двигатель можно установить в любом месте на транспортном средстве
2. Объемный КПД двигателя с водяным охлаждением больше, чем у двигателя с воздушным охлаждением
3. Равномерность охлаждение цилиндра, ГБЦ и клапанов.
4. Удельный расход топлива двигателя улучшается за счет использования системы водяного охлаждения.
5. Двигатель менее шумный по сравнению с двигателями с воздушным охлаждением, так как имеет воду для гашения шума.

Недостатки системы водяного охлаждения

• Система требует дополнительного обслуживания.
• Работа двигателя становится чувствительной к климатическим условиям.
• Мощность, потребляемая насосом, значительна и влияет на выходную мощность двигателя.
• В случае отказа системы охлаждения двигатель может быть серьезно поврежден.

---

Электронная почта

Печать

Твит

Последние сообщения

ссылка на Сосуды под давлением — части, конструкция, применение, типы, материал, схема

Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

Введение в сосуды под давлением принимающие жидкости называются сосудами под давлением. Сосуд под давлением определяется как сосуд с давлением…

Продолжить чтение0003

Шарнирное соединение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирное соединение…

Продолжить чтение

Система водяного охлаждения в двигателе

Система водяного охлаждения:
Вокруг цилиндра, головки блока цилиндров, седел клапанов и т. д. предусмотрены водяные рубашки охлаждения. Вода при циркуляции через рубашки, он поглощает теплоту сгорания. Затем эта горячая вода будет охлаждаться в радиаторе частично вентилятором и частично потоком, создаваемым поступательным движением транспортного средства. Охлажденная вода снова рециркулирует через водяные рубашки.

Антифризная смесь
В западных странах, если вода, используемая в радиаторе, замерзает из-за холодного климата, то образующийся лед имеет больший объем и вызывает трещины в блоках цилиндров, трубах и радиаторе. Так, для предотвращения замерзания в охлаждающую воду добавляют смеси или растворы антифриза.

Подробнее : 

Охлаждение двигателя | Система воздушного охлаждения — преимущества и недостатки

Какие типы кондиционеров | Основы кондиционирования воздуха

Обычно в качестве растворов антифризов используются:
(i) Метиловый, этиловый и изопропиловый спирты
(ii) Раствор спирта и воды
(iii) Этиленгликоль существенно повышает температуру кипения и, следовательно, увеличивает рассеивание тепла
(iv) Раствор воды и этиленгликоля
(v) Глицерин вместе с водой и т. д.
(vi) Хроматы используются для предотвращения отложений

Система водяного охлаждения в основном состоит из:
-Радиатор

-Термостат клапан
-Водный насос
-FAN
-водный куртки
-Antifreeze смеси

Различные типы систем охлаждения воды даны как;
(a) Термосифонное охлаждение
(b) Принудительное или насосное охлаждение
(c) Охлаждение с термостатическим регулятором
(d) Система водяного охлаждения под давлением
(e) Испарительное охлаждение0255

(a) Термосифонное охлаждение:
Эта система работает по принципу, что более легкая горячая вода поднимается вверх, а более тяжелая холодная опускается вниз. В этой системе радиатор расположен на более высоком уровне, чем двигатель, для облегчения потока воды к двигателю. Тепло отводится к водяным рубашкам, откуда за счет конвекции циркулирующей водой отводится. Когда водяная рубашка нагревается, она поднимается к верхней части радиатора. Холодная вода из радиатора заменяет поднимающуюся горячую воду, и таким образом в системе создается циркуляция воды. Это помогает поддерживать рабочую температуру двигателя.

термосифонное охлаждение

Недостатки термосифонной системы,
— Слишком низкая скорость циркуляции.
— Циркуляция начинается только при заметной разнице температур.
— Циркуляция прекращается, когда уровень воды падает ниже верхней части нагнетательного патрубка радиатора. По этим причинам эта система устарела и больше не используется.

(b) Принудительное или насосное охлаждение:
— Эта система используется в большом количестве транспортных средств, таких как автомобили, автобусы, грузовики и другие тяжелые транспортные средства. Здесь циркуляция воды происходит с помощью конвекционных потоков с помощью насоса.
— Вода или охлаждающая жидкость циркулируют через кожухи вокруг охлаждаемых частей двигателя и приводятся в движение центробежным насосом, приводимым от двигателя через клиновидный ремень.

Ограничение
-Охлаждение не зависит от темп.
-Двигатель переохлажден (диапазон температур =75-900С)
-Можно устранить с помощью термостата

(c) Охлаждение с помощью термостатического регулятора:

-Всякий раз, когда двигатель запускается из холодного состояния, температура охлаждающей жидкости должно быть доведено до желаемого времени прогрева, чтобы избежать коррозии из-за конденсации кислот, а также облегчить запуск двигателя. Это можно сделать с помощью термостатического устройства или терморегулятора.
— Это своего рода обратный клапан, который открывается и закрывается в зависимости от температуры. Он установлен на выходе воды из двигателя. В период прогрева термостат закрыт, и водяной насос обеспечивает циркуляцию воды только по блоку цилиндров и головке цилиндров.

При достижении нормальной рабочей температуры клапан термостата открывается и позволяет горячей воде течь к радиатору. Стандартные термостаты начинают открываться при температуре от 70 до 75°C, а полностью открываются при 82°C. Высокотемпературные термостаты с постоянными антифризами (Prestine, Zerex и т. д.) начинают открываться при температуре от 80 до 9.0°C и полностью открыт при 92°C.

— Существует три типа термостатов:

(I) Тип неглука,

(II) Биметаллический тип и

444444444444444444444444444444444444444444444444444444.

Клапан сильфонного типа:

Гибкие сильфоны заполнены спиртом или эфиром. Когда сильфон нагревается, жидкость испаряется, создавая давление, достаточное для расширения сильфона. При охлаждении агрегата газ конденсируется. Давление снижается, и сильфон сжимается, закрывая клапан.

Клапан биметаллического типа:

Состоит из биметаллической полосы. Неравное расширение двух металлических полос приводит к открытию клапана и позволяет воде течь в радиатор.

Клапан воскового типа:
— Может надежно работать в указанном диапазоне температур
— Тепло передается воску, который имеет высокий коэффициент теплового расширения
— При нагревании воск расширяется, и резиновая заглушка давит на поршень, заставляя его двигаться вертикально вверх

Термостат сильфонного типа

(d) Система водяного охлаждения под давлением:
В случае обычной системы водяного охлаждения, где охлаждающая вода находится под атмосферным давлением, температура кипения воды составляет 212°F. Но при нагревании воды в закрытом радиаторе под высоким давлением температура кипения воды повышается. Более высокая температура воды обеспечивает более эффективную работу двигателя и обеспечивает дополнительную защиту в высокогорных и тропических условиях при длительном интенсивном вождении. Поэтому в системе охлаждения с принудительной циркуляцией используется крышка радиатора напорного типа.

Крышка плотно прилегает к горловине радиатора. Клапан сброса давления или предохранительный клапан настроен на открытие при давлении от 4 до 13 фунтов на квадратный дюйм. При таком увеличении давления температура кипения воды увеличивается до 243°F (при кипящем кране 4 psi 225°F и температуре кипения 13 psi 243°F). Любое повышение давления сбрасывается в атмосферу клапаном сброса давления или предохранительным клапаном. При охлаждении пары будут конденсироваться и будет создаваться частичный вакуум, что приведет к разрушению шлангов и трубок. Чтобы решить эту проблему, клапан сброса давления связан с вакуумным клапаном, открывающим радиатор в атмосферу.

Герметичная система

(e) Испарительная система охлаждения:

— В этой системе двигатель будет охлаждаться за счет испарения воды в рубашках цилиндров в пар.
— Преимущество заключается в высокой скрытой теплоте парообразования воды, позволяющей ей испаряться в рубашках цилиндров. Эта система используется для охлаждения многих типов промышленных двигателей.