причины перегрева и устранение поломокGRIZZLY SERVICE
Система охлаждения – это важнейший элемент обеспечения надежной работы современного двигателя в условиях высокой теплонагруженности. Оптимальной и наиболее эффективной является жидкостная система охлаждения двигателя, которая позволяет не только охлаждать мотор и контролировать его температуру. При работе системы происходит постоянная циркуляция жидкости (антифриза) по внутренним магистралям а двигателя. Во время циркуляции, жидкость забирает тепло, тем самым снижая нагрев силового агрегата. Циркуляцию антифриза обеспечивает водяной насос (помпа), который приводится в движение ремнем или цепью. Горячий антифриз из двигателя требуется охладить. Для этого служат радиаторы охлаждения в передней части автомобиля, куда и попадает горячий антифриз. Проходя через радиаторы охлаждения, жидкость отдает накопленное тепло в атмосферу. Эффективное охлаждение при движении обеспечивает набегающий воздушный поток, поступающий через радиаторную решетку.
При критической температуре жидкости срабатывает принудительный электровентилятор, который дополнительно нагнетает воздушную массу.
ПЕРЕГРЕВ ДВИГАТЕЛЯ ВОЗМОЖЕН ПО РАЗНЫМ ПРИЧИНАМ:
— Грязный радиатор охлаждения
Радиатор охлаждения находится в передней части моторного отсека и на его поверхности со временем накапливается большое количество пыли и грязи. Из-за этого система не может обеспечить необходимое охлаждение антифриза и горячий антифриз поступает обратно в двигатель, не давая эффективного охлаждения. Соответственно, все детали мотора автомобиля вынуждены работать в условиях превышенной температуры. Это существенно увеличивает нагрузку и приводит к их преждевременному износу. Также высокие тепловые нагрузки создают риск перегрева. Перегрев двигателя способен привести к серьезному ремонту или замене ДВС в сборе, что выйдет намного дороже, чем плановая и своевременная промывка радиаторов охлаждения. Поэтому, нужно проводить проверку состояния радиаторов, при каждом техническом обслуживании.
— Недостаточное количество охлаждающей жидкости (антифриза)
Охлаждение двигателя –основная задача антифриза. Он омывает двигатель, понижает его температуру, забирает тепло и защищает систему охлаждения разными присадками. Недостаточное количество антифриза резко ухудшает охлаждение головки блока цилиндров – наиболее горячей части ДВС, может привести к образованию воздушных пробок и полному прекращению циркуляции жидкости.
— Неисправность электровентилятора охлаждения
Наибольшую часть времени работы двигателя тепло отводится набегающим потоком воздуха. Но при низкой скорости движения или стоянке с работающим мотором набегающего воздушного потока недостаточно для охлаждения ДВС. В таких случаях включается электровентилятор и обеспечивает прохождение большого количества воздуха через радиатор для охлаждения.
Причинами отказа электровентилятора могут быть перегоревший предохранитель, заклинивший электродвигатель, выход реле из строя, износ подшипников. Для устранения неисправностей потребуется проверить электрическую цепь.
Если причина в отказе электродвигателя – его необходимо заменить на новый.
— Заклинивший термостат
Термостат – это основной компонент установления рабочей температуры ДВС. Основная задача термостата — регулировать объем подачи охлаждающей жидкости в радиатор и тем самым поддерживать рабочую температуру двигателя. По причине естественного износа или коррозии возможно неполное открытие или заклинивание термостата в закрытом положении. Это приводит к недостаточной циркуляции жидкости в большом круге системы охлаждения и перегреву двигателя.
— Неисправность водяного насоса (помпы)
Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости. При выходе из строя он перестает перекачивать жидкость. Также может произойти течь жидкости через помпу. Способ решения проблемы – замена насоса.
— Воздушные пробки в системе охлаждения
При работе двигателя на повышенных температурах возникает риск образования пузырьков газа в жидкости охлаждения. Для снижения этого явления в системе охлаждения двигателя применяют повышенное давление.
Основным элементом, задающим максимальное рабочее давление является пробка расширительного бачка. При закисании ее клапана в открытом положении снижается температура кипения, и охлаждающая жидкость периодически выплескивается из расширительного бачка. Замена пробки устраняет эту неисправность. Воздушные пробки также могут образоваться по причине неисправности прокладки головки блока цилиндров.
УХОД И ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
Проверка, обслуживание и замена узлов системы охлаждения регламентируется автопроизводителем. Эту информацию можно найти в сервисной книжке автомобиля. Рекомендуем регулярно осматривать узлы системы охлаждения на предмет дефектов при каждом техническом обслуживании, так как своевременная замена вышедших из строя деталей поможет избежать крупных затрат.
Признаки неисправности системы охлаждения:
утечка охлаждающей жидкости;
резкий запах в салоне автомобиля при включении системы отопления;
слабый прогрев двигателя в холодную погоду;
перегрев ДВС.
ЧТО ДЕЛАТЬ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ПЕРЕГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ:
Проверка, обслуживание и замена узлов системы охлаждения регламентируется автопроизводителем. Эту информацию можно найти в сервисной книжке автомобиля. Рекомендуем регулярно осматривать узлы системы охлаждения на предмет дефектов при каждом техническом обслуживании, так как своевременная замена вышедших из строя деталей поможет избежать крупных затрат.
Признаки неисправности системы охлаждения:
утечка охлаждающей жидкости;
резкий запах в салоне автомобиля при включении системы отопления;
слабый прогрев двигателя в холодную погоду;
перегрев ДВС.
— Промывка системы охлаждения двигателя
Промывка радиаторов охлаждения рекомендуется примерно 2 раза в год: весной для того чтобы смыть песок, грязь и реагенты после зимы, и в июле-августе для очистки ячеек от пуха и семян деревьев. Эта процедуру рекомендуется выполнять с демонтажем и тщательной очисткой каждого радиатора охлаждения.
— Замена охлаждающей жидкости
Антифриз – это незамерзающая жидкость применяющаяся в системе охлаждения двигателя, а его эффективность определяется антикоррозийными, антипенными и прочими присадками с ограниченным сроком годности. С течением времени жидкость теряет свои свойства, разрушаются присадки, поэтому необходимо регулярно проводить замену антифриза.
В новых машинах охлаждающую жидкость меняют примерно раз в три года или каждые 60 тысяч километров пробега. В старых автомобилях или авто с большим пробегом примерно раз в 40-50 тысяч километров, руководствуясь внешним видом и консистенцией антифриза. Правильнее всего ориентироваться на рекомендации производителя жидкости или изготовителя автомобиля. Но бывают причины и для срочной замены антифриза:
помутнение, изменение цвета жидкости;
осадок в виде хлопьев;
появление механических частиц в хладагенте;
усиление пенообразования даже при малейших колебаниях;
загустение жидкости;
значительное уменьшение объемов охлаждающей жидкости.
Жидкостная система охлаждения — Студопедия
Поделись
Классификация систем охлаждения
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
Система охлаждения двигателя служит для поддержания нормального теплового режима работы двигателей путем интенсивного отвода тепла от горячих деталей двигателя и передачи этого тепла окружающей среде.
Отводимое тепло состоит из части выделяющегося в цилиндрах двигателя тепла, не превращающейся в работу и не уносимой с выхлопными газами, и из тепла работы трения, возникающего при движении деталей двигателя.
Большая часть тепла отводится в окружающую среду системой охлаждения, меньшая часть – системой смазки и непосредственно от наружных поверхностей двигателя.
Принудительный отвод тепла необходим потому, что при высоких температурах газов в цилиндрах двигателя (во время процесса горения 1800–2400 °С, средняя температура газов за рабочий цикл при полной нагрузке 600–1000 °С) естественная отдача тепла в окружающую среду оказывается недостаточной.
Нарушение правильного отвода тепла вызывает ухудшение смазки трущихся поверхностей, выгорание масла и перегрев деталей двигателя. Последнее приводит к резкому падению прочности материала деталей и даже их обгоранию (например, выпускных клапанов). При сильном перегреве двигателя нормальные зазоры между его деталями нарушаются, что обычно приводит к повышенному износу, заеданию и даже поломке. Перегрев двигателя вреден и потому, что вызывает уменьшение коэффициента наполнения, а в бензиновых двигателях, кроме того, – детонационное сгорание и самовоспламенение рабочей смеси.
Чрезмерное охлаждение двигателя также нежелательно, так как оно влечет за собой конденсацию частиц топлива на стенках цилиндров, ухудшение смесеобразования и воспламеняемости рабочей смеси, уменьшение скорости ее сгорания и, как следствие, уменьшение мощности и экономичности двигателя.
В автомобильных и тракторных двигателях, в зависимости от рабочего тела, применяют системы жидкостного и воздушного охлаждения.
Наибольшее распространение получило жидкостное охлаждение.При жидкостном охлаждении циркулирующая в системе охлаждения двигателя жидкость воспринимает тепло от стенок цилиндров и камер сгорания и передает затем это тепло при помощи радиатора окружающей среде.
По принципу отвода тепла в окружающую среду системы охлаждения могут быть замкнутыми и незамкнутыми (проточными).
Жидкостные системы охлаждения автотракторных двигателей имеют замкнутую систему охлаждения, т. е. постоянное количество жидкости циркулирует в системе. В проточной системе охлаждения нагретая жидкость после прохождения через нее выбрасывается в окружающую среду, а новая забирается для подачи в двигатель. Применение таких систем ограничивается судовыми и стационарными двигателями.
Воздушные системы охлаждения являются незамкнутыми. Охлаждающий воздух после прохождения через систему охлаждения выводится в окружающую среду.
Классификация систем охлаждения приведена на рис. 3.1.
По способу осуществления циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:
- принудительными, в которых циркуляция обеспечивается специальным насосом, расположенным на двигателе (или в силовой установке), или давлением, под которым жидкость подводится в силовую установку из внешней среды;
- термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы гравитационных сил, возникающих в результате различной плотности жидкости, нагретой около поверхностей деталей двигателя и охлаждаемой в охладителе;
- комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров, поршни) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу .
Рис. 3.1. Классификация систем охлаждения
Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми.
Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой при помощи пароотводной трубки.
В большинстве автомобильных и тракторных двигателей в настоящее время применяют закрытые системы охлаждения, т.
е. системы, разобщенные от окружающей среды установленным в пробке радиатора паровоздушным клапаном.
Давление и соответственно допустимая температура охлаждающей жидкости (100–105 °С) в этих системах выше, чем в открытых системах (90–95 °С), вследствие чего разность между температурами жидкости и просасываемого через радиатор воздуха и теплоотдача радиатора увеличиваются. Это позволяет уменьшить размеры радиатора и затрату мощности на привод вентилятора и водяного насоса. В закрытых системах почти отсутствует испарение воды через пароотводный патрубок и закипание ее при работе двигателя в высокогорных условиях.
На рис. 3.2 показана схема жидкостной системы охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Рубашка охлаждения блока цилиндров 2 и головки блока 3, радиатор и патрубки через заливную горловину заполнены охлаждающей жидкостью. Жидкость омывает стенки цилиндров и камер сгорания работающего двигателя и, нагреваясь, охлаждает их. Центробежный насос 1 нагнетает жидкость в рубашку блока цилиндров, из которой нагретая жидкость поступает в рубашку головки блока и затем по верхнему патрубку вытесняется в радиатор.
Охлажденная в радиаторе жидкость по нижнему патрубку возвращается к насосу.
Рис. 3.2. Схема жидкостной системы охлаждения
Циркуляция жидкости в зависимости от теплового состояния двигателя изменяется с помощью термостата 4. При температуре охлаждающей жидкости ниже 70–75 °С основной клапан термостата закрыт. В этом случае жидкость не поступает в радиатор 5, а циркулирует по малому контуру через патрубок 6, что способствует быстрому прогреву двигателя до оптимального теплового режима. При нагревании термочувствительного элемента термостата до 70–75 °С основной клапан термостата начинает открываться и пропускать воду в радиатор, где она охлаждается. Полностью термостат открывается при 83–90 °С. С этого момента вода циркулирует по радиаторному, т. е. большому, контуру. Температурный режим двигателя регулируется также с помощью поворотных жалюзей, путем изменения воздушного потока, создаваемого вентилятором 7 и проходящего через радиатор.
В последние годы наиболее эффективным и рациональным способом автоматического регулирования температурного режима двигателя является изменение производительности самого вентилятора.
В чем разница между двигателем с водяным охлаждением и двигателем с воздушным охлаждением?
В чем разница между двигателем с водяным охлаждением и двигателем с воздушным охлаждением? | Совет вашего механикаЗадайте вопрос, получите ответ как можно скорее!
ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ
Автомобиль перегревается Стоимость осмотра
Место обслуживания
$94,99 — $114,99
Диапазон цен для всех автомобилей
(1455)Существует несколько основных различий между двигателями с водяным и воздушным охлаждением.
В двигателях с воздушным охлаждением используется конструкция цилиндра двигателя, которая включает охлаждающие ребра по всему периметру цилиндра и в верхней части поршневой головки блока цилиндров. Эти ребра отводят тепло от цилиндра и излучают тепло. Когда автомобиль движется, воздух направляется на ребра, рассеивая еще больше тепла. Некоторые автомобили могут быть оснащены вентилятором с ременным приводом или электрическим вентилятором, который обдувает ребра и помогает поддерживать охлаждение двигателя.
В некоторых двигателях горячий воздух от двигателя используется для обогрева салона. Двигателям с воздушным охлаждением труднее поддерживать постоянную рабочую температуру двигателя. Это может повлиять на работу двигателя в более холодных условиях или в условиях экстремальной жары.
Вместо ребер, используемых для охлаждения двигателя, в двигателях с водяным охлаждением блок цилиндров и головки отлиты целиком, но с внутренними проходами по всему блоку цилиндров вокруг цилиндров и над цилиндром в головке цилиндра. В двигателе будет использоваться водяной насос, подключенный к этим каналам двигателя. Водяной насос может приводиться в действие ремнем, шестерней или электродвигателем. В системе есть радиатор, который используется для отвода тепла от воды (хладагента), протекающей через двигатель. В проход от двигателя к радиатору вставлен термостат. Температура воды или охлаждающей жидкости поддерживается термостатом. Термостат регулирует подачу охлаждающей жидкости в радиатор. При вращении водяного насоса охлаждающая жидкость прокачивается через двигатель.
Охлаждающая жидкость поглощает и передает тепло двигателя от процесса сгорания. Когда охлаждающая жидкость нагревается, термостат позволяет ограничить поток к радиатору до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет установленной температуры около 19°С.0 градусов, в это время он открывает поток к радиатору. Затем охлаждающая жидкость поступает в радиатор, и тепло охлаждающей жидкости передается на ребра радиатора, которые рассеиваются в окружающий воздух, как ребра двигателя с воздушным охлаждением. Радиатор оснащен электрическими или механическими вентиляторами, обдувающими охлаждающие ребра воздухом. Термостат открывается и закрывается по мере необходимости для поддержания постоянной температуры охлаждающей жидкости внутри двигателя; Температура двигателя контролируется лучше, чем у двигателей с воздушным охлаждением. Охлаждающая жидкость также может быть направлена в пассажирский салон, чтобы течь через небольшой радиатор, называемый радиатором отопителя, для обогрева салона автомобиля.
Некоторые двигатели могут иметь гибридную конструкцию, в которой используется система водяного охлаждения, смешанная с некоторыми характеристиками двигателя с воздушным охлаждением, чтобы поддерживать охлаждение двигателя и уменьшить дополнительный вес полноразмерной системы водяного охлаждения. В этих системах могут использоваться радиаторы меньшего размера или тонкие легкие радиаторы, а также конструкции двигателей с зонами воздушного охлаждения для отвода тепла.
Преимущества двигателей с воздушным охлаждением заключаются в том, что они легче без использования радиаторов, водяных насосов, термостатов, охлаждающей жидкости или шлангов. Недостатки в том, что они не могут быстро прогреваться и не могут поддерживать постоянную температуру двигателя. Это повлияет на производительность двигателя и выбросы при изменении климата, например при экстремально низких или высоких температурах. Холодному двигателю для нормальной работы требуется дополнительное топливо.
Преимущества двигателей с водяным охлаждением заключаются в том, что они могут быстро прогреваться и поддерживать температуру двигателя лучше, чем двигатели с воздушным охлаждением.
Это помогает поддерживать производительность двигателя и выбросы. Недостатком двигателя с водяным охлаждением является дополнительный вес конструкции двигателя, а также дополнительный вес компонентов системы охлаждения, таких как радиатор, водяной насос, охлаждающая жидкость и шланги.
Следующий шаг
Расписание Автомобиль перегревается Осмотр
Самой популярной услугой, которую заказывают читатели этой статьи, является Техосмотр автомобиля на перегрев. После того, как проблема будет диагностирована, вам будет предоставлена предварительная стоимость рекомендуемого исправления, а также скидка в размере 20 долларов США в качестве кредита на ремонт. Технические специалисты YourMechanic доставят вам услуги дилера, выполняя эту работу у вас дома или в офисе 7 дней в неделю с 7:00 до 9:00.ВЕЧЕРА. В настоящее время мы охватываем более 2000 городов и имеем более 100 тысяч 5-звездочных отзывов… УЧИТЬ БОЛЬШЕ
СМОТРЕТЬ ЦЕНЫ И РАСПИСАНИЕ
двигатели
Система воздушного охлаждения
охлаждающая жидкость
Заявления, приведенные выше, предназначены только для информационных целей и требуют независимой проверки.
Пожалуйста, смотрите наш
условия обслуживания
для более подробной информации
Отличные рейтинги авторемонта.
4.2 Средняя оценка
Часы работы
7:00 — 9:00PM
7 дней в неделю
Номер телефона
1 (855) 347-2779
Часы работы телефона
Пн — Пт / 6:00 — 17:00 по тихоокеанскому времени
Сб — Вс / 7:00 — 16:00 по тихоокеанскому стандартному времени
Адрес
Мы приедем к вам без дополнительной оплаты
Гарантия
Гарантия 12 месяцев/12 000 миль
Наши сертифицированные выездные механики выполняют более 600 услуг, включая диагностику, тормоза, замену масла, плановые ТО, и приедут к вам со всеми необходимыми запчастями и инструментами.
Получите честное и прозрачное предложение непосредственно перед бронированием.
Excellent Rating
(
1,455
)
Rating Summary
SEE REVIEWS NEAR ME
William
34 years of experience
517 reviews
Request William
William
34 years of experience
Request William
by Young
Kia Sedona V6-3.
3L — Автомобиль перегревается — Пеория, Аризона
Уильямс отлично поработал Он очень дружелюбный и все подробно объяснит Я надеюсь получить обслуживание с ним снова.
Хосе
Hyundai Azera — Автомобиль перегревается — Sun City West, Arizona
Уильям сразу понял, в чем проблема, которая заключалась в моем вентиляторе переменного тока. Он согласился исправить это, как только получит эту деталь… очень профессиональный.
Кевен
7 лет опыта
118 отзывов
Запрос Кевен
Кевен
7 лет опыта
Запрос Кевен
Тарас
Audi A4 L4-2.0L Turbo — Автомобиль перегревается — Такома, Вашингтон
Кевен выполнил работу быстрее, чем ожидалось, и уверенно решил проблему. Очень рекомендую.
Люк
Ford Escape — Машина перегревается — Самнер, Вашингтон
Кевен проделал отличную работу по диагностике моей машины. Он также дал мне подсказки о том, как сделать ремонт самостоятельно, когда я упомянул, что думаю об этом.
Я был бы счастлив, если бы он вернулся, чтобы сделать любую будущую работу над любой из моих машин.
Luke
17 лет опыта
150 Обзоры
Запрос Luke
Luke
17 -летний опыт
Запрос Luke
Gmc Yukon XL 1500 V8-6.2L — CAR — GEORGENTOWN, TEXAS
9000.2 Быстрый. Эффективный. Быстро диагностировали проблему. Я обязательно попрошу Люка, если мне снова понадобится мобильный механик.от Candace
Lincoln MKS — Автомобиль перегревается — Остин, Техас
Прибыл раньше, чем указано, и был очень хорошо осведомлен. Люк был чрезвычайно профессионален и хорошо общался.
Andrew
15 -летний опыт работы
499 Обзоры
Запрос Эндрю
Эндрю
15 -летний опыт работы
Эндрю
Maryjane
Nissan versa L4-1.6l — Car — это перепродает — vancouver, vansouver, vansouver, waslover, waslover, waslover, waslover, waslover, waslover, waslover, waslover, waslover, waslover, vansouver, vansouver, vansouver, vansouver, vansouver, waslover, vansouver, waslover, vansouver, waslover, vansouver, waslover.
Эндрю рано пришел на назначенную встречу, хорошо знал и смог быстро диагностировать мою проблему.
Нужна помощь с вашим автомобилем?
Наши сертифицированные мобильные механики выезжают на дом в более чем 2000 городов США. Быстрые, бесплатные онлайн-расценки на ремонт вашего автомобиля.
ПОЛУЧИТЬ ЦЕНУ
ПОЛУЧИТЬ ЦЕНУ
Статьи по Теме
Как долго работает силовое реле ECM?
As По мере того, как технологии продолжают развиваться и двигаться вперед, то же самое происходит и с тем, как работают и работают наши автомобили. Кажется, что все больше и больше деталей полагаются на компьютеры и датчики, чем когда-либо прежде. Реле питания ECM является отличным примером…
Как рассчитать концентрацию охлаждающей жидкости в автомобиле
Система охлаждения автомобиля работает для передачи тепла от двигателя.
Проверьте уровень и состояние антифриза и смешайте охлаждающую жидкость с водой, чтобы предотвратить перегрев.
Что такое охлаждающая жидкость двигателя или антифриз?
A Двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания смеси топлива и кислорода при температуре более 200 градусов. Выполняйте этот процесс более 2000 раз в минуту, и вы поймете, как двигатель может выделять много тепла и…
Похожие вопросы
Утечка охлаждающей жидкости в Volkswagen Passat 2004 г.
Вы видите место утечки охлаждающей жидкости? Как часто вам приходится доливать антифриз, всегда помните, когда вам нужно долить охлаждающую жидкость в систему, если вы не добавите хотя бы смесь охлаждающей жидкости, вы разбавите…
Утечка охлаждающей жидкости. Каждые пару дней приходится доливать антифриз, чтобы поддерживать тепло. Но это не перегрев. 2005 Dodge Caravan
Привет — к сожалению, медленная утечка (https://www.
yourmechanic.com/article/how-often-do-i-need-to-top-off-my-coolant) потребует присмотритесь, пока двигатель горячий и работает. Скорее всего, это не поломка водяного насоса — тот и года не продержался бы. A…
проблема перегрева моего автомобиля.
Привет. Если бачок находится на линии доливки и уровень низкий, но нигде нет охлаждающей жидкости, проверьте моторное масло, чтобы убедиться, что оно молочного цвета. Если масло нормального цвета, то охлаждающая жидкость…
Просмотрите другой контент
Города
Техническое обслуживание
Услуги
Смета
Наша команда обслуживания доступна 7 дней в неделю, с понедельника по пятницу с 6:00 до 17:00 по тихоокеанскому времени, с субботы по воскресенье с 7:00 до 16:00 по тихоокеанскому стандартному времени.
1 (855) 347-2779 · [email protected]
Читать часто задаваемые вопросы
ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ
Теория двигателя: Охлаждение двигателя — предотвращение расплавления
Вероятно, ни один другой аспект всего этого шума по ту сторону брандмауэра не отнимает у нас столько времени, как охлаждение двигателя.
По-видимому, каждый в какой-то момент гонялся за температурой горячего масла или головки блока цилиндров, и среди более теоретических дебаты о воздушном и водяном охлаждении являются бесконечным источником словесной экономии.
Пожалуй, стоит начать с того, почему двигатели должны охлаждаться в первую очередь. В конце концов, вся идея состоит в том, чтобы нагревать и расширять воздух в камере сгорания, поэтому не лучше ли, чтобы двигатель работал как можно более горячим? Короткий ответ: да, посмотрите реактивные двигатели, но у нас нет практических материалов, из которых можно построить такие поршневые двигатели.
Как бы это ни было сделано, тепло двигателя всегда попадает в атмосферу, поэтому каждый поршневой самолет будет иметь воздухозаборники для охлаждения. Теория говорит, что минимальное количество воздухозаборников, разветвляющихся на множество потребителей, обеспечивает меньшее сопротивление, в то время как опыт показывает, что несколько воздухозаборников, предназначенных для одной задачи, легче проектировать и контролировать.
Большой спор
Как только что было сказано, большой вопрос заключается в том, охлаждать ли воздухом или жидкостью, а именно водой. Как и во всех великих дебатах, у каждой стороны есть веские причины для своих предубеждений, но мы подошли к вопросу о том, ориентирована ли одна из сторон на двигатель или планер.
Воздушное охлаждение проще для тех, кто думает о планере. Воздух свободен, это то, через что мы летим. «Водяное охлаждение двигателя самолета имеет такой же смысл, как и воздушное охлаждение подводной лодки», — говорят они. И суть такого мышления верна; тепло двигателя отбрасывается прямо в атмосферу. Вот куда направляется тепло, независимо от того, охлаждаете ли вы его водой или воздухом, поэтому выброс непосредственно в атмосферу предлагает самый легкий и простой путь отвода. Те, кто занимается проектированием планеров, рады игнорировать сложности и вес радиаторов, воды, водопровода и обеспечения доступа к техническим утечкам.
Спонсор освещения авиашоу:
С другой стороны, специалисты по двигателям признают, что водяное охлаждение более сложное, но делает двигатель более эффективным.
Они указывают на изобилие технических деталей, способствующих более высокому давлению в цилиндре и более равномерной температуре, и говорят, что это путь.
В общем, сегодняшние типичные авиационные двигатели общего назначения как по инженерной истине, так и по случайности исторического прецедента занимают нишу, которую в настоящее время хорошо обслуживает воздушное охлаждение. Но, по нашему мнению, водяное охлаждение было бы лучшим путем вперед, если бы когда-либо существовало экономически жизнеспособное будущее в развитии двигателей авиации общего назначения. Это делает оба метода достойными нашего изучения.
Используя алюминиевый лист и гибкие уплотнения, традиционное воздушное охлаждение перекрывает воздух между капотом и цилиндрами на верхней палубе высокого давления. Как можно более плотное прилегание верхней палубы к капоту и перегородкам является основной задачей при строительстве и техническом обслуживании этой системы. Его преимущество заключается в более легкой конструкции и доступности для обслуживания всего, что находится внутри верхней палубы, а именно свечей зажигания.
Воздушное охлаждение
Простота является основным атрибутом воздушного охлаждения. Тепло излучается непосредственно в атмосферу за счет увеличения площади поверхности двигателя через ребра охлаждения на цилиндрах и головках цилиндров, а остальная часть охлаждается маслом.
Однако недостаточно оставить двигатель болтаться на ветру. Воздух необходимо контролировать, когда он проходит вокруг цилиндров, чтобы обеспечить правильную массу воздуха, скорость и близость к охлаждающим ребрам. Когда охлаждающий воздух поступает в кожух типичного горизонтально расположенного двигателя, он ограждается вокруг верхней части двигателя перегородками, на концах которых используется гибкий уплотнительный материал, который соединяет перегородки с кожухом. Таким образом, скапливаясь в том, что иногда называют верхней палубой , воздух замедляется и увеличивает давление.
Менее герметичная и, следовательно, более эффективная, но более сложная в изготовлении и эксплуатации система охлаждения нагнетательного пространства герметизирует верхнюю палубу независимо от капота.
Здесь эксперт по воздушным гонкам Энди Чиаветта макетирует кольцевой воздухозаборник для своего проекта UL Power LT-1 с принудительным охлаждением. Чиаветта отмечает, что комбинация камеры нагнетания с кольцевым впускным отверстием обеспечивает гибкость конструкции при определении длины и формы капота.
Единственный выход с верхней палубы — через ребра цилиндров. Различные манжеты и перегородки между цилиндрами заставляют воздух оборачиваться вокруг цилиндров настолько, насколько это возможно, а затем позволяют воздуху выходить в 9 цилиндров.0273 нижняя палуба , это просто область под двигателем. Нижняя палуба сообщается с атмосферой через выпускное отверстие капота, которое может иметь откидную створку капота для изменения размера выходного отверстия и, следовательно, объема воздуха, проходящего через систему.
Совершенно очевидно, что необходимо обеспечить высокое давление воздуха на верхней палубе и более низкое давление на нижней палубе, иначе поток воздуха будет нарушен или даже будет течь назад через впускное отверстие кожуха.
Поток охлаждающего воздуха почти всегда контролируется на выходе из системы либо за счет размера выхода, либо с помощью заслонки кожуха. Выходные створки могут работать с воздушным или водяным охлаждением; этот автофургон с двигателем Subaru имеет большой и широко открывающийся клапан капота для управления потоком воздуха через радиатор.
Хитрый метод увеличения скорости охлаждающего воздуха и, следовательно, снижения давления на нижней палубе — увеличение выхлопа . Охлаждающий воздух выходит из капота по каналу — среди прочих «трубе стрелы», — в который впадает выхлопная система. Высокоэнергетический, быстро движущийся выхлоп увеличивает скорость выходящего воздуха и при этом заменяет створки капота. Beechcraft, Grumman и гонщики Формулы-1 успешно использовали аугментеры.
Если не считать створок капота и трения уплотнений перегородки о кожух, в системах воздушного охлаждения нет движущихся частей, поэтому техническое обслуживание в значительной степени ограничивается заменой перетертых или треснувших перегородок цилиндров и уплотнений.
И это преимущество воздушного охлаждения; он берет легко доступный воздух, направляет его мимо двигателя с помощью нескольких кусков листового металла и почти ничего не требует ни в весе, ни в обслуживании.
Специализированные приложения заканчиваются специализированными системами — взгляните на крошечные прорези для охлаждения на этом Pitts Special, обтекаемом для гонок на пилонах. Компромисс со специализацией — суженный рабочий диапазон; Жесткая летняя акробатика, скорее всего, не вариант для этого Питта из-за плохого низкоскоростного охлаждения.
Основным недостатком воздушного охлаждения является ограничение удельной мощности двигателя. В конце концов у вас заканчивается площадь поверхности для отвода тепла, что ограничивает количество топлива, которое может сжечь двигатель. Ограничение топлива ограничивает мощность, и в конечном итоге вы получаете двигатели с большим рабочим объемом и низким расходом топлива, чтобы обеспечить достаточную мощность.
Конечно, есть исключения.
В радиальных двигателях Pratt & Whitney R-2800 и R-4360 использовались кованые, а не литые головки цилиндров с тонко обработанными, а не литыми ребрами охлаждения. Это дорогой способ изготовления головок цилиндров, но это был один из способов получить достаточную площадь поверхности для охлаждения двигателя мощностью 0,89 л.с. / куб. дюймов смещения. Другим примером был Wright 3350, еще более экстремальный двигатель со множеством проблем с прорезыванием зубов и эксплуатацией. Мощность 1,04 л.с./куб. дюймов, цилиндр 3350 имеет очень тонкий гофрированный алюминиевый лист, набитый между обычными литыми ребрами охлаждения для увеличения площади поверхности. Напротив, 180-сильный O-360 Lycoming выдает около 0,50 л.с./куб. дюймов и не приближается по сложности или способности отводить отработанное тепло, как старые радиальные.
Двигатели с воздушным охлаждением почти всегда охлаждаются нисходящим потоком, но не всегда. Гонщик Том Аберле отдает предпочтение восходящему воздушному охлаждению, поскольку оно подает более холодный воздух на более горячую сторону выпускного клапана головки блока цилиндров.
Здесь первоклассный изготовитель Энди Патерсон изготавливает нестандартные перегородки восходящего цилиндра из углеродного волокна для гоночного биплана Phantom. Они выходят охлаждающий воздух через вентиляционные отверстия в верхней части капота.
Обходным путем для улучшения воздушного охлаждения является распыление воды над двигателем для мощного эффекта испарения. Можно сказать, что это форма водяного охлаждения, но в любом случае этот метод превосходен в спринтерских приложениях (гонки, высший пилотаж, специальные сценарии набора высоты), но требует слишком много воды для типичной работы на выносливость.
Ограниченный тепловой КПД двигателя с воздушным охлаждением влияет не только на максимальную мощность; расход топлива и дальность хода также скомпрометированы.
Отдавая тепло непосредственно в атмосферу, двигатели с воздушным охлаждением больше зависят от атмосферных переменных. Большие перепады температуры и плотности неба означают, что двигатель с воздушным охлаждением должен выдерживать большие колебания скорости охлаждения.
Да, створки капота далеко справляются с регулированием скорости воздушного охлаждения, но на многое они не способны. В результате двигатели с воздушным охлаждением расширяются и сжимаются, как воздушные шары, поэтому внутренние допуски двигателей невелики, а эксплуатационные ограничения — например, избежание быстрых спусков с малой мощностью — ужесточаются.
И хотя это не закон физики, похоже, нам есть чему поучиться в авиации общего назначения в отношении эффективного проектирования, герметизации и технического обслуживания систем охлаждения двигателей с воздушным охлаждением. Если в двигателе с водяным охлаждением протекает охлаждающая жидкость, ее устраняют; если двигатель с воздушным охлаждением пропускает воздух через верхнюю палубу, мало кто замечает, и еще меньше людей что-либо предпринимают по этому поводу. В результате конструкторы выбирают системы воздушного охлаждения большей мощности и сопротивления, чем нам может понадобиться.
В современную эпоху дебаты о воздушном и водяном охлаждении в большей степени зависят от соотношения цены и простоты.
Относительно новые двигатели UL Power сочетают в себе удобство подачи топлива EFI с простотой воздушного охлаждения и прямым приводом, что позволяет снизить затраты, в то время как разрабатываемый EPS Flat-8 отличается мощностью и эффективностью и имеет водяное охлаждение.
Водяное охлаждение
В двигателях с жидкостным охлаждением цилиндры и головки цилиндров покрываются водой. Тепло поглощается водой, которая перекачивается к радиатору, где тепло отдается в атмосферу. Насос с приводом от двигателя обеспечивает циркуляцию воды, а термостат устанавливает минимальную температуру охлаждающей жидкости.
Вода является отличным теплоносителем и рабочей жидкостью почти во всех системах жидкостного охлаждения, хотя в некоторых двигателях Rotax есть жидкости, не содержащие воду. При использовании воды в качестве ингибитора коррозии добавляется этиленгликоль. Повышение давления в системе через подпружиненный клапан увеличивает температуру кипения воды и, следовательно, эффективность системы (чем горячее охлаждающая жидкость и чем холоднее воздух, проходящий через радиатор, тем больше тепла передается в единицу времени).
Обратите внимание, однако, что если охлаждающая жидкость работает при очень высоких температурах, в конечном итоге масло становится основной охлаждающей жидкостью, потому что оно холоднее при входе в двигатель и, следовательно, будет поглощать больше тепла.
Как и некоторые автомобильные двигатели Porsche, компания Rotax пришла к выводу, что водяное охлаждение головок цилиндров и воздушное охлаждение цилиндров являются лучшим компромиссом между самым эффективным двигателем и самой легкой и простой установкой. На этом 915iS с турбонаддувом видны ребра воздушного охлаждения на цилиндрах; «радиатор» слева на самом деле является промежуточным охладителем наддувочного воздуха. Меньший водяной радиатор здесь не виден.
Основным преимуществом жидкостного охлаждения является то, что вода намного плотнее воздуха. Меньший объем воды может передавать больше тепла, чем тот же объем воздуха, поэтому вокруг двигателя может быть сосредоточено больше охлаждающей способности. Кроме того, плотная вода дольше нагревается и остывает, поэтому скачки температуры и локальные горячие точки поглощаются намного лучше, чем воздух.
Полученная в результате термическая стабильность обеспечивает целый ряд улучшений в конструкции двигателя, что приводит к повышению удельной мощности.
Помимо двигателей Rotax, автоконверсии являются еще одним источником водяного охлаждения в современных Экспериментальных машинах. Плоская компоновка Subaru соответствует обычным капотам, но возникает вопрос о воздушном потоке через два передних радиатора из-за тесноты позади теплообменников.
Важнейшим из них является более плотный зазор между поршнем и цилиндром и зазором поршневого кольца. Цилиндр с улучшенной герметичностью удерживает большее давление в цилиндре для большей мощности и эффективности, пропускает меньше масла через кольца, чтобы снизить риск детонации, медленнее загрязняет масло и означает, что требуется поднимать меньше масла. Более плотные поршни буквально работают тише, что позволяет использовать более амбициозные стратегии датчиков детонации в двигателях с компьютерным управлением.
Масляные радиаторы обычно монтируются непосредственно к задним охлаждающим перегородкам, потому что это компактная и относительно простая технологическая операция.
Это хорошо работает на самолетах с низкими характеристиками, таких как этот RV-9, но по мере увеличения скорости и отвода тепла установка охладителя под углом для организации потока воздуха от охладителя к выходу из капота помогает.
Другим преимуществом является возможность обеспечить большую охлаждающую способность вокруг горячих точек, например, полностью вокруг седла выпускного клапана. Сложные внутренние пути потока воды, которые теперь возможны благодаря компьютерному моделированию, также означают более равномерную температуру в головке блока цилиндров. Таким образом, при жидкостном охлаждении значительно лучше контролируется рост температуры двигателя; поэтому возможны более точные допуски по всему двигателю. Опять же, все это увеличивает мощность и эффективность.
Двигатели с жидкостным охлаждением также могут быть физически более компактными и, что еще более важно, жесткими. Это потому, что цилиндры и головки цилиндров могут быть отлиты в виде монолитных блоков, а не высовываться из картера, как пучок дрожащих шипов дикобраза.
Поскольку охлаждающие ребра не нужны, цилиндры могут быть расположены более плотно, что укорачивает коленчатый вал, повышает жесткость и двигатель в целом.
Стоит ли упоминать, что жидкостное охлаждение позволяет использовать более узкие форм-факторы? Быстрое сравнение между V-12 и радиальным двигателем установит эту картину. Тем не менее, нынешние подавляющие реалии горизонтально-оппозитной компоновки в авиации общего назначения означают, что в ближайшее время мы не увидим много новых тонких рядов.
Оптимизация имеет значение как внутри, так и снаружи капота. Гонщики Формулы-1 используют удлиненные пропеллеры для более изящного планера, а также плавно закрытую систему охлаждения, за которой следуют выходные туннели воздушного охлаждения с выхлопными газами.
На стороне отвода тепла, по мнению проектировщика планера, вокруг корпуса размещается переносной радиатор, к которому можно эффективно направлять воздух. Уловки, такие как эффект Мередит, могут уменьшить лобовое сопротивление при охлаждении, а также размещение охлаждающих выходов в областях с низким давлением.
Сделать то же самое с воздушным охлаждением на практике сложнее.
Недостатками водяного охлаждения являются его повышенный вес, сложность и первоначальная стоимость. От увеличения веса никуда не деться, хотя более высокая топливная экономичность может компенсировать часть этого в более крупных самолетах. Точно так же сложность, как радиатор, трубопроводы, соединения, насос и термостат — все это «дополнительно» по сравнению с воздушным охлаждением. Но мы должны сказать, что иногда полусырые преобразования традиционных Continental и Lycoming с воздушно-водяным охлаждением приводят к ненужной сложности с глупыми соединениями шлангов между цилиндрами, внешними термостатами и другими инженерными оскорблениями, не имеющими смысла. встроенный двигатель жидкостного охлаждения.
Устранение острых краев на выходе воздуха из нижнего брандмауэра — еще одна область, которую гонщики, такие как Чиаветта, сочли полезными для снижения турбулентности и организации охлаждающего воздушного потока.