Система охлаждения ДВС: как устроена и надо ли промывать ее зимой?

Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Система охлаждения ДВС: как устроена и надо ли промывать ее зимой?». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.

Система охлаждения двигателя — это комплекс устройств, позволяющих поддерживать оптимальную температуру работающего двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Перегрев способен вывести ДВС из строя, поскольку его компоненты сохраняют заданные характеристики только до определенного температурного порога. Излишки тепла отводятся в атмосферу.

Что такое система охлаждения двигателя

Переохлаждение также вредно для ДВС. В этом случае масло не может эффективно смазывать трущиеся детали, что ведет к их быстрому износу. Кроме того, снижается мощность двигателя и повышается расход топлива. Поэтому в системах охлаждения ДВС имеются устройства, позволяющие ускорить прогрев двигателя при низкой температуре «за бортом».

Какие еще функции может выполнять система охлаждения двигателя?

Устройство системы охлаждения двигателя

Сначала затронем конструирование устройства системы охлаждения. При конструировании системы охлаждения производители учитывают целый комплекс факторов:

• тепловая мощностью ДВС (быстрота выделения тепла),
• габаритов радиатора, вентилятора и водяной помпы,
• давления в СО,
• конструктивных особенностей термостата.

Если проектируется жидкостная система, учитывается тип охлаждающей жидкости – антифриза: этиленгликолевый (карбоксилатный, лобридный, комбинированный), пропилен-гликолевый.

Если проектируется воздушная СО, обязательно учитывается температура и влажность окружающего ДВС воздуха.

При конструировании воздушных систем специалисты заинтересованы, в первую очередь, обеспечить подачу воздуха к:

• перемычкам между гнездами клапанов (самым горячим местам головки цилиндров), если речь касается бензиновых ДВС.
• форсункам, если в фокусе внимания – дизельные двигатели.

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.

Работа системы охлаждения

Циркуляцию жидкости в системе охлаждения осуществляют по двум кругам: малому и большому.

По малому кругу жидкость циркулирует при пуске холодною двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев в такой последовательности: жидкостной насос — распределительные трубы — рубашка охлаждения блока цилиндров — рубашка охлаждения головки блока цилиндров — верхний патрубок термостата (клапан закрыт) — перепускной шланг приемная полость жидкостного насоса.

По большому кругу жидкость циркулирует при прогретом двигателе: жидкостной насос (как и по малому кругу) — термостат (клапан открыт) — резиновый шланг — патрубок радиатора — верхний бачок радиатора — сердцевина радиатора — нижний бачок радиатора — патрубок — шланги — приемная полость жидкостного насоса.

Влияние температурных параметров на работу мотора

За один рабочий цикл температура в цилиндрах ДВС изменяется от 80…120 градусов Цельсия во время впуска горючей смеси до 2000…2200 градусов Цельсия в процессе ее сгорания. При этом силовой агрегат достаточно сильно нагревается.

Принято считать, что двигатель нормально функционирует, если интервал изменения температуры в районе блока цилиндров находится в пределах 90 – 110 градусов Цельсия.

Если мотор во время работы охлаждается недостаточно интенсивно, то его детали сильно нагреваются и изменяются в размерах. Значительно уменьшается (из-за выгорания) и объем моторного масла, залитого в картер. В итоге увеличивается трение между взаимодействующими деталями, что приводит к их быстрому износу или даже заклиниванию.

Однако и переохлаждение ДВС отрицательно сказывается на его работе. На стенках цилиндров холодного двигателя происходит конденсация паров топлива, которые, смывая слой смазки, разжижают моторное масло, находящееся в картере.

Для исключения негативных последствий, связанных с нарушением теплового режима, системы охлаждения проектируются так, чтобы исключить перегрев и переохлаждение мотора в процессе эксплуатации.

В результате химические свойства последнего ухудшаются, что способствует:

• увеличенному расходу моторного масла;
• интенсивному износу трущихся поверхностей;
• падению мощности силового агрегата;
• увеличению расхода горючего.

Устройство и принцип работы воздушной и жидкостной систем охлаждения.

Воздушная система охлаждения двигателя очень проста в устройстве. Ребристые головки цилиндров, а сами ребра расположены вдоль направления воздушного потока, которым они обдуваются. За счет ребер повышается площадь нагретой системы, которая обдувается воздухом, поэтому и отдача тепла происходит намного лучше. Ребра могут располагаться как вдоль оси цилиндра, так и поперек цилиндра.

Система воздушного охлаждения не только проста в устройстве, но и надежна. Вся система представляет собой обычный ребристый цилиндр, а за счет грамотного расположения и происходит качественное охлаждение двигателя. Рядом с простотой система имеет и ряд недостатков. Например, низкая эффективность – потоки воздуха недостаточно теплоемкие, поэтому нет возможности применять эту систему на очень мощных двигателях. Поэтому принято использовать воздушную систему на двигателях малой кубатуры – на мотоциклах и малолитражных автомобилях. Наиболее яркими представителями автопрома с воздушной системой охлаждения являются знаменитый Фольксваген «Жук» и не менее знаменитый «Запорожец».

Охлаждение двигателя за счет жидкостной системы устроено намного сложнее. В качестве теплоносителя используется вода, а ее необходимо еще подать к нагретым деталям двигателя. Именно при помощи так называемой «водяной рубашки» и решается эта задача. «Водяная рубашка» — это система полостей для воды в блоке цилиндров и головки блока цилиндров. Вода проходит сквозь двигатель по самых горячих его частях, отбирает тепло и отдает его в атмосферу.

Жидкостное охлаждение двигателя тоже имеет недостатки. Система не имеет принудительного охлаждения жидкости, то есть она теряет тепло только в расширительном бачке, что тоже не дает ее использовать в моторах большой мощности. Поэтому именно гибридная система вытеснила чисто жидкостную и воздушную системы.

Автомобили, устройство и характеристики автомобильного транспорта, авиация, велосипеды, мотоциклы, водный транспорт, исторические сведения и все о транспорте Транспорт

Неисправности системы охлаждения

Итак, каковы «симптомы» неисправности системы? В их роли могут выступать следующие признаки:

• перегрев ДВС;
• переохлаждение мотора;
• видимая утечка охладителя.

Не заметить поломку очень сложно – мотор будет работать некорректно и нормальное передвижение на автомобиле станет попросту затруднительным.

Чаще всего встречаются следующие неисправности.

• Проблемы с радиатором. Здесь спектр поломок довольно большой: это и засорение патрубков, и загрязнение решетки, и нарушение целостности устройства.
• Поломка насоса. Чаще всего возникают загрязнение, нарушение центробежности или физический износ вследствие продолжительного срока эксплуатации.
• Проблемы с вентиляторов. Наиболее часто ослабевает привод или выходит из строя подшипник вентилятора. В результате он вращается не в полную силу.
• Нарушение целостности одного из элементов системы. В данном случае в роли поломки может выступать трещина в рубашке цилиндров, в патрубках, насосе или любой другой детали. Она приводит к утечке охладителя и менее эффективному снижению температуры.
• Поломка термостата или температурного датчика. Если один из этих компонентов перестанет корректно работать, то жидкость будет циркулировать только по одному замкнутому кругу (обычно большому).

Неисправности выявляются в ходе тщательного осмотра всех деталей системы и их последующего ремонта или замены (в случае, если отремонтировать устройство не представляется возможным).

Работа жидкостной системы охлаждения

Топливо сгорает внутри цилиндров, которые располагаются в блоке, его стенки образуют, так называемую «рубашку блока». Полость сложной формы между гильзами цилиндров и стенками блока — это зарубашечное пространство. В нем циркулирует охлаждающая жидкость, которая приводится в движение насосом. Это малый круг: насос ОЖ (помпа) — рубашка блока — возвратный патрубок — снова насос.

Пока двигатель холодный, ОЖ перемещается по малому кругу. Тепло отводится в атмосферу через стенки блока, головки блока и другие поверхности. Циркуляция обеспечивает более или менее равномерное соблюдение температурного режима. В целом жидкость нагревается, поскольку не идет в радиатор — ее ток перекрывает клапан термостата. Термостат — это механизм, который расширяясь от тепла, открывает большой круг охлаждения и перекрывает малый. При падении температуры он открывает малый и закрывает большой.

Устройство системы охлаждения двигателя

При рассмотрении устройства системы охлаждения первое, что может броситься в глаза – так это то, что в системе охлаждения двигателя нет бака, где хранится жидкость. Он тут просто не нужен, так как вся жидкость находится в радиаторе или полостях и каналах двигателя. Имеющийся расширительный бачок служит для залива жидкости в систему, а также обеспечения автоматического пополнения жидкости в системе при нарушении ее герметичности.

Типичное устройство системы охлаждения представлено ниже:

Изучение начнем с насоса (помпы). Название у него так и сохранилось с прошлых лет – водяной насос, и представляет собой внутри что-то вроде маленькой мельницы. Как и в системе смазки, он подает под давлением жидкость в каналы ДВС. Конечная цель ох­лаж­да­ю­щей жидкости – пройти через полости блока цилиндров. Именно в цилиндрах — самая высокая температура, передающаяся остальным деталям и узлам. В результате передачи тепла блок цилиндров охлаждается, а жидкость системы охлаждения двигателя автомобиля нагревается, то есть происходят обыкновенные физические процессы, направленные на уравнивание температуры. Дальше разогретая жидкость проходит через часть остальных узлов двигателя и подается в радиатор.

Радиатор представляет собой объемную решетку, образованную из многочисленных мелких вертикальных каналов с поперечными пластинами. По этим многочисленным каналам жидкость, стекая вниз, охлаждается и отдает все свое тепло в атмосферу. Затем через нижнюю емкость радиатора по патрубкам снова попадает в водяной насос. Эта самая решетка за счет большого числа каналов увеличивает общую площадь охлаждения рабочей жидкости, в результате чего она быстрее остывает. Кроме того, потоки встречного воздуха при движении автомобиля значительно увеличивают этот эффект. Поэтому радиатор всегда расположен, спереди автомобиля. Однако и этого бывает недостаточно, особенно когда автомобиль стоит на месте или сам ДВС предназначен для работы в стационарных условиях или закрытых помещениях. Для этого предусмотрен вентилятор, крепящийся между радиатором и дви­га­те­лем. Он помогает усиливать циркуляцию воздуха через щели радиатора.

Вот, вроде бы, с устройством системы охлаждения и все. Но есть еще и другая функция, противоречащая названию системы – прогрев двигателя. В условиях низких температур, характерных для зимнего времени и северных районов, запуск и прогрев ДВС сильно зат­руд­нен. Топливо плохо распыляется, воздух холодный и влажный, а для масла и охлаждающей жидкости характерна повышенная вязкость. И для того, чтобы обеспечить двигателю ав­то­мо­би­ля ( см. устройство двигателя автомобиля ) условия нормальной работы, его не нужно охлаждать, а совсем наоборот – как можно быстрее прогреть. Для этого в системе охлаждения двигателя автомобиля предусмотрен такой элемент как термостат. При запуске холодного двигателя, он не пускает охлаждающую жидкость в радиатор. То есть, она из блока цилиндров напрямую попадает опять в водяной насос. Таким образом, передавая тепло от цилиндров к другим узлам ДВС, она их нагревает. Как только температура двигателя автомобиля дос­ти­га­ет 70-80°C, термостат автоматически срабатывает и открывает пропуск охлаждающей жидкости в радиатор, а тот патрубок, что был открыт при разогреве — закрывается.

Аналогично охлаждающей жидкостью происходит прогрев кабины водителя. За счет маленького радиатора и вентилятора в кабине, тепло от жидкости распространяется по са­ло­ну.

Последний прибор в устройстве системы охлаждения двигателя, играющий тоже немаловажную роль – это датчик температуры, расположенный в кабине. Водитель, имея постоянную информацию о температуре ДВС, может своевременно принять меры по устранению неисправности системы охлаждения, в случае превышения рабочих параметров. Самая частая неисправность системы охлаждения двигателя — это нарушение ее гер­ме­тич­нос­ти. Жидкость вытекает, а ее количества не хватает для охлаждения блока цилиндров, в результате чего, температура резко поднимается вверх, что и покажет датчик.

Чтобы ответить на вопрос, сколько антифриза требуется заливать в систему ох­лаж­де­ния двигателя, необходимо сначала рассмотреть, что он из себя представляет.

Антифризы, как это видно из названия, вещества, способные выдерживать низкие температуры и пребывать при этом в жидком состоянии. Такие вещества используются в качестве рабочих жидкостей в системах охлаждения современных автомобилей. Даже в случае очень низких температур антифриз превращается в рыхлую массу и не сможет разорвать (вследствие расширения) трубки и рубашки системы охлаждения, поскольку антифризы, замерзая, не увеличиваются в объеме.

В основе антифризов лежат органические вещества – многоатомные спирты. Это этиленгликоль (1,2-этандиол) и пропиленгликоль (1,2-пропандиол), а если быть точнее, то антифризы – это водные растворы этих многоатомных спиртов. С точки зрения безвредности для человека более предпочтительна пропиленгликолевая основа, поскольку этиленгликоль для человека – яд. Однако из-за более высокой себестоимости производители антифризов предпочитают использовать в качестве основы антифриза этиленгликоль. Поскольку этиленгликоль сам по себе достаточно химически активен и способен вести себя достаточно агрессивно по отношению к различным материалам, то в антифризах используют различные присадки; всего их насчитывают около 15-ти штук. Это присадки противокоррозионные, стабилизирующие, антивспенивающие. Этот набор присадок определяет область при­ме­не­ния антифриза на этиленгликолевой основе. Основываясь на качественном составе присадок, антифризы принято делить на несколько групп:

• Неорганические антифризы (они же силикатные). Для предотвращения процессов коррозии в этих антифризах используются силикаты, бораты, нитриты, фосфаты и нитраты в различных комбинациях. Типичным представителем этой группы ан­тиф­ри­зов является хорошо известный «Тосол». Данный тип антифризов весьма эффективен, однако имеет одно слабое место. Неорганические антифризы недолговечны, в них быстро разрушаются присадки. После разрушения присадки могут образовывать раз­лич­но­го рода отложения в системе охлаждения, а это чревато крупными неп­ри­ят­нос­тя­ми.
• Органические антифризы (они же карбоксилатные). В этих жидкостях в качестве присадок максимально используются соли карбоновых кислот. Преимущество таких антифризов в том, что свое антикоррозионное действие они проявляют только там, где коррозия началась, а значит, расход таких антифризов минимален. К тому же эти ан­тиф­ри­зы образуют очень тоненькую пленку, защищая элементы системы охлаждения от вероятной коррозии.
• Гибридные антифризы. Этот вид охлаждающих жидкостей занимает промежуточное значение между неорганическими и органическими антифризами. Помимо силикатов и фосфатов эти жидкости содержат и добавки солей карбоновых кислот.

Уход за системой охлаждения

Обычно поломки СО происходят при максимальных нагрузках, а именно во время езды. В дороге некоторые неисправности невозможно устранить. По этой причине не стоит дожидаться, когда нужен будет ремонт машины. Чтобы продлить срок службы всех элементов системы, ее необходимо вовремя обслуживать.

На разбивку покажу несколько известных автомобилей

• ВАЗ. Для автомобилей более старых версий (имеется ввиду 2101 — 2107) требовалось для системы охлажд. в районе– 8,5 литров антифриза. Более свежие переднеприводные автомобили типа КАЛИНА и ГРАНТА требуют для работы системы охлаждения 6 литров.
• РЕНО. Более актуально для версии автомобиля Рено ЛОГАН и для САНДЕРО – тут нам для работы системы охлаждения понадобится около 5 литров антифриза.
• KIA и некоторые автомобили марки Hyundai). В данном случае речь ведется о модели РИО. Тут многое будет зависеть от размера мотора: в среднем требуется 1. 5 литров.
• ДЭУ. Имеется ввиду Дэу НЕКСИЯ. Мотор размером 1,5 литра (8 клапанов) – для заправки нам требуется 6 литров антифриза. Чуть больше для версии 16-клапанов.

Система охлаждения двигателя — принцип работы

Поддержание оптимальной температурной среды необходимо для стабильного функционирования и долгой эксплуатации ДВС. От этого также зависят эффективность масла, обогрев салона, газовая рециркуляция, работа коробки и турбонадува. Система обеспечивает оптимальный тепловой режим даже при 45 градусах Цельсия, дает мотору быстро нагреваться до рабочей нормы и способствует минимальному расходу мощности на “включение” отдельных элементов и пр.

Узнайте стоимость диагностики двигателя онлайн за 3 минуты

Не тратьте время впустую – воспользуйтесь поиском Uremont и получите предложения ближайших сервисов с конкретными ценами!

Как работает охлаждение автомобильного двигателя

Для обеспечение нормальной “охлаждающей” деятельности необходим блок управления. Она учитывает температуру окружающей среды, смазки, рабочей жидкости и пр. После математической оценки различных параметров подаются команды, а также производится регулировка для компенсации отклонений.

Элементы узла перечислены ниже:

• радиаторы (трубчатый, масляный, газовый);
• вентилятор (возможно механическое, гидравлическое или электрическое приводное устройство);
• насос (необходим для циркуляции жидкости);
• термостат (регулирует объем раствора в радиаторе, вариант с электрическим подогревом позволяет использовать три его рабочих положения);
• отопительный теплообменник (позволяет использовать тепло из воздуха для последующего обогрева);
• бачок расширителя (компенсирует изменение объема воздушной массы);
• рубашка охлаждения мотора (магистрали для жидкости, проходящие через цилиндрический блок и головку блока ДВС);
• система управления (в том числе датчики).

Как работает ЭБУ охлаждения двигателя? Температурный сенсор посылает в блок управления электрический сигнал, опираясь на тепловые данные.

Похожие записи:

• Кабмин одобрил автоматическое продление лицензий в 2023 году
• Единое пособие с 1 января 2023 года в Москве
• Бесплатная парковка для инвалидов в 2023 году