0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство радиатора системы охлаждения

Устройство автомобилей

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Радиатор

Назначение и устройство радиатора

Радиатор предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости потоку воздуха, т. е. он является основным теплообменным узлом системы охлаждения двигателя.
Общее устройство радиатора жидкостной системы охлаждения двигателя представлено на рисунке 3.
Более подробно устройство радиатора показано на рисунках 1 и 2.

Верхний 9 ( рис. 1,а ) и нижний 15 бачки радиатора соединены с сердцевиной 12. В верхний бачок впаяны заливная горловина 8 с пробой 7 и патрубок для подсоединения гибкого шланга, который подводит нагретую охлаждающую жидкость к радиатору.
Сбоку заливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки.
В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга 13.
К верхнему и нижнему бачкам прикреплены боковые стойки 6, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойки и пластины образуют каркас радиатора.

Основным теплообменным элементом радиатора является его сердцевина, состоящая из многочисленных трубок, соединенных в соты с помощью металлических пластин или лент. Трубки радиатора могут иметь круглое, овальное или прямоугольное сечение. При этом чем меньше площадь проходного сечения и тоньше стенка трубки, тем выше ее теплообменная способность.
Для прохода охлаждающей жидкости применяют шовные или цельнотянутые трубки из латунной ленты толщиной до 0,15 мм.

Сердцевины радиаторов автомобилей могут быть трубчато-пластинчатыми или трубчато-ленточными.
В трубчато-пластинчатых радиаторах охлаждающие трубки располагаются относительно потока воздуха в шахматном порядке в ряд или под углом ( рис. 2,а-г ). Пластины оребрения выполняются плоскими или волнистыми. Для усиления теплоотдачи на них могут быть выполнены специальные турбулизаторы в виде отогнутых просечек, которые образуют узкие и короткие воздушные каналы, расположенные под углом к потоку воздуха ( рис. 2,д ).

В трубчато-ленточных радиаторах ( рис. 2,е ) охлаждающие трубки располагаются в ряд. Ленту для решетки изготовляют из меди толщиной 0,05…0,1 мм. Для усиления теплоотдачи создают завихрения воздушного потока путем выполнения на ленте фигурных выштамповок или отогнутых просечек ( рис. 2,ж ).

В последнее время получили широкое распространение радиаторы из алюминиевого сплава, которые легче латунных и дешевле, однако их надежность и долговечность уступает радиаторам из латунных сплавов. Кроме того, латунные радиаторы проще ремонтировать при помощи пайки. Детали и элементы конструкции алюминиевых радиаторов соединяются обычно завальцовкой с применением герметизирующих материалов.

Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя патрубками и гибкими шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутами. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора без нарушения герметичности системы жидкостного охлаждения.

Пробка 7, закрывающая горловину 8 радиатора, состоит из корпуса 18 ( рис. 1,б ), парового 22 и воздушного 25 клапанов и запирающей пружины 21.

На стойке 20, с помощью которой к корпусу прикреплена запирающая пружина, установлен паровой клапан, прижатый пружиной 19. Воздушный клапан 25 прижимается пружиной 26 к седлу 27.
Плотное прилегание клапанов к седлам достигается установкой резиновых прокладок 23 и 24. При повреждении резиновых прокладок система охлаждения становится открытой и охлаждающая жидкость закипает при температуре 100 ˚С.
При исправных клапанах давление в системе несколько больше давления окружающей среды и температура кипения охлаждающей жидкости составляет 108…119 ˚С.

В случае закипания охлаждающей жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При давлении 145…160 кПа открывается паровой клапан 22, преодолевая сопротивление пружины 19. Система охлаждения сообщается с атмосферой, и пар выходит из радиатора через пароотводящую трубку 17.
После охлаждения жидкости пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение.
При давлении 1…13 кПа открывается воздушный клапан 25 и в радиатор через отверстие 28, и клапан начинает поступать воздух из атмосферы. Паровой и воздушный клапаны предотвращают возможное повреждение радиатора вследствие высокого давления, как с внешней, так и с внутренней стороны.
В случае использования в системе охлаждения расширительного бачка, клапаны могут размещаться в его пробке.

Для регулирования потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, в системе охлаждения грузовых автомобилей и автобусов, а также легковых автомобилей устаревших конструкций применяют жалюзи с приводом из кабины водителя ( рис. 1,а ).
Жалюзи изготовляются из набора вертикальных или горизонтальных пластин-створок из оцинкованного железа, которые объединены рамкой и шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный (или групповой) поворот пластин вокруг оси. При перемещении рукоятки 4 вперед до отказа створки жалюзи полностью открываются, и воздух свободно проходит между трубками радиатора, отбирая у них излишки теплоты. Для регулирования температурного режима рукоятку привода жалюзи можно установить на фиксаторе 5 в любом промежуточном положении.
В некоторых автомобилях применяются жалюзи в виде брезентовых или кожаных штор, подпружиненных в специальном тубусе и оснащенных механизмом подъема и опускания.

Современные легковые автомобили, как правило, не оснащаются жалюзи для регулирования воздушного потока к радиатору – чаще применяются системы автоматического включения и выключения вентилятора системы охлаждения с помощью электрических или гидравлических устройств. Это позволяет повысить комфорт управления автомобилем.

Эффективность обдува сердцевины радиатора воздухом повышается за счет применения направляющего кожуха – диффузора 16, который крепится к рамке радиатора и охватывает по кругу вентилятор системы охлаждения. Диффузор направляет воздушный поток через сердцевину, исключая его движение мимо радиатора.

Особенности эксплуатации радиаторов

Поскольку радиатор изготовляют из тонкостенных трубок и пластин, он является очень нежным и хрупким устройством. Поэтому при обслуживании и ремонте необходимо бережно обращаться с радиатором, чтобы не повредить детали сердцевины, патрубки или бачки.

Читать еще:  Подшипник первичного вала ваз 21214 нива

В летний период времени водители нередко используют в качестве охлаждающей жидкости воду – она дешевле и эффективнее участвует в процессах теплообмена благодаря физическим свойствам. Но такая экономия может привести к повреждению и даже разрушению деталей и узлов двигателя.
Не следует забывать, что антифризы уменьшают образование накипи на стенках рубашки охлаждения блока и головки блока. Кроме того, в современных автомобилях низкозамерзающие жидкости зачастую служат не только для охлаждения двигателя, но и для смазки некоторых узлов, например, подшипников жидкостного насоса системы охлаждения. Вода такие функции выполнять не может.

При использовании воды в жидкостной системе охлаждения вместо низкозамерзающих жидкостей в холодный период времени года, ее следует тщательно удалять из радиатора и рубашки охлаждения двигателя при постановке автомобиля на хранение в не отапливаемых помещениях и на открытой стоянке. В противном случае замерзшая вода (как известно, вода расширяется при замерзании) может нарушить герметичность системы, повредив стыковые соединения деталей и даже разорвать трубки сердцевины и бачки радиатора, головку блока и блок-картер двигателя.
По этой причине необходимо убедиться, что вода полностью вытекла через открытые краники на блоке и радиаторе (крышка радиатора при этом должна быть снята), а затем продуть систему несколькими оборотами коленчатого вала при помощи стартера или даже на несколько секунд запустив двигатель без охлаждающей жидкости.
Краны после слива воды из системы охлаждения лучше оставить открытыми.

Иногда вода в системе охлаждения может привести к перегреву двигателя при запуске в очень холодное время года, если в системе охлаждения предусмотрены терморегулирующие клапаны – термостаты. В период прогрева двигателя термостат закрывает допуск охлаждающей жидкости в радиатор, и направляет ее по малому кругу. В это время часть воды, находящаяся в радиаторе двигателя, патрубках и гибких шлангах, а также в радиаторе отопителя кабины, остается неподвижной и может замерзнуть, образовав ледяные пробки в различных участках большого круга, чаще всего – в трубках радиатора и патрубках.
После прогрева двигателя и открывания клапана термостата в большой круг системы охлаждения эти пробки зачастую не удается растопить из-за отсутствия циркуляции воды, и она продолжает перемещаться лишь по малому кругу, нагреваясь все сильнее. Это может привести к перегреву двигателя. В таких случаях необходимо принять меры к ликвидации ледяных пробок в системе – автомобиль срочно поставить в теплый гараж, а патрубки и трубки радиатора проливать горячей водой, пока пробки не растают. Если при этом двигатель не заглушается, следует внимательно следить за его температурой.
Избежать подобных неприятностей можно используя в системе охлаждения специальные низкозамерзающие жидкости — антифризы.

Радиатор

Радиатор двигателя является частью охлаждающей системы автомобиля, предназначается для охлаждения циркулирующей в нем жидкости с помощью потока воздуха, создаваемого в процессе движения автомобиля и усиливаемого вентилятором.

Конструктивные особенности

Устройство радиатора охлаждения двигателя мало чем отличается от конструкции любого другого устройства с аналогичными функциями. Изготавливаются радиаторы преимущественно из меди и алюминия, как материалов прочных, удобных в ремонте и имеющих хорошие параметры теплоотдачи. Современный радиатор двигателя может быть:

  1. трубчатым;
  2. пластинчатым;
  3. иметь форму сот.

Между пластинами, сотами или трубами располагаются поперечные латунные полоски, делающие изделие более жестким, а также увеличивают площадь обдува, что повышает качество охлаждения. Постоянное круговое движение жидкого теплоносителя в системе обеспечивается специальным устройством – помпой. Все части системы соединяются между собой термостойкими патрубками, чаще всего прорезиненными.

В качестве теплоносителя, циркулирующего в радиаторе, чаще всего применяются всем известные составы, такие как антифриз или тосол, хотя многие автолюбители в теплое время заливают туда и простую дистиллированную воду. Жидкость заливается в специальный расширительный бачок, предназначаемый не только для повышения удобства наполнения, но и для обеспечения возможности расширения жидкости в системе, ведь ее объем варьируется в зависимости от температуры и давления.

Устройство радиатора охлаждения двигателя

Принудительное охлаждение радиатора осуществляется с помощью вентилятора. В современных автомобилях реализуется одна из двух концепций вентиляторов:

  • приводимые в движение коленвалом;
  • приводимые в движение отдельным электромотором.

Если первые работают постоянно, то вторые включаются автоматически только тогда, когда температура жидкости в системе охлаждения достигает критического значения. Например, такое случается при продолжительной стоянке заведенного автомобиля, когда естественный обдув радиатора встречным воздухом отсутствует.

Принцип действия

Радиатор системы охлаждения двигателя не является новым или высокотехнологичным устройством. Принцип его работы прост: тосол, циркулирующий в соприкосновении с цилиндрами двигателя, отбирает у них основную массу тепла, которое он переносит в радиатор двигателя. Теплоноситель циркулирует через радиатор тонкой струйкой по длинному и извилистому маршруту. Это позволяет воздуху хорошо обдувать соты или трубки с горячим тосолом, в некоторой степени охлаждая их. Далее остывший теплоноситель снова возвращается к цилиндрам, где опять нагревается, и процедура повторяется.

Многие модели грузовиков дополнительно оборудуются радиаторами, предназначенными для охлаждения моторного масла, что позволяет препятствовать разжижению смазки, которая таким образом не пригорает к узлам двигателя. Конструктивно он исполняется точно таким же, как водяной радиатор, разве что чаще всего имеет меньшие размеры.

Читать еще:  Замена замка зажигания ваз 21099 карбюратор

Раз в год рекомендуется производит чистку радиатора.

Поломки и ремонт

Радиаторы охлаждения двигателя долговечны, но не являются неуязвимыми – они также периодически выходят из строя. Радиаторы двигателя могут загрязняться мусором и различными отложениями из системы охлаждения.

Они изнашиваются от воздействия агрессивных реагентов в условиях зимней эксплуатации автомобиля, часто пробиваются камнями и выходят из строя по другим причинам. Радиатор может пострадать из-за поломки другого элемента системы охлаждения (температурного датчика, помпы, клапана пробки и проч.).

Если радиатор поврежден, можно пойти двумя путями – заменить его или отремонтировать.

При незначительном повреждении радиатора его можно запаять, но при большой площади повреждения целесообразнее будет замена.

Согласно статистике в 80% случаев радиатор можно восстановить. Наиболее распространенная неисправность радиатора – засорение сот, из-за чего ухудшается циркуляция теплоносителя, что в последствии может привести к перегреву двигателя.

В таком случае достаточно промыть их под проточной водой. Нужно отсоединить радиатор внизу, а потом сверху направить в него как можно более мощную струю воды, что позволит вымыть все пробки.

Если радиатор начал протекать, существуют специальные герметики внешнего и внутреннего применения, позволяющие быстро устранить данную проблему.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Принцип работы радиатора охлаждения двигателя

Современные двигатели внутреннего сгорания в обязательном порядке оснащаются системами охлаждения. Наиболее прогрессивным является жидкостной тип. Это связано с тем, что в блоке цилиндров ДВС температура может достигать 1800-2000 С. При этом лишь часть тепла переводится в полезную работу, а оставшуюся невостребованной тепловую энергию необходимо выводить в атмосферу.

Чтобы обеспечить правильный отвод тепла и работоспособность отдельных узлов системы, необходимо знать устройство радиатора охлаждения двигателя и других элементов, включенных в данный процесс. Если не поддерживать их в рабочем положении, то это может быстро сказаться на выходе из строя силовой установки, а также повлечет за собой дорогостоящий ремонт мотора.

Функционирование системы

Значительное повышение температурного режима в цилиндрах мотора способно приводить к геометрической деформации деталей, выгоранию смазочных материалов и искажению технологических зазоров, установленных производителем. В итоге такие события способствуют существенному возрастанию износа сопрягающихся изделий. Повышается риск заклинивания или заедания.

Важно знать, что чрезмерно нагретый мотор способствует снижению коэффициента наполнения цилиндров всех типов силовых установок, а для бензиновых движков негативное влияние сказывается в виде уменьшения детонационного сгорания топливовоздушной смеси.

Также нежелательно переохлаждение силовой установки. Слишком холодный двигатель внутреннего сгорания теряет мощностные качества из-за тепловых потерь, ведь происходят такие процессы:

  • смазка становится слишком вязкой;
  • повышается трение;
  • определенный объем топлива конденсируется, удаляя часть смазки с боковых внутренних поверхностей;
  • из-за серных соединений появляются очаги коррозии.

Принцип работы радиатора охлаждения двигателя заключается в поддержании наиболее выгодного терморежима для установки. Важно это понимать.

Разнообразие конструкций

В транспортных средствах с ДВС встречаются такие типы охлаждения, как:

  • воздушная;
  • на основе жидкости;
  • комбинированная.

Первый тип считается устаревшим. Он использовался на стареньких «Запорожцах», шум от которых был слышен за многие километры. Блок цилиндров изготавливался ребристым (увеличенная площадь отдачи), а на него направлялся поток воздуха от вентилятора.

Жидкостные системы применяются на всех современных моторах. В качестве циркулирующих жидкостей применяются специальные растворы, например, тосол с пониженной температурой замерзания.

В комбинированных системах разводки дополняется установленным вентилятором. Он запускается автоматически.

Жидкостные системы бывают открытыми, когда в циркуляции обеспечен доступ к внешней окружающей среде за счет применения пароотводной трубки. Закрытая схема не предполагает сообщение с окружающей средой, что позволяет внутри держать давление выше атмосферного. Второй тип за счет увеличения давления повышает температуру закипания. В результате жидкость может доходить до 110—120 С.

Существует три наиболее популярных варианта перемещения ОЖ:

  1. Принудительный. Конструкция задействует насос, который насильно прогоняет антифриз по трубам.
  2. Термосифонный. Перемещение ОЖ осуществляется благодаря разнице в плотности тосола, располагающегося внутри радиатора и того, который имеется в каналах рубашки. В процессе работы теплая масса от мотора уходит в верхнюю область, перемещаясь в радиаторный бачок. Там все остывает, ее коэффициент плотности увеличивается, что позволяет ей перемещаться вниз к входящим патрубкам рубашки двигателя.
  3. Смешанный (комбинированный). У более перегретых элементов, например, ГБЦ снижают температуру принудительно с применением насоса, а рубашка мотора работает в термосифонном режиме.

Актуальная система

Отечественные и зарубежные системы охлаждения в подавляющем большинстве представляются закрытыми, где жидкости перемещаются принудительно. Основными их элементами служат:

  • радиатор охлаждения;
  • патрубки и соединительные шланги;
  • рубашка (технологические каналы блока);
  • водяная помпа;
  • многолопастной вентилятор;
  • термостат.

При работе силовой установки располагающийся антифриз в каналах рубашке получает от мотора тепло. Далее она перемещается по имеющимся каналам к радиатору, чтоб остывать, и возвращается по другим каналам обратно. Движению помогает располагающийся в системе насос, а охлаждению способствует расположенный за радиатором большой вентилятор. Интенсивность работы корректируется встроенным термостатом и своевременным автозапуском/автоостановкой вентилятора.

Долив необходимого объема антифриза осуществляется через специальную горловину в радиаторе. Также это можно делать посредством расширительного бачка. Как правило, в современных системах умещается около 6—12 л тосола. Заменить его удастся после полного слива, отвинтив крышку на блоке либо в нижней части радиаторного бачка.

Читать еще:  Характеристика лада с дизельным двигателем

Устройство и назначение радиатора системы охлаждения двигателя

Избыточное радиаторное тепло удаляется в окружающее пространство. Этому способствует его особая конструкция. Основными элементами изделия являются:

  • верхний бачок;
  • нижний бачок;
  • сердцевина;
  • элементы крепления.

Наиболее популярными материалами для изготовления радиаторов являются:

  • медь;
  • алюминий;
  • медные сплавы;
  • сплавы на основе алюминия.

Сердцевина изделия изготавливается в разном виде. Встречается трубчатый тип, бывает пластинчатый вариант, а также выпускается в сотовом виде. Чаще всего можно встретить трубчатую конструкцию. Внутри располагаются вертикальные трубки с сечением в виде овала либо круга. Они пропускаются сквозь ряды тонких пластин, установленных горизонтально. Они припаяны к обоим бачкам.

Важно знать! Присутствие пластинок способствует не только повышению жесткости конструкции, но и оказывает значительное позитивное влияние на теплоотдачу.

Предпочтительными являются трубки овального сечения. У них увеличена поверхность охлаждения, а это способствует быстрому теплообмену. Также, если случается нежелательное перемерзание жидкости, то овал лишь деформируется, а круг способен разорваться, разгерметизировав систему.

Реже встречаются пластинчатые варианты исполнения. В них ОЖ перемещается по объему, который сформирован двумя спаянными друг с другом фигурными пластинами. Нижняя торцевая часть и верхняя соединены с резервуарами. Охлаждающий воздух перемещается по внешней части пластин. Чтобы увеличить поверхность охлаждения, пластины изготовлены гофрированными. Таким образом удается скорей проводить остывание, чем у трубчатых аналогов.

Однако с пластинами больше встречаются недостатки. Они проявляются в быстром загрязнении, необходимости наличия большего числа спаянных участков, применении более тщательного ухода.

Сотовые конструкции сердцевин предполагают наличие горизонтальных круглых трубок для воздуха, которые снаружи омываются анитифризом. Для обеспечения комфортной спайки таких систем трубки развальцовываются на концах до шестиугольной формы. Такой формат обеспечивает большую, чем в аналогах охлаждающуюся поверхность.

Верхняя часть бочка, расположенного выше, оснащена припаянной горловиной. Снаружи она закрыта специальной пробкой с паровым клапаном. Также к бачку подходит небольшой патрубок, который нужно соединять с гибким шлангом. Через него подводится охлаждающая жидкость.

В нижнем бачке имеется отводящий патрубок с гибким шлангом. Для качественной фиксации использованы винтовые хомуты. Подобная конструкция позволяет иметь небольшое смещение блока относительно охладителя.

Пробка помогает изолировать систему от внешней среды. В ее конструкции присутствуют такие элементы:

  • металлический корпус;
  • паровой клапан;
  • воздушный клапан;
  • блокирующая пружина.

При возможном кипении системы охлаждения повышается уровень давления внутри всех резервуаров. По достижении определенного критического значения, которое установлено производителем, происходит открытие парового клапана, и избыточное давление стравливается в атмосферу. Это является нормальным событием.

В ином случае срабатывает воздушный клапан. После остановки автомобиля происходит охлаждение жидкости, во время которого пар конденсируется и в системе давление снижается ниже атмосферного. Избежать сдавливания трубок вовнутрь помогает впускной клапан с крышки радиатора. Он после открытия пропускает немного воздуха внутрь, обеспечивая баланс внутреннего и внешнего давления.

Компенсировать необходимый рабочий объем антифриза помогает наличие расширительного бачка. В нем должна сохраняться жидкость в установленном производителем количестве. Важно мониторить уровень жидкости в расширительной емкости.

В определенных моделях радиаторов отсутствует заливной патрубок. Добавлять антифриз до требуемого объема тогда следует через расширительный бак. Осуществляется контроль заполненности лишь на холодном моторе.

Наличие термостата

Важная роль в системе отводится также термостату. Он помогает скорей набрать нужную температуру двигателю и поддерживать ее в течение работы силовой установки.

Чаще всего их монтируют в рубашке охлаждения головки цилиндров по пути циркуляции жидкости от блока к верхнему радиаторному бачку. Применяются такие типы термостатов, которые отличаются по типу наполнителя:

  • с твердым наполнителем;
  • с жидким наполнителем.

В первой ситуации внутри элемента встроена медная небольшая емкость, внутренность которой заполнена наполнителем является масса из церезина и медного порошка. Верхняя часть герметизирована крышкой и отделена от емкости специальной диафрагмой. В верхней части стоит шток, оказывающий воздействие на встроенный клапан.

До повышенной температуры содержимое емкости находится в твердом виде, а клапан закрыт. Во время нагрева мотора содержимое полости плавится, с увеличением объема, воздействуя на спецдиафрагму, шток и раскрывает клапан.

Во второй ситуации в комплект термостата входит оригинальной формы цилиндр из латуни, корпус, шток и двойной клапан. Внутри полости имеется объем жидкости, которая закипает при 72—74 С. На холодном движке клапан закрыт, и тосол двигается по меньшему кругу. При нагреве обеспечивается расширение, и открытие клапана.

Меры безопасности

Водитель должен следить за температурой со своего места. Для этого у него имеется специальная шкала со стрелкой, которая должна находиться в среднем положении. Также при превышении порогового значения загорается соответствующий световой индикатор на панели приборов.

Не допускается движение со значительным превышением установленной температуры. Нужно остановиться и дождаться охлаждения жидкости. Запрещено открывать крышку на радиаторе при горячем двигателе, чтобы не получить ожог паром. Долив необходимо осуществлять лишь после полного остывания мотора.

Без необходимого объема антифриза нельзя продолжать движение. Нужно вызывать эвакуатор или буксировать авто до станции техобслуживания, чтобы не заклинил двигатель. Рекомендуем возить с собой емкость с несколькими литрами тосола, качество которого соответствует сезону года.