Aklaypart.ru

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

Алгоритм работы системы охлаждения двигателя

Как работает система охлаждения автомобильного двигателя?

Автомобильный двигатель выделяет много тепла во время движения и должен постоянно охлаждаться, чтобы избежать перегрева и повреждения. Чтобы понять как работает охлаждительная система в машине, необходимо знать все основные ее компоненты.

Система охлаждения автомобиля — это сеть компонентов, которая отводит тепло от работающего двигателя. Современные автомобили достигают этого, используя жидкую охлаждающую жидкость и воду, циркулирующие по всей системе, предназначенные для отвода тепла от двигателя.

Разновидности систем охлаждения

Механизм поддержания рабочей температуры мотора (как бензинового, так и дизельного) может быть устроен по одному из трех принципов: с использованием охлаждающей жидкости, циркуляции воздушного потока или комбинированным методом.

Ранние конструкции автомобилей 50-70х годов оснащались исключительно воздушной разводкой. Данный механизм функционирует по принципу естественного или принудительного обдува воздухом из-под капота. Принудительное устройство работает за счет применения вентиляторов.

Сегодня такая конструкция применяется редко по причине ее малой продуктивности. Только лишь обдув, не способен эффективно охлаждать мощные моторы, из-за чего используется только совместно с более сложными механизмами.

Более совершенной, с технической точки зрения, является жидкостная система. Приведение рабочих элементов двигателя к нормальной температуре осуществляется при помощи жидкости, циркулирующей по специальным каналам. Они соединяются с радиатором, цепочками трубок и патрубков.

Современные машины последних моделей оснащаются комбинированными системами кондиционирования. Она совмещает жидкостную и воздушную разновидности и обоснованно считается наиболее эффективной. Охлаждение мотора происходит практически мгновенно независимо от того, сколько оборотов он набрал во время езды.

Принцип работы системы охлаждения двигателя в действии

Налаженная работа охлаждения обусловлена наличием системы управления. В автомобилях с современными двигателями её действия основаны на математической модели, в которой учтены различные показатели параметров системы:

    температура смазочного масла;

температура жидкости, используемой для охлаждения двигателя;

температура наружной среды;

  • другие важные показатели, влияющие на работу системы.
  • Система управления, оценивая различные параметры и их влияние на работу системы, компенсирует их влияние регулированием условий работы управляемых элементов.

    С помощью центробежного насоса осуществляется принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе. Проходя через рубашку охлаждения жидкость нагревается, а попав в радиатор — остывает. Нагревая жидкость, сами детали двигателя остывают. В рубашке охлаждения жидкость может циркулировать как в продольном (по линии цилиндров), так и в поперечном направлении (от одного коллектора к другому).

    От температуры охлаждающей жидкости зависит круг ее циркуляции. Во время запуска двигателя он сам и охлаждающая жидкость холодные, и чтобы ускорить его нагрев жидкость направляется на малый круг циркуляции, минуя радиатор. В дальнейшем, при нагревании двигателя, термостат нагревается и меняет свое рабочее положение на полуоткрытое. Вследствие этого охлаждающая жидкость начинает течь через радиатор.

    Если встречного потока воздуха радиатора недостаточно для понижения температуры жидкости до требуемого значения, включается вентилятор, образующий дополнительный поток воздуха. Охлажденная жидкость вновь попадает в рубашку охлаждения и цикл повторяется.

    Если в автомобиле используется турбонаддув, то он может быть оснащен двухконтурной системой охлаждения. Первый её контур охлаждает сам двигатель, а второй — наддувочный поток воздуха.

    Смотрите познавательное видео про принцип работы системы охлаждения двигателя:

    Работа системы охлаждения

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

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

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

    Читать еще:  Вибрация двигателя дэу нексия причины

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

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

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

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

    Основные неисправности системы

    Если обратиться к пункту 2.3.1 ПДД и к «Перечню неисправностей…», с которыми ограничивается движение транспортных средств, то в них можно обнаружить полное отсутствие упоминаний о проблемах, связанных с системой охлаждения двигателя. Это означает, что поломки системы не позиционируются в качестве неисправностей, с которыми запрещается движение. А, следовательно, система охлаждения и ее ремонт – это личное дело каждого водителя, степень его комфорта на дороге.

    Каковы же основные «несерьезные» проблемы, которые может испытывать система охлаждения ДВС?

    Во-первых, наиболее распространена негерметичность или течь охлаждающей жидкости. Причем, ее причины могут заключаться в смене уличной температуры (чаще – наступления сезона морозов). Среди популярных причин – и закоксованность патрубков и шлангов, которые под постоянным воздействием высокой температуры теряют эластичность. Протекание охлаждающей жидкости обуславливается и физическими повреждениями основного радиатора и радиатора «печки», полученными либо химическим путем (например, реактивами, входящими в состав тосола), либо посредством механического воздействия (например, удара).

    Во-вторых, не менее популярная неисправность – выход из строя (или заклинивание) термостата. Клапан термостата (устройство, находящееся в постоянном контакте с жидкостью), постепенно коррозирует. В конечном счете, происходит его заклинивание, что исключает срабатывание в системе «открыто-закрыто». Результаты подобного состояния термостата двояки:

    1. при заклинивании в положении «открыто» охлаждающая жидкость двигается только по большому кругу (с постоянным использованием радиатора), что приводит к слабому и длительному прогреву двигателя и, соответственно, плохой обогреваемости салона автомобиля;
    2. при заклинивании в положении «закрыто» охлаждающая жидкость, напротив, двигается только по малому кругу (без использования радиатора), что обусловливает перегрев двигателя и может привести к необратимым изменениям в структуре металла, уменьшению ресурса силового агрегата и даже к его поломке.

    В-третьих, серьезной неприятностью представляется поломка циркуляционного насоса (или «помпы»). Чаще всего эта неисправность связана с выходом из строя подшипника «помпы» — ее основной детали. Причины банальны – износ или некачественная запчасть. Спрогнозировать поломку затруднительно, но уловить начало нестандартной работы «помпы» более чем возможно – по характерному свистящему звуку подшипника. Он означает, что циркуляционный насос требует немедленной замены.

    В-четвертых, при определенных условиях возможно засорение системы охлаждения двигателя. Причинами подобного состояния является, как правило, отложение солей в каналах системы охлаждения (радиатора, блока, головки блока). При этом нарушается циркуляция охлаждающей жидкости и отвод излишнего тепла от двигателя и его деталей ухудшается. В конечном счете, это приводит к перегреву двигателя со всеми вытекающими отсюда последствиями.

    Охлаждение масла

    Система смазки в современных автомобильных моторах, помимо своей главной задачи — смазки трущихся деталей, — выполняет еще одну – теплоотводную: моторное масло отбирает часть тепла от работающих сопряженных частей мотора. Во многих современных двигателях даже предусмотрен собственный маслоохладитель, который в иных технологических картах и наставлениях так и называется — масляный радиатор.

    Применяется ли сегодня воздушное охлаждение?

    Да, применяется, и вполне успешно. В современном моторостроении различают два их типа: естественное (обдувом набегающего воздуха) и принудительное (при помощи вентиляторов).

    Естественное охлаждение чаще применяется в моторной авиации. Принудительное — например, в таких конструкциях, как водные и колесные скутеры (мотороллеры), в мотоблоках и других сельхоз- и коммунальных агрегатах и механизмах.

    В автомобилестроении можно вспомнить некоторые модели Volkswagen Group — Porsche, Beetle, он же – Kafer, а также итальянский Fiat-500, французский Citroën 2CV, чешскую легковушку Tatra-613 или родной и до боли знакомый всенародный автомобиль СССР — Запорожец.

    Читать еще:  Чем можно заменить двигатель компрессоре

    История моторостроения может вспомнить и тракторные двигатели с воздушным охлаждением, а также грузовые автомобили с многоцилиндровыми дизельными моторами. Та же, например, чешская 12-тонная Tatra выпускалась вплоть до 2010 годов и до сих пор «в строю». К слову, кабина водителя этого самосвала нагревается специальным электрическим отопителем, а салон Запорожца — автономным… бензиновым.

    Что такое система охлаждения

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

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

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

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

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

    Устройство и принцип работы водяного типа

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

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

    Конструкция и устройство зависят от модели авто.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Читать еще:  Характеристики двигателя пылесоса уралец

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

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

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

    Воздушная система охлаждения

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

    Основные элементы при данном типе охлаждения:

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

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

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

    Данный тип охлаждения имеет ряд недостатков:

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

    Ввиду данных особенностей, такая система охлаждения используется крайне редко.

    Возможные неисправности

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

    Итак, существуют следующие типы неисправностей данного автомобильного узла:

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

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

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

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

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

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

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector