Для чего предназначена система охлаждения двигателя: Система охлаждения двигателя – назначение, виды систем, устройство, принцип работы |

Содержание

Вентилятор радиатора

Главная »
Система охлаждения » Вентилятор радиатора

Вентилятор радиатора служит для улучшения охлаждения охлаждающей жидкости, за счет увеличения скорости и количества воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор устанавливается, как правило, между радиатором и двигателем в специальном кожухе.

Конструктивно вентилятор радиатора объединяет четыре и более лопасти, расположенные на общем шкиве. Для увеличения подачи воздуха лопасти устанавливаются под углом к плоскости вращения.

Вентилятор радиатора может иметь различные виды привода: механический, гидромеханический, электрический.

Механический привод вентилятора представляет собой постоянный привод от коленчатого вала посредством ременной передачи. Недостатком данного привода являются существенные затраты мощности двигателя на вращение вентилятора. Поэтому в настоящее время механический привод вентилятора почти не применяется.

Гидромеханический привод вентилятора может быть представлен вязкостной муфтой или гидравлической муфтой. Вязкостная муфта имеет постоянный привод от коленчатого вала. Блокировка муфты от частичной до полной производится с увеличением температуры силиконовой жидкости, заполняющей муфту. Увеличение температуры является следствием повышения частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. Блокировка муфты приводит к вращению вентилятора. Гидравлическая муфта в отличие от вязкостной муфты блокируется за счет изменения количества масла в муфте.

Самым распространенным является электрический привод вентилятора радиатора. Привод включает электродвигатель и систему управления. Электродвигатель запитан от бортовой сети автомобиля. Система управления обеспечивает работу вентилятора в зависимости от температуры двигателя.

На некоторых автомобилях реализована функция управляемого выбега вентилятора – автоматическое включение вентилятора после остановки двигателя. Выбег вентилятора производится с целью лучшего охлаждения двигателя в зависимости от режима его работы перед остановкой.

Типовая схема управления вентилятором с электрическим приводом включает: датчик температуры охлаждающей жидкости; электронный блок управления двигателем; реле включения вентилятора и электродвигатель в качестве исполнительного устройства.

Датчик фиксирует температуру охлаждающей жидкости в двигателе. На современных автомобилях могут устанавливаться два датчика: один на выходе из двигателя, другой – на выходе из радиатора. Управление вентилятором в данном случае производится на основании оценки разница показаний датчиков.

При управлении вентилятором используются другие входные устройства: датчик частоты вращения коленчатого вала, расходомер воздуха. Их показания учитываются при определении режима работы двигателя.

Сигналы от датчиков передаются в электронный блок управления двигателем, который их обрабатывает и при необходимости активирует реле включения вентилятора. Вентилятор начинает работать.

На автомобилях, оборудованных климатической установкой или тягово-сцепным устройством, устанавливается, как правило, два вентилятора, каждого из которых обслуживает свое реле включения. В зависимости от температуры вентиляторы могут работать как раздельно, так и вместе.

В последнее время вместо реле включения вентилятора используется блок управления вентилятором, который обеспечивает эффективную и экономичную работу вентилятора.

Термостат

Термостат используется в системе охлаждения двигателя для управления потоком охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором. В результате его работы обеспечивается быстрый прогрев двигателя при запуске и поддержание оптимального температурного режима на всех режимах работы. Термостат в системе охлаждения двигателя применяется с 1922 года.

Местоположение термостата определяется типом и моделью двигателя, а также конструкцией системы охлаждения. Термостат, в большинстве своем, расположен на выходе из головки блока цилиндров или на входе насоса охлаждающей жидкости. На современных двигателях устанавливается термостат с твердым наполнителем. Под термином «твердый наполнитель» понимается физическое состояние термоэлемента термостата.

Конструктивно термостат представляет собой термочувствительный клапан, размещенный в латунной рамке. Клапан включает тарелку, насаженную на корпус. Корпус исполняет роль цилиндра, в который вставлен шток. Шток одним концом упирается в верхнюю рамку термостата, другим – в резиновую полость в корпусе. Между корпусом и резиновой полостью размещен термочувствительный элемент, состоящий из смеси гранулированного воска и меди.

При запуске двигателя термостат закрыт. Охлаждающая жидкость, выходя из блока цилиндров и снова туда возвращается, чем обеспечивается быстрый прогрев двигателя. Нагрев охлаждающей жидкости до температуры 80-90°С приводит к началу открытия термостата. При данной температуре термоэлемент расплавляется и увеличивается в объеме. Увеличение объема термоэлемента сопровождается перемещением корпуса термостата по штоку (шток перемещаться не может, т.к. закреплен на верхней рамке). Тарелка клапана, преодолевая усилие возвратной пружины, начинает открываться. Часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать через радиатор и там охлаждаться.

При дальнейшем увеличении температуры охлаждающей жидкости термостат все больше открывается, и, соответственно, все больше жидкости проходит через радиатор. Термостат полностью открыт при температуре порядка 95-105°С. При различных режимах работы двигателя происходит постоянное изменение величины открытия термостата, чем достигается поддержание оптимальной температуры.

На двигателях устанавливаются различные виды термостатов: одноклапанный, двухступенчатый, двухклапанный, а также термостат с электронным управлением.

Одноклапанный термостат имеет самое простое устройство. Все, что было сказано выше про термостат, относится именно к одноклапанному термостату. Данный вид конструкции термостата наиболее популярен у зарубежных автопроизводителей.

Разновидностью одноклапанного термостата является двухступенчатый термостат. В некоторых системах охлаждения создается высокое давление охлаждающей жидкости, которое клапану термостата достаточно сложно преодолеть. Для таких случаев разработана конструкция термостата, у которой клапан состоит из двух тарелок – малой и большой. Сначала открывается малая тарелка, т.к. для преодоления давления ей требуется меньше усилий. При открытии малая тарелка тянет за собой большую тарелку, которая в свою очередь полностью открывает проход для охлаждающей жидкости.

Двухклапанный термостат имеет два клапана (две тарелки), расположенные на одном корпусе. Первый (основной) клапан запирает большой круг охлаждающей жидкости. Второй (перепускной) клапан управляет малым кругом. Клапаны работают совместно – когда один запирает, другой открывает соответствующий контур. Данная конструкция термостата популярна на отечественных легковых и грузовых автомобилях.

Самым совершенным является термостат с электронным управлением, который обеспечивает разные температурные режимы для разных режимов работы двигателя. Конструктивно это обычный одноклапанный термостат, в термоэлемент которого добавлено нагревательное сопротивление. Управление нагревом сопротивления осуществляется блоком управления двигателем. Данная конструкция термостата позволяет реализовать температурный режим 95-110°С при частичной нагрузке двигателя и 85-95°С при полной нагрузке. Эффект от применения электронного термостата заключается в снижении расхода топлива, а также некоторого увеличения мощности за счет более интенсивного охлаждения всасываемого воздуха.

На некоторых двигателях устанавливается два термостата, например в двухконтурной системе охлаждения. Один термостат отвечает за контур головки блока цилиндров и поддерживает в нем температуру 87°С. Другой термостат установлен в контуре блока цилиндров. Рабочая температура там выше – 105°С. Данная схема системы охлаждения используется на прогрессивных двигателях TSI и позволяет добиться определенного увеличения мощности за счет дополнительного охлаждения воздуха.

Охлаждение двигателя — конструкция и функционирование

Здесь вы найдете полезные основы по теме охлаждения двигателя в транспортных средствах.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания работал эффективно и с низким уровнем выбросов, он должен как можно быстрее достигать своей рабочей температуры и поддерживать ее при любых условиях нагрузки. Это обеспечивается за счет охлаждения двигателя, который одновременно снабжает теплом пассажирское пространство. На этой странице мы опишем функции охлаждения двигателя и его компонентов. Видео дополнительно проинформирует вас о профессиональной замене виско-сцепления.

Полезно знать

Охлаждение – ретроспектива

Основы

Система охлаждения двигателя

ОХЛАЖДЕНИЕ — ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

Охлаждение двигателя водой

Температура горящего топлива (до 2000 °C) вредна для работы двигателя. Поэтому двигатель охлаждается до рабочей температуры. Первым видом охлаждения водой было термосифонное охлаждение.

Нагретая, более легкая вода поднимается по коллектору в верхнюю часть радиатора и охлаждается потоком воздуха. Затем он опускается и возвращается в двигатель. Вода циркулирует при работающем двигателе. Охлаждение поддерживалось вентилятором, но регулирование было невозможно. Позже водяной насос ускорил циркуляцию воды.

Слабые места:

Длительное время прогрева
Низкая температура двигателя в холодное время года

При дальнейшем развитии двигателей использовались регуляторы охлаждающей воды (т.е. термостат). Циркуляция воды через радиатор регулируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. В 1922 г. он описывается так: «Назначение этих устройств — быстрый прогрев двигателя и предотвращение остывания двигателя».

Имеется в виду система охлаждения с термостатом со следующими функциями:

Короткое время прогрева
Поддержание постоянной рабочей температуры

Современное охлаждение двигателя

Термостат явился решающим усовершенствованием системы охлаждения двигателя и обеспечил циркуляцию охлаждающей жидкости с коротким замыканием Пока желаемая рабочая температура двигателя не достигается, вода не проходит через радиатор , но обходит его и врезается в двигатель. Термостат открывает соединение с радиатором только после достижения желаемой рабочей температуры. Эта система управления и по сей день остается основой всех систем. Рабочая температура двигателя важна не только с точки зрения производительности и расхода топлива, но и для низкого уровня выбросов загрязняющих веществ.

В системе охлаждения двигателя используется тот факт, что вода под давлением не закипает при температуре 100 °C, а только при температуре от 115 °C до 130 °C. Контур охлаждения находится под давлением от 1,0 до 1,5 бар. Это представляет собой закрытую систему охлаждения. В системе есть расширительный бачок, который заполнен примерно наполовину. Охлаждающей средой является не просто вода, а смесь воды и присадки к охлаждающей жидкости. Теперь мы имеем дело с охлаждающей жидкостью, обеспечивающей защиту от замерзания, имеющей повышенную температуру кипения и защищающей детали двигателя и систему охлаждения от коррозии.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ: ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Из-за все более тесного моторного отсека установка компонентов и отвод огромного количества тепла представляет собой серьезную проблему. Охлаждение моторного отсека предъявляет высокие требования к современным системам охлаждения, поэтому в последнее время в технологии охлаждения достигнут большой прогресс.

К системе охлаждения предъявляются следующие требования:

Более короткая фаза прогрева
Быстрый обогрев салона
Низкий расход топлива
Увеличенный срок службы компонентов

Все системы охлаждения двигателя основаны на следующих компонентах: )

Расширительный бачок

Трубки

Вентилятор двигателя (с клиноременным приводом или Visco®)

Датчик температуры (управление двигателем/индикатор)

Принцип действия

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, которое мигрирует к компонентам двигателя, передается охлаждающей жидкости. Циркуляция заставляет тепло передаваться наружному воздуху, тем самым охлаждая охлаждающую жидкость. Один или несколько вентиляторов (с механическим или электрическим приводом), которые можно установить перед или за радиатором, поддерживают процесс охлаждения. Это происходит, в частности, на низких скоростях или во время стоянки автомобиля. Для поддержания относительно постоянной температуры охлаждающей жидкости и/или двигателя термостат регулирует подачу охлаждающей жидкости.

Насколько полезна эта статья для вас?

Совершенно бесполезно

Очень полезно

Расскажите, пожалуйста, что вам не понравилось.

Для получения бесплатного информационного бюллетеня HELLA TECH WORLD.

Ваш отзыв**

Капча*

Большое спасибо. Но прежде чем ты уйдешь.

Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку новостей HELLA TECH WORLD, чтобы получать последние технические видеоролики, советы по ремонту автомобилей, информацию о курсах обучения, сведения о маркетинговых кампаниях и советы по диагностике.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Вы уже подписаны

Ваш адрес электронной почты ожидает подтверждения

Неверный новый адрес электронной почты. Новый адрес электронной почты недействителен. Подписчик не обновлен

Неверный адрес электронной почты. Адрес электронной почты отсутствует или имеет неправильный формат.

Проблема со статусом электронной почты

Процесс регистрации не запущен.

Ошибка:

Для получения бесплатного информационного бюллетеня HELLA TECH WORLD.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Вы уже подписаны

Ваш адрес электронной почты ожидает подтверждения

Неверный адрес электронной почты. Адрес электронной почты отсутствует или имеет неправильный формат.

Проблема со статусом электронной почты

Процесс регистрации не запущен.

Ошибка:

Система охлаждения вашего двигателя · Инспекции BlueStar

Типичный автомобиль с четырехцилиндровым двигателем, движущийся по шоссе со скоростью 55 миль в час, будет производить около 5000 контролируемых взрывов в минуту внутри двигателя, поскольку свечи зажигания воспламеняют смесь воздуха и топлива в каждом из цилиндров. Это то, что движет транспортное средство по дороге. Эти взрывы производят огромное количество тепла и разрушат двигатель за считанные минуты, если их не контролировать. Система охлаждения двигателя предназначена для контроля и регулирования этих высоких температур.

Современные системы охлаждения мало чем отличаются от старых систем охлаждения, но они стали намного эффективнее и надежнее выполнять свою работу. Базовая система охлаждения по-прежнему состоит из жидкой охлаждающей жидкости, которая циркулирует через блок цилиндров и головку блока цилиндров (или головки в двигателе с V-образной конфигурацией), а затем вытесняется к радиатору для охлаждения потоком воздуха, проходящим через решетку на перед автомобилем.

Система охлаждения должна поддерживать постоянную температуру двигателя вне зависимости от того, является ли температура наружного воздуха высокой (100 градусов по Фаренгейту) или низкой (30 градусов ниже нуля). Если температура двигателя слишком низкая, пострадает экономия топлива и возрастут выбросы. Если температура двигателя будет слишком высокой в течение слишком долгого времени, двигатель будет поврежден. Диапазон рабочих температур двигателя для большинства автомобилей находится в пределах 19от 5 до 220 градусов по Фаренгейту. Оптимальная температура составляет около 212 градусов по Фаренгейту. Более высокая разница температур между охлаждающей жидкостью двигателя и наружным воздухом делает теплопередачу более эффективной. Система охлаждения двигателя состоит из охлаждающей жидкости двигателя, каналов внутри блока цилиндров и головок цилиндров, водяного насоса для циркуляции охлаждающей жидкости и термостата для контроля температуры охлаждающей жидкости, радиатор для охлаждения охлаждающей жидкости, вентилятор для продувки воздуха через радиатор, крышку радиатора для контроля давления в системе и соединительные шланги для передачи охлаждающей жидкости от двигателя к радиатору, а также к система отопления автомобиля, в которой горячая охлаждающая жидкость используется для обогрева салона автомобиля.

Охлаждающая жидкость двигателя выполняет основную функцию конвективного теплообмена в двигателях внутреннего сгорания. Охлаждающая жидкость представляет собой смесь воды, антифриза, ингибиторов коррозии и смазочных материалов. Охлаждающая жидкость была разработана для преодоления недостатков воды как теплоносителя. Многие современные автомобили оснащены охлаждающей жидкостью с увеличенным или длительным сроком службы, которая рассчитана на срок до пяти лет или 150 000 миль. Зеленая охлаждающая жидкость обычно длится два года или 30 000 миль. Правильная смесь и качество охлаждающей жидкости предотвратит замерзание зимой, предотвратит закипание летом, предотвратит ржавчину и коррозию металлических деталей, станет хорошим проводником тепла и поможет предотвратить электролиз.

Система охлаждения работает за счет циркуляции жидкого хладагента через каналы в блоке цилиндров и головке(ах) цилиндров. Когда охлаждающая жидкость течет по этим каналам, тепло передается от компонентов двигателя к охлаждающей жидкости. Затем нагретая охлаждающая жидкость проходит через резиновый шланг к радиатору в передней части моторного отсека. Протекая по тонким трубкам в радиаторе, горячая жидкость охлаждается потоком воздуха, поступающим в моторный отсек через решетку впереди автомобиля. Когда жидкость охлаждается, она возвращается в двигатель, чтобы поглотить больше тепла. Водяной насос поддерживает циркуляцию жидкости в системе при работающем двигателе.

Между двигателем и радиатором установлен термостат, который следит за тем, чтобы температура охлаждающей жидкости оставалась выше заданного значения, что обеспечивает оптимальную работу двигателя. Если температура охлаждающей жидкости падает ниже этой температуры, термостат блокирует поток охлаждающей жидкости к радиатору, вместо этого направляя жидкость через байпас прямо обратно в двигатель. Охлаждающая жидкость будет продолжать циркулировать таким образом до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная рабочая температура, после чего термостат откроется и позволит охладить охлаждающую жидкость обратно через радиатор.

Система охлаждения рассчитана на работу под давлением, чтобы предотвратить закипание охлаждающей жидкости. Однако слишком большое давление приведет к разрыву шлангов и других компонентов и утечке, поэтому необходима система для сброса давления, если оно превышает определенный предел. Работа по поддержанию давления в системе охлаждения возложена на крышку радиатора или расширительного бачка под давлением. Крышка обычно увеличивает давление в системе охлаждения на 14 или 15 фунтов на квадратный дюйм и поднимает температуру кипения примерно на 43 градуса по Фаренгейту. Крышка выпускает охлаждающую жидкость под давлением в расширительный бачок охлаждающей жидкости. Затем эта жидкость возвращается в систему охлаждения после остывания двигателя. Никогда не снимайте крышку радиатора сразу после остановки двигателя, потому что охлаждающая жидкость под давлением сразу же начнет кипеть, как только давление будет сброшено. Почти наверняка произойдут ожоги и серьезные травмы.

Охлаждающая жидкость следует по пути от водяного насоса через каналы внутри блока цилиндров, где она собирает тепло, выделяемое цилиндрами. Затем он направляется к головке цилиндров, где собирает больше тепла из камер сгорания. Затем она вытекает мимо термостата (если термостат открыт для прохождения жидкости), через верхний шланг радиатора и в радиатор. Охлаждающая жидкость протекает по тонким трубкам, составляющим сердцевину радиатора, и охлаждается воздушным потоком, проходящим через радиатор. Оттуда он вытекает из радиатора через нижний патрубок радиатора и возвращается к водяному насосу. К этому времени охлаждающая жидкость остынет и готова отобрать больше тепла у двигателя.

Есть несколько резиновых шлангов, которые соединяют между собой компоненты системы охлаждения. Основные шланги называются верхним и нижним шлангами радиатора. Эти два шланга направляют охлаждающую жидкость между двигателем и радиатором. Шланги отопителя подают горячую охлаждающую жидкость от двигателя к радиатору отопителя. На одном из этих шлангов может быть установлен регулирующий клапан отопителя, который блокирует попадание горячей охлаждающей жидкости в сердцевину отопителя, когда кондиционер настроен на максимальное охлаждение. Другой шланг, называемый перепускным, используется для циркуляции охлаждающей жидкости по двигателю в обход радиатора, когда термостат закрыт. В некоторых двигателях не используется резиновый перепускной шланг. Вместо этого они могут использовать металлическую трубу или иметь встроенный проход в переднем кожухе двигателя.

На задней части радиатора на стороне, ближайшей к двигателю, установлены один или два электрических вентилятора охлаждения внутри корпуса, предназначенного для защиты пальцев и направления воздушного потока. Вентиляторы управляются бортовым компьютером. Датчик контролирует температуру двигателя и отправляет информацию на компьютер. ЭБУ определяет необходимость включения вентилятора и включает реле вентилятора, если необходим дополнительный поток воздуха через радиатор. Вентиляторы поддерживают подачу воздуха через радиатор, когда автомобиль движется медленно или останавливается при работающем двигателе. Если бы вентиляторы перестали работать, температура двигателя начала бы повышаться каждый раз, когда автомобиль останавливался.

Если автомобиль оборудован кондиционером, перед радиатором системы охлаждения двигателя устанавливается дополнительный радиатор, называемый конденсатором кондиционера. Конденсатор кондиционера также нуждается в охлаждении потоком воздуха, поступающим в моторный отсек. Если кондиционер включен, система будет поддерживать работу одного электрического вентилятора системы охлаждения, даже если двигатель не прогрет. При отсутствии потока воздуха через конденсатор кондиционера кондиционер не сможет охлаждать воздух, поступающий в салон автомобиля.

Перегретый двигатель быстро самоуничтожится. Надлежащее техническое обслуживание системы охлаждения жизненно важно для срока службы двигателя и бесперебойной работы системы охлаждения. Важно, чтобы сертифицированный специалист ASE ежегодно выполнял проверку всех компонентов системы охлаждения. Во время осмотра техник должен проверить под давлением крышку радиатора, чтобы убедиться, что система охлаждения работает при надлежащем уровне давления, запустить автомобиль до рабочей температуры, чтобы убедиться, что термостат двигателя правильно регулирует температуру двигателя, проверить уровень охлаждающей жидкости и визуально осмотреть на наличие любых признаков утечек охлаждающей жидкости проверьте защиту охлаждающей жидкости и уровни PH, чтобы определить, следует ли заменить охлаждающую жидкость, и визуально осмотрите шланги системы охлаждения.