Система охлаждения двигателя автомобиля

Переходим к знакомству с системой охлаждения двигателя автомобиля. В отличие от системы смазки двигателя , у нее одна основная функция – именно охлаждение двигателя и обеспечение нормальных условий для его работы. Нормальными, или оптимальными ус-ло-ви-я-ми принято считать температуру двигателя автомобиля в районе 90-110°C. Раньше для определения оптимальной температуры применялся простой метод. При прикосновении подушек пальцев руки к блоку цилиндров двигателя – человек не должен был получать ожог, а мог бы выдержать 3-5 секундный контакт с нагретым металлом.

Самым простым веществом охлаждения ДВС является вода. Но у нее есть недостатки. Она сильно подвергает коррозии металлические детали, а также замерзает при температуре ниже 0°C. Поэтому воду приходилось в зимнее время сливать на период простоя автомобиля.

Сегодня для охлаждения применяют технические жидкости: антифриз и тосол. Их химический состав позволяет снижать точку замерзания до -50°C, а также содержит ан-ти-кор-ро-зий-ные присадки.

Типичная схема системы охлаждения двигателя автомобиля выглядит следующим образом:

Главное предназначение системы охлаждения двигателя - это снижение температуры деталей двигателя, которые сильно нагреваются во время работы. Кроме того современные системы охлаждения двигателя способны выполнять дополнительные функции, а именно:

• Нагревают воздух, и это является частью работы системы отопления, кон-ди-ци-о-ни-ро-ва-ния и вентиляции;
• Участвуют в работе системы рециркуляции газов;
• Участвуют в охлаждении масла в системе смазки;
• Выполняют охлаждение воздуха для системы турбонаддува;
• Охлаждают жидкость в коробке передач автомобиля при автоматической трансмиссии автомобиля (см. автоматическая коробка передач автомобиля).

В зависимости от принципиального подхода к способу охлаждения на сегодняшний день реализованы три типа систем охлаждения:

1. Воздушная система охлаждения (система открытого типа), где отведение тепла осу-ществ-ля-ет-ся потоком воздуха;
2. Жидкостная система охлаждения (система закрытого типа), где для отведения тепла используется поток жидкости;
3. Комбинированная система охлаждения выполняет свою функцию, как за счет потока воздуха, так и за счет потока жидкости.

В автомобилях наиболее распространенным типом является закрытая (жидкостная) система охлаждения двигателя. Преимущества этой системы заключаются в том, что жидкостное охлаждение более равномерно, а значит, более эффективно. К тому же такая система охлаждения двигателя производит минимум шума. По этой причине принципы действия, а также устройство самой системы охлаждения принято рассматривать именно на жидкостной системе охлаждения.

Как и в любой системе, в системе охлаждения двигателя существуют основные компоненты. Это радиатор для жидкости и масляный радиатор, вентилятор радиатора и теплообменник отопителя, расширительный бачок и термостат, также в систему охлаждения двигателя включается и рубашка охлаждения. Принципиальных отличий системы ох-лаж-де-ния дизельного и бензинового двигателя не существует.

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 ох-лаж-да-ю-щей 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 дви-га-те-лем. 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 зат-руд-нен. Топливо плохо распыляется, воздух холодный и влажный, а для масла и охлаждающей жидкости характерна повышенная вязкость. И для того, чтобы обеспечить двигателю ав-то-мо-би-ля (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 дос-ти-га-ет 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 са-ло-ну.

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 гер-ме-тич-нос-ти. Жидкость вытекает, а ее количества не хватает для охлаждения блока цилиндров, в результате чего, температура резко поднимается вверх, что и покажет датчик.

Работа системы охлаждения двигателя

Контроль за работой системы охлаждения осуществляет система, обеспечивающая управление двигателем автомобиля. В автомобилях, выпускаемых сегодня, работа системы охлаждения реализуется на базе математического алгоритма, который учитывает различные параметры работы двигателя и сопряженных систем. На основе полученных данных система управления стремится создать оптимальные условия работы двигателя, для этого включаются или выключаются на определенный временной период из общей схемы элементы системы охлаждения.

Типичная схема работы системы охлаждения представлена ниже:

Поскольку жидкость в системе охлаждения циркулирует в принудительном порядке, то эту функцию принуждения обеспечивает центробежный насос. Именно он прокачивает жидкость через рубашку системы охлаждения. В ходе этого действия происходит ох-лаж-де-ние частей двигателя и нагрев охлаждающей жидкости. В современных двигателях су-щест-ву-ет два типа движения жидкости:

• Продольное движение (от первого к последнему цилиндру);
• Поперечное движение (от впускного к выпускному коллектору).

Кроме этого устройство системы охлаждения предусматривает движение по «малому» и «большому» кругу циркуляции. Так, при запуске двигателя, когда части двигателя и сама охлаждающая жидкость имеют низкие температуры, термостат закрыт, и движение жид-кос-ти идет по малому кругу без захождения в радиатор. Как только температура поднимается выше определенного уровня, термостат открывается и жидкость идет в радиатор, где она охлаждается встречным потоком воздуха, а также, в случае надобности, потоком воздуха от вентилятора. Охладившаяся жидкость из радиатора вновь попадает в рубашку двигателя. В дальнейшем цикл многократно повторяется.

В этом и состоит основной принцип работы системы охлаждения двигателя.

Для автомобилей с турбонаддувом разработана специальная двухконтурная система, в которой один контур отвечает за охлаждение жидкости, а другой контур предназначен для охлаждения воздуха. Более того, в таких двигателях контур, отвечающий за охлаждение жидкости, еще делится на два дополнительных контура – один охлаждает головку блока цилиндров, а другой контур охлаждает сам блок цилиндров. Это сделано по той причине, что технологически для нормальной работы двигателя с турбонаддувом головка блока цилиндров должна иметь температуру на 15-20°C ниже, нежели сам блок цилиндров. Такая разница в температурных режимах позволяет существенно снизить риск детонации, а также спо-собст-ву-ет наполнению камер сгорания. В таких системах каждый рабочий контур контролируется своим собственным термостатом.

Неисправности системы охлаждения двигателя

В устранении неисправностей системы охлаждения и ее ремонте заинтересован сугубо автомобилист. Такой вывод можно сделать, проанализировав ПДД, а точнее их пункт 2.3.1., поскольку неисправность системы охлаждения, в соответствии с этим пунктом, не является препятствием, ограничивающим возможность движения транспортного средства.

Самой распространенной неисправностью системы охлаждения является течь жид-кос-ти, используемой в качестве охладителя. Причин течи может быть несколько. Во-первых, это температурный режим, поскольку при сильных морозах жидкость может замерзать (осо-бен-но, если это просто вода). Во-вторых, очень часто жидкость протекает в местах соединений шлангов и патрубков, кроме того, шланги зачастую закоксовываются или теряют элас-тич-ность под воздействием высокой температуры. Ну, и в-третьих, часто течь образуется вследствие какого-либо механического повреждения (удара) в области радиатора или дру-го-го радиатора у печки обогрева автомобиля. Второй по частоте встречаемости является выход из строя термостата. Все дело в том, что клапан термостата находится в постоянном контакте с жидкостью, поэтому коррозирует, что и становится причиной поломки. В зависимости от того, в каком положении заклинивает термостат, проявления поломки следующие:

1. Термостат заклинил в положении «открыто». Жидкость идет по большому кругу, в итоге двигатель медленно прогревается и чувствуется холод в салоне в зимнее время года.
2. Термостат заклинил в положении «закрыто». Более проблемная поломка, поскольку жидкость ходит только по малому кругу, а это ведет к перегреву двигателя, а значит, есть вероятность выхода силового агрегата автомобиля из строя.

Еще одна неисправность системы охлаждения довольно-таки часто встречается при эксплуатации автомобиля – это выход из строя помпы (циркуляционного насоса). Как правило, причина – износ подшипника. Эту поломку предсказать трудно, однако при по-яв-ле-нии характерного свистящего звука нужно быть морально готовым к тому, что вскоре при-дет-ся менять подшипник (или сам насос).

Достаточно редко, однако в результате длительной эксплуатации в системе ох-лаж-де-ния двигателя возможно возникновение засорений, которые препятствуют нормальному току жидкости по системе. Причина – отложение солей где-нибудь в радиаторе или головке блока двигателя. Из-за такого нарушения циркуляции возможны самые серьезные проблемы, вплоть до выхода двигателя из строя.

С другими возможными неисправностями системы охлаждения двигателя можно ознакомиться в вышеприведенной таблице.

Чтобы ответить на вопрос, сколько антифриза требуется заливать в систему ох-лаж-де-ния 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 при-ме-не-ния 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 ан-тиф-ри-зов 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 раз-лич-но-го рода отложения в системе охлаждения, а это чревато крупными неп-ри-ят-нос-тя-ми.
• 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 ан-тиф-ри-зы 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.

Производители выпускают антифриз либо в виде полностью готового к применению товара, либо в виде концентратов, которые необходимо развести дистиллированной водой в пропорциях, предусмотренных условиями эксплуатации. Сами по себе антифризы бес-цвет-ны, однако производители предпочитают подкрашивать свой товар. Это делается по двум причинам. Во-первых, так легче контролировать визуально уровень жидкости. Ну и, во-вторых, яркие тона предупреждают о токсичности жидкости. В том случае если приходится, по какой-то причине, смешивать антифризы, следует помнить, что совпадение цвета ан-ти-фри-зов ни в коей мере не является признаком совместимости этих жидкостей.

Так сколько антифриза требуется и как его выбрать? В дороге может случиться всякое – иногда жидкость в системе охлаждения по какой-либо причине падает ниже допустимого уровня. Но это не повод отчаиваться, ведь всегда можно добавить антифриз, а если его нет, просто долить воды. Кстати, самой лучшей для системы охлаждения является мягкая вода, а ее, как известно, можно получить, собрав дождевую воду или растопив снег. Вода из ко-лод-цев, ручьев, рек и озер, является более жесткой, в ней больше растворенных солей, а значит, такая вода может стать причиной серьезных проблем в системе охлаждения, да и в работоспособности автомобиля в целом. Чтобы немного смягчить воду рекомендуется прокипятить ее на протяжении получаса, а затем воде надо дать отстояться, после чего профильтровав воду можно доливать в систему охлаждения. Однако долго ездить на такой «смеси» нежелательно; как только обстоятельства позволяют, жидкость из системы надо слить и залить туда «правильный» антифриз.

Выбирая антифриз, следует идти по следующему алгоритму. Для начала берем антифриз известной марки, в данном случае лучше пользоваться брендовыми вещами. Следующий момент – это определение класса антифриза. Чаще всего проблемы с выбором начинаются именно в этом месте. Как уже известно, антифриз представляет собой смесь воды и этиленгликоля, которая при понижении температуры не замерзает и не увеличивается в объеме. Но поскольку этиленгликоль весьма агрессивен и способен вызвать коррозию металла, с которым он контактирует, в состав антифриза вводятся специальные присадки. Они могут быть неорганическими (на основе силикатов), органическими (в основе солей органических кислот) и гибридные (смесь органических и неорганических присадок). Примером неорганических антифризов можно считать «Тосол», который рекламируется никак иначе, как идеальный выбор для автомобилей российского производства. Но присадки этого антифриза разрушаются и забивают каналы системы охлаждения. Поэтому от покупки такого антифриза лучше отказаться, как и от антифризов другой марки, имеющих надпись «Conventional coolants», «Inorganic Acid Technology» (IAT) или же «Тraditional coolants».

Гибридные антифризы включают в свой состав, как неорганические компоненты, так и органические. В среднем такой антифриз способен проработать до своей полной замены в автомобиле на протяжении трех лет, обеспечивая при этом достаточно приличную защиту от коррозии. Узнать антифризы этого типа можно по надписям Hybrid Organic Acid Technology (HOAT), Нybrid coolants или же TL 774-C (G-11). Самыми современными и наиболее надежными являются органические антифризы. В их составе нет неорганических сос-тав-ля-ю-щих, и срок их службы в среднем составляет пять лет. Узнать органические антифризы можно по надписям Organic Acid Technology (OAT), Carboxilate coolants или же TL 774-F (G12+).

В 2008 году появилась новая разновидность антифризов с маркировкой Lobrid coolants, SOAT coolants, или же TL 774-G (G 12++). В основе этого антифриза есть органические вещества и совсем немного силикатов. По своим эксплуатационным свойствам этот антифриз аналогичен карбоксилатным. Положительно то, что этот антифриз можно безбоязненно смешивать с другими типами антифризов.

Очень часто производители на этикетке указывают компоненты, входящие в состав антифриза, и это также дает возможность классифицировать охлаждающую жидкость и определить особенности ее эксплуатации. Так, в карбоксилатных антифризах не должно быть боратов, аминов, силикатов, фосфатов. В гибридных антифризах также не должно при-сутст-во-вать этих веществ, крайнее допустимое значение содержания этих веществ в гибридных антифризах должна быть равна не более 500 миллиграмм на литр. Очень хорошо, когда на таре, в которой находится антифриз, имеется надпись об одобрении данной марки производителем автомобилей. Это так называемый допуск. Чтобы его получить компании проводят серьезные ходовые испытания. В достоверности надписи о допуске можно убедиться на сайте компании производителя автомобилей. Следует помнить, что надпись типа «Соответствует спецификациям…» или «Отвечает требованиям…» не более, нежели обещание и никаких гарантий собой не представляют. Особо скептично следует относиться к обозначениям G11, G12+, G12++. Это маркировка компании WV, и многие производители антифриза, не задумываясь, пишут ее на своих упаковках товара, не имея на это никакого права. Поэтому покупка таких антифризов своего рода рулетка, может повезти, а может – и нет. Покупать концентрат или готовый антифриз – дело, собственно, каждого автомобилиста – есть желание – покупайте концентрат и разводите до нужных параметров, нет желания возиться с разбавлением концентрата – можно купить готовый антифриз. Ну и самое последнее, что надо знать. Цвет антифриза не имеет никакого значения, поскольку это всего лишь красители. Антифриз по определению бесцветен. Все рассказы о том, что качество антифриза определяется его цветом, принадлежат недобросовестным реализаторам ан-тиф-ри-зов, опускающимся до банальной лжи в погоне за заработком.

» » Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

Автомобильную систему охлаждения двигателя требуется периодически проверять. Многие значительные неисправности авто имеют причиной пер ев двигателя. Значение температуры сжигаемой топливовоздушной смеси достигает нескольких тысяч градусов. Соответственно, образуется большое количество тепла, которое требуется отвести, дабы не пер еть мотор, что может привести к серьёзным проблемам.

Проблемы перегрева двигателя

Неэффективная работа системы охлаждения может привести к превышению рабочей температуры поршней, уменьшению теплового зазора между поршнем и стенками цилиндра вплоть до нуля. Это вызывает задевания корпусом поршня стенок цилиндра, образование царапин, задиров. Также при перегреве моторное масло теряет смазывающие свойства, нарушается масляная плёнка. Двигатель из-за этого может заклинить.

Перегрев системы охлаждения и двигателя сопровождается разным из-за различных материалов расширением ГБЦ, блока и болтов крепления, что приводит к искривлению установочной поверхности головки, вытягиванию болтов, растрескиванию сёдел клапанов. Понятно, что после подобных изменений отремонтировать двигатель сложно, а иногда и невозможно.

Охлаждающие жидкости двигателя

Исправно работающая система охлаждения должна не допускать перегрева, однако для нормального функционирования системы требуется использование качественной охлаждающей жидкости. Незамерзающие при низких температурах технические жидкости называются антифризами (от англ. antifreeze). Сегодня антифризы производятся, как правило, на основе моноэтиленгликоля, представляющего собой густую жидкость с температурой кипения около 200 °C.

Задачей охлаждающей жидкости является не только охлаждение мотора, но и теплопередача для отопления салона, подогрева топлива зимой. Охлаждающая жидкость автомобиля должна удовлетворять следующим требованиям:

• не замерзать во всей области рабочих температур двигателя;
• иметь высокие значения теплоёмкости и теплопроводности;
• не образовывать пену;
• не разъедать пластик и резину патрубков;
• не повреждать уплотнения;
• смазывать, защищать от коррозии детали системы охлаждения и двигателя;
• не откладывать накипь и другие отложения разного рода на внутренних стенках рабочей поверхности системы охлаждения

Принято различать понятия «тосол» и «антифриз». Считается, что тосол - это готовый продукт, а антифриз - концентрат. Хотя, конечно, по составу это одно и то же, просто с разным названием.

Автомобильные антифризы окрашиваются в заметные, яркие цвета:

• зелёный,
• оранжевый, или оттенки красного
• голубой (синий),
• бирюзовый

Делается это ради безопасности, ведь антифриз весьма ядовит. По мере использования жидкость теряет необходимые свойства - постепенно утрачиваются смазывающие и антикоррозийные параметры, повышается склонность к образованию пены.

Важно: Срок службы антифризов находится в пределах 2–7 лет.

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, закрыт, антифриз не подаётся в радиатор.

Как только двигатель прогреется до определённой температуры, 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 , большой контур перекрывается, - циркуляция снова происходит по малому кругу.

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.

Диагностика неисправностей систем охлаждения

Перегрев двигателя - это такой режим работы, который обусловлен закипанием охлаждающей жидкости. Однако проблемой является не один лишь перегрев. Эксплуатация мотора при постоянно пониженной температуре также является вредной, так как рабочая температура должна поддерживаться на определённом уровне. Холодный двигатель потребляет больше топлива, работает не с лучшей эффективностью, подвержен повышенным нагрузкам из-за повышенной вязкости системы смазки.

Поломки термостата, вентилятора, термореле и датчиков нарушает правильное функционирование охлаждающей системы. Если признаки нарушения температурного режима обнаружены вовремя и возникновения фатальных неисправностей не произошло, то ремонт, скорее всего, не будет слишком длительным и дорогим. Поэтому всеми специалистами рекомендуется следить за температурными режимами работы мотора.

Диагностику проблем и неисправностей следует начинать на холодном двигателе. Для начала нужно проверить правильность сочленения патрубков и трубок, сборку других элементов системы охлаждения, особенно если авто ремонтировалось незадолго до возникновения проблемы. Возможно, это смешно, однако известно много примеров, когда охлаждение не работает правильно из-за погрешностей сборки.

Некоторые из этих случаев:

• после переборки мотора шланг вентиляции картера соединён с расширительным бачком ОЖ;
• установлен «неродной» вентилятор охлаждения, из-за неправильного положения лопастей которого воздух направляется не в том направлении;
• лопасти крыльчатки вентилятора свободно проворачиваются на валу;
• разъёмы датчика или вентилятора окислены, шатаются или повреждены.

Нелишним будет также провести внешний осмотр радиатора, возможно, он загрязнён, забиты соты. Иногда негативно может сказываться слишком плотная защита двигателя, преграждающая путь воздуху снизу. Небольшая авария, приведшая только к поломке бампера, может привести к перегреву - в бампере бывают сформированы специальные направляющие, по которым проходит воздух к двигателю (VW Passat B5 ).

После визуального осмотра системы охлаждения нужно проверить уровень антифриза, исправность клапанов пробки радиатора или бачка, герметичность шлангов и патрубков. Имеет смысл определиться, что залито в систему - антифриз или просто вода.

Если первые шаги помогли вычислить какие-либо неисправности системы охлаждения двигателя, их необходимо устранить или учитывать при постановке «диагноза». Доливая жидкость, нужно не забывать, что далеко не в каждом автомобиле можно просто добавить антифриз, и всё. К примеру, у некоторых BMW при доливке ОЖ следует включать зажигание, а регулировки печки поставить на максимум, для того, чтобы открылись электромагнитные клапаны отопителя.

При появлении подозрений на воздух, попавший в систему охлаждения, нужно вывернуть специальные пробки, предназначенные для выпуска воздуха. Они располагаются, как правило, в самой высокой точке системы. Если в машине есть расширительный бачок, можно проверить, циркулирует ли жидкость. Если при планомерном прогреве двигателя внутрь салона из воздуховодов отопителя поступает холодный воздух, это первейший признак воздушного «пузыря» в системе.

Если термостат заведомо исправен, после прогрева радиатора нижний его патрубок и верхний должны иметь примерно одинаковую температуру. Большая разница температур этих патрубков свидетельствует о плохой циркуляции антифриза через радиатор.

Через определённый промежуток времени после открытия термостата, по мере достижения температуры срабатывания, должен включиться вентилятор охлаждения радиатора. Если система содержит не электрический вентилятор, следует проверить датчик замыкания электромагнитной муфты или функционирование вязкостной муфты. Признаком неисправности вязкостной муфты можно считать возможность остановки и удержания вентилятора рукой. Обязательно соблюдать осторожность! Попытку остановки осуществлять мягким предметом, для исключения вероятности травмы руки или повреждения крыльчатки. Воздушный поток в правильном случае должен быть направлен на двигатель.

Давление в охлаждающей системе автомобиля увеличивается пропорционально прогреву двигателя и плавно падает по мере его остывания. Если верхний патрубок, подходящий к радиатору, раздувает от повышения частоты вращения двигателя, то имеет смысл удостовериться, что в систему не попадает часть газов из мотора. Такое бывает, если прокладку ГБЦ пробило между каналом охлаждения и цилиндром или при повреждении самой головки блока. Одним из признаков этой проблемы выступает масляная плёнка в расширительном бачке. Также о газах сигнализируют пузырьки, появляющиеся в антифризе во время работы двигателя.

Примеров того, как неправильно работающая система охлаждения приводила к серьёзным, вплоть до замены двигателя, проблемам для владельца, множество. Основным выводом следует сделать одно - в работе автомобиля нет мелочей и неважных неисправностей. Нужно замечать все изменения, анализировать их, делать правильные выводы. Если же владелец авто не разбирается в этом, следует регулярно обслуживать машину у хороших специалистов.

Уходит антифриз из расширительного бачка – причины и способы их устранения Газораспределительный механизм двигателя — принцип действия

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения предназначена для поддержания нормального теплового режима двигателя.

При работе двигателя температура в его цилиндрах поднимается выше 2000 градусов, а средняя составляет 800 - 900 о С! Если не отводить тепло от «тела» двигателя, то через несколько десятков секунд после запуска, он станет уже не холодным, а безнадежно горячим. Следующий раз вы сможете запустить свой холодный двигатель только после его капитального ремонта.

Система охлаждения нужна для отвода тепла от механизмов и деталей двигателя, но это только половина ее предназначения, правда - большая половина. Для обеспечения нормального рабочего процесса также важно - ускорять прогрев холодного двигателя. И это вторая часть работы системы охлаждения.

Как правило, применяется жидкостная система охлаждения, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком (рис. 25).

Рис. 25 Схема системы охлаждения двигателя
а) малый круг циркуляции
а) большой круг циркуляции

1 - радиатор; 2 - патрубок для циркуляции охлаждающей жидкости; 3 - расширительный бачок;
4 - термостат; 5 - водяной насос; 6 - рубашка охлаждения блока цилиндров;
7 - рубашка охлаждения головки блока; 8 - радиатор отопителя с электровентилятором; 9 - кран радиатора отопителя;
10 - пробка для слива охлаждающей жидкости из блока; 11 - пробка для слива охлаждающей жидкости из радиатора;
12 - вентилятор

Система охлаждения состоит из:

• рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров,
• центробежного насоса,
• термостата,
• радиатора с расширительным бачком,
• вентилятора,
• соединительных патрубков и шлангов.

На рисунке 25 Вы без труда можете различить два круга циркуляции охлаждающей жидкости. Малый круг циркуляции (стрелки красного цвета) служит для скорейшего прогрева холодного двигателя. А когда к красным стрелкам присоединяются синие, то, уже нагревшаяся жидкость, начинает циркулировать и по большому кругу, охлаждаясь в радиаторе. Руководит этим процессом автоматическое устройство - термостат.

Для контроля за работой системы, на щитке приборов имеется указатель температуры охлаждающей жидкости. Нормальная температура охлаждающей жидкости при работе двигателя должна быть в пределах 80- 90 о С (см. рис. 63).

Рискую получить осуждающие слова в свой адрес, но давайте представим, что работающий двигатель - это все-таки живой организм. Температура любого живого организма - величина постоянная, и любое ее изменение приводит к неприятным последствиям. То же самое происходит и с двигателем, он не сможет нормально работать, если его тепловой режим не соответствует норме.

Рубашка охлаждения двигателя состоит из множества каналов в блоке и головке блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Насос центробежного типа заставляет жидкость перемещаться по рубашке охлаждения двигателя и всей системе. Насос приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала двигателя. Натяжение ремня регулируется отклонением корпуса генератора (см. рис. 59а) или натяжным роликом привода распределительного вала двигателя (см. рис. 11б).

Термостат предназначен для поддержания постоянного оптимального теплового режима двигателя. При пуске холодного двигателя термостат закрыт, и вся жидкость циркулирует только по малому кругу (рис. 25) для скорейшего ее прогрева. Когда температура в системе охлаждения поднимается выше 80 - 85О, термостат автоматически открывается и часть жидкости поступает в радиатор для охлаждения. При больших температурах термостат открывается полностью и уже вся горячая жидкость направляется по большому кругу для ее активного охлаждения.

Радиатор служит для охлаждения проходящей через него жидкости за счет потока воздуха, который создается при движении автомобиля или с помощью вентилятора. В радиаторе имеется множество трубок и «перепонок», которые образуют большую площадь поверхности охлаждения.

Ну а бытовой пример автомобильного радиатора - знают все. У каждого в доме есть радиаторы (батареи) центрального или местного отопления. Они тоже имеют специальную конфигурацию, и чем больше суммарная площадь сложной поверхности радиатора, тем теплее у вас в доме. А в это время, вода в системе отопления - активно охлаждается, то есть отдает тепло.

Расширительный бачок необходим для компенсации изменения объема и давления охлаждающей жидкости при ее нагреве и охлаждении.

Вентилятор предназначен для принудительного увеличения потока воздуха проходящего через радиатор движущегося автомобиля, а также для создания потока воздуха в случае, когда автомобиль стоит без движения с работающим двигателем.

Применяются два типа вентиляторов: постоянно включенный, с ременным приводом от шкива коленчатого вала и электровентилятор, который включается автоматически, когда температура охлаждающей жидкости достигает приблизительно 100 градусов.

Патрубки и шланги служат для соединения рубашки охлаждения двигателя с термостатом, насосом, радиатором и расширительным бачком.

В систему охлаждения двигателя включен также и отопитель салона. Горячая охлаждающая жидкость проходит через радиатор отопителя и нагревает воздух, подающийся в салон автомобиля. Температура воздуха в салоне регулируется специальным краном, которым водитель прибавляет или уменьшает поток жидкости, проходящий через радиатор отопителя.

Основные неисправности системы охлаждения.

Подтекание охлаждающей жидкости может появиться из-за повреждений радиатора, шлангов, уплотнительных прокладок и сальников.

Для устранения неисправности необходимо подтянуть хомуты крепления шлангов и трубок, а поврежденные детали заменить на новые. В случае повреждения трубок радиатора, можно попробовать «залатать» дырки и трещины, но, как правило, все заканчивается заменой радиатора.

Перегрев двигателя может происходить по причине недостаточного уровня охлаждающей жидкости, слабого натяжения ремня вентилятора, засорения трубок радиатора, а также при неисправности термостата.

Для устранения неисправности следует восстановить уровень жидкости в системе охлаждения, отрегулировать натяжение ремня вентилятора, промыть радиатор, заменить термостат.

Нередко перегрев двигателя случается и при исправных элементах системы охлаждения, когда машина движется с малой скоростью и большими нагрузками на двигатель. Это происходит при движении в тяжелых дорожных условиях, таких как проселочные дороги и всем надоевшие городские «пробки». В этих случаях стоит подумать о двигателе своего автомобиля, да и о себе тоже, устраивая периодические, хотя бы кратковременные «передышки».

Будьте внимательны за рулем и не допускайте аварийного режима работы двигателя!

Помните о том, что даже одноразовый перегрев двигателя нарушает структуру металла,
при этом значительно уменьшается продолжительность жизни «сердца» автомобиля.

Эксплуатация системы охлаждения.

При эксплуатации автомобиля следует периодически заглядывать под капот. Даже если вы филолог по образованию и не забили в этой жизни ни одного гвоздя, все равно кое-что вы сможете увидеть и своевременно предпринять меры для продления жизни своего автомобиля.

Если уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке понизился или жидкость вообще отсутствует, то для начала необходимо долить ее, а затем и разобраться (самостоятельно или с помощью специалиста) с тем, куда она делась.

В процессе работы двигателя жидкость нагревается до температуры близкой к точке кипения, а это означает, что вода, входящая в ее состав будет понемногу испаряться. Если за полгода ежедневной эксплуатации автомобиля уровень в бачке немного понизился, то это нормально. Но если вчера был полный бачок, а сегодня в нем только на донышке, то тогда надо искать место утечки охлаждающей жидкости.

Подтекание жидкости из системы, можно легко определить по темным пятнам на асфальте или снегу после более-менее продолжительной стоянки. Открыв капот, вы без затруднений сможете найти место утечки, сопоставляя мокрые следы на асфальте с расположением элементов системы охлаждения под капотом.

Необходимо контролировать уровень жидкости в бачке хотя бы раз в неделю и если есть утечки, то надо доливать, находить и устранять причину снижения уровня. Иными словами надо приводить в порядок систему охлаждения своего двигателя. А иначе он может серьезно «заболеть» и потребовать «госпитализации».

Практически во всех отечественных автомобилях в качестве охлаждающей жидкости используется специальная низкозамерзающая жидкость с названием TOCОЛ А-40. Цифра (минус 40 о показывает температуру, при которой жидкость начинает замерзать (кристаллизоваться). В условиях крайнего севера применяется ТОСОЛ А-65, и соответственно замерзать он начнет при температуре минус 65 о.

ТОСОЛ А-40 представляет собой смесь воды с этиленгликолем и присадками. Такой раствор сочетает в себе массу достоинств. Кроме того, что он начинает замерзать лишь после того, как уже замерзнет сам водитель (шутка), ТОСОЛ обладает еще антикоррозионными, антивспенивающими свойствами и практически не дает отложений в виде обыкновенной накипи, так как в его состав входит чистая дистиллированная вода. Поэтому и доливать в систему охлаждения можно только дистиллированную воду.

При эксплуатации автомобиля необходимо контролировать не только натяжение, но и состояние ремня привода водяного насоса, так как его обрыв в дороге всегда неприятен. Рекомендуется иметь в возимом с собой комплекте запасной ремень. Если не вы сами, то кто-нибудь из «джентльменов» на дороге поможет вам его поменять.

Охлаждающая жидкость может закипеть и привести к поломке двигателя в том случае, если вышел из строя датчик электропривода вентилятора. Так как электровентилятор не получил команды на включение, жидкость продолжает нагреваться, приближаясь к точке кипения, не имея остужающей помощи. А ведь у водителя перед глазами есть прибор со стрелкой и красным сектором! Мало того, практически всегда при включении вентилятора ощущается некоторая вибрация и небольшой дополнительный шум. Было бы желание контролировать, а способы всегда найдутся.

Особенно неприятно, когда двигатель «закипает» во время движении по бездорожью с малой скоростью жарким летом. Поэтому есть практический совет для тех, кто любит изведывать глубинки родного края и к тому же умеет держать в руках отвертку.

Если в салоне машины добавить еще один тумблер (или использовать свободный), с помощью которого можно будет вручную включать электровентилятор системы охлаждения, то вышедший из строя датчик не прервет вашей поездки. Контролируя температуру охлаждающей жидкости по прибору, вы сами сможете решать, когда включить и когда выключить вентилятор.

Если в пути (а чаще в «пробке») вы заметили, что температура охлаждающей жидкости приближается к критической, а вентилятор работает, то и в этом случае есть выход из положения. Надо включить в работу системы охлаждения дополнительный радиатор - радиатор отопителя салона. Полностью открывайте кран отопителя, на все обороты включайте вентилятор отопителя, опускайте стекла дверей и «потейте» до дома или до ближайшего автосервиса. Но продолжайте внимательно следить за стрелкой указателя температуры двигателя. Если она зайдет в красную зону, немедленно останавливайтесь, открывайте капот и «остывайте».

Со временем может доставить неприятность термостат, если он перестанет пускать жидкость по большому кругу циркуляции. Определить работает ли термостат нетрудно. Радиатор не должен нагреваться (определяется рукой) до тех пор, пока стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости не дошла до среднего положения (термостат закрыт). Позже, горячая жидкость начнет поступать в радиатор, быстро его нагревая, что говорит о своевременном открытии клапана термостата. А вот если радиатор продолжает оставаться холодным, то тогда есть два пути. Постучать по корпусу термостата, может быть, он все-таки откроется или сразу, морально и материально, готовиться к его замене.

Немедленно «сдавайтесь» механику, если на масляном щупе вы увидите капельки жидкости, попавшей из системы охлаждения в систему смазки. Это означает, что повреждена прокладка головки блока цилиндров и охлаждающая жидкость попадает в масляный поддон картера двигателя. Если продолжить эксплуатацию двигателя с маслом, наполовину состоящим из ТОСОЛА, то износ деталей двигателя приобретает катастрофическую скорость. А это, в свою очередь, уже связано с весьма дорогим ремонтом.

Подшипник водяного насоса не ломается «вдруг». Сначала появится специфический свистящий звук из-под капота, и если водитель «думает о будущем», то своевременно заменит подшипник. А иначе, его все равно придется менять, но уже по факту опоздания в аэропорт или на деловую встречу, из-за «внезапно» сломавшейся машины.

Каждый из водителей должен знать и помнить о том, что на горячем двигателе система охлаждения находится в состоянии повышенного давления! Если двигатель вашего автомобиля перегрелся и «закипел», то, конечно же, надо остановиться и открыть капот машины, но не советую открывать пробку радиатора. Для ускорения процесса охлаждения двигателя это практически ничего не даст, а вот получить сильнейшие ожоги можно.

Все знают, чем оборачивается для нарядно одетых гостей, неумело открытая бутылка с «Шампанским». В автомобиле все намного серьезнее. Если быстро и бездумно открыть пробку горячего радиатора, то оттуда вылетит фонтан, но уже не вина, а кипящего ТОСОЛА! При этом могут пострадать не только водитель, но и оказавшиеся рядом пешеходы. Поэтому, если вам когда-нибудь придется открывать пробку радиатора или расширительного бачка, то предварительно стоит предпринять меры предосторожности и делать это не спеша.

Отсюда можно сделать вывод о том, что водитель той иномарки не только имел малый стаж вождения, но он еще и не читал этой книги! Однако это его беда, с нашим читателем такого не должно случиться!

Система охлаждения двигателя - один из наиболее важных его элементов. Без нее высокие температуры, возникающие при сгорании топливной смеси, просто не дадут ему работать. Какие узлы входят в состав и какие неисправности для нее характерны?

Устройство и принцип действия

Для начала разберемся с устройством. Современная система охлаждения автомобиля, точнее, автомобильного двигателя, поддерживает необходимый режим работы с помощью специальной охлаждающей жидкости, которая циркулирует по водяной рубашке - специальным полостям в блоке цилиндров. Кроме рубашки, в состав системы охлаждения входят: радиатор, термостат, жидкостный насос, патрубки, вентилятор, заливная горловина. Радиатор представляет собой устройство, которое охлаждает жидкость с помощью встречного потока воздуха, нагнетаемого вентилятором. Термостат - клапанное устройство, регулирующее циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения. Насос и вентилятор, как правило, приводятся в действие приводными ремнями. Так устроена жидкостная система охлаждения двигателя, применяемая на большинстве современных автомобилей.

Как работает система охлаждения двигателя? Во время пуска клапан термостата находится в закрытом положении, что позволяет жидкости циркулировать по так называемому малому кругу - насос перегоняет ее только по водяной рубашке. Когда двигатель прогревается, и температура жидкости достигает 80-95 градусов по Цельсию (в зависимости от модели двигателя), клапан термостата открывается, и жидкость поступает в радиатор из Такой режим циркуляции называется большим кругом. Проходя через радиатор, жидкость охлаждается и попадает к насосу. Так система охлаждения двигателя поддерживает нормальный режим его работы.

Неисправности

Теперь о неисправностях. Они могут быть вызваны как естественным износом отдельных узлов в процессе работы, так и несвоевременным обслуживанием. Так, например, может произойти как из-за износа клапана термостата (он начинает открываться с задержкой или очень рано), так и из-за того, что соты радиатора забиты грязью. Что же необходимо делать, чтобы предотвратить преждевременный ремонт системы охлаждения двигателя?

Прежде всего, регулярно осматривать двигатель и держать его в чистоте. Обращайте внимание на уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Если он снизился, проверьте герметичность патрубков, соединяющих радиатор с водяной рубашкой. Вполне возможно, что они протекают. Место течи можно заклеить герметиком, но лучше все-таки не пожалеть денег и купить нормальный хомут. О потере герметичности системы может свидетельствовать и закипание жидкости при температуре выше 105°С. Что касается радиатора, то его рекомендуется регулярно чистить от грязи, промывать трубки чистой водой при засорении, смазывать шторки жалюзи в летнее время может быть вызван и неисправностью насоса или вентилятора. Что касается этих узлов, то постоянно проверяйте степень натяжения приводного ремня и при необходимости регулируйте.

Также обращайте внимание на охлаждающую жидкость. Поскольку антифриз требуется разводить в определенной пропорции с водой, следите за водой, которую вы добавляете. Ни в коем случае не следует заливать в систему воду из-под крана. Это ускорит образование накипи в системе. Разводите антифриз только дистиллированной водой! Также специалисты рекомендуют добавлять в охлаждающую жидкость специальную антикоррозионную присадку, чтобы снизить коррозионное воздействие воды на двигатель. Если же накипь все-таки возникла (ее можно увидеть при промывке радиатора), то проведите химическую очистку. Для этой цели существуют специальные препараты. Накипь может возникнуть и в области сливного отверстия - в этом случае следует прочистить его проволокой и затем продуть

Система охлаждения ДВС представляет собой комплекс устройств, которые в совокупности обеспечивают качественное охлаждение деталей мотора. Данная система отвечает за поддержание оптимального температурного баланса в процессе работы силового агрегата применительно к различным режимам и нагрузкам на двигатель. Охлаждающая система подводит к деталям среду для охлаждения и производит последующий отвод тепла.

Температура внутри цилиндра мотора в результате сгорания топливовоздушной рабочей смеси может достигать не только отметки около 2000 °C, но и превышать этот показатель. Главной задачей системы охлаждения становится удержание теплового состояния мотора в допустимых нормах. Эти норы соответствуют четкому среднестатистическому показателю 80-90°C.

Перегрев двигателя приводит к тому, что допустимые рабочие зазоры нарушаются. Наблюдается повышенный износ деталей, снижение отдачи от мотора по причине худшего наполнения цилиндров топливовоздушной смесью, детонация и самостоятельное воспламенение рабочей смеси. В ряде случаев перегретый двигатель может заклинить, что приводит к закономерному разрушению отдельных деталей и дорогостоящему ремонту. Заклинивший от перегрева мотор иногда означает полный выход силового агрегата из строя. Под этим подразумевается практическая нецелесообразность его дальнейшего ремонта.

Чтобы нормализовать процесс работы двигателя в необходимых температурных рамках, детали ДВС охлаждаются после контакта с горячими газами. Может быть реализован непосредственный отвод от них тепла в атмосферу. Вторым вариантом становится использование промежуточных тел, среди которых оказывается дистиллированная вода или специальная охлаждающая жидкость (ОЖ) с высоким порогом замерзания. Автолюбители по всему миру прекрасно знакомы с названием «Антифриз», а на территории СНГ к этому добавляется еще и другой тип жидкости под названием «Тосол».

Поддержание строго определенного предела рабочей температуры необходимо еще и для того, чтобы избежать не только перегрева, но и слишком сильного охлаждения мотора. В переохлажденном двигателе топливовоздушная смесь конденсируется после контакта с холодными стенками цилиндров. После этого она стекает в картер силовой установки, что приводит к разжижению моторного масла и потере его полезных физико-химических свойств.

Если бензин или солярка попадает в масло, тогда наблюдается снижение мощности двигателя и существенное увеличение износа мотора. Еще одним пагубным моментом является то, что в холодном моторе масло имеет свойство густеть, его подача в цилиндры ухудшается. Это приводит к увеличению расхода топлива и падению мощности.

Совокупность этих особенностей требует от системы охлаждения жесткого ограничения температурных пределов. Только так становится возможным создать и поддерживать оптимальные условия работы силового агрегата. Современные автомобили имеют такую систему охлаждения, которая параллельно с главной функцией дополнительно обеспечивает ряд других:

• реализован прогрев воздуха, который используется в системе вентиляции, отопления и кондиционирования;
• охлаждающая система отвечает за охлаждение моторного масла применительно к системе смазки ДВС;
• отработавшие газы охлаждаются в системе рециркуляции таких газов;
• обеспечено охлаждение воздуха в турбокомпрессорных агрегатах;
• происходит охлаждение рабочей жидкости в автоматических КПП;

Виды систем охлаждения двигателя

• жидкостная система закрытого типа;
• воздушная система открытого типа;
• комбинированная система охлаждения;

Естественное воздушное охлаждение

Воздушное естественное охлаждение представляет собой простейший вид охлаждения мотора. Двигатели с подобной системой отдают тепло в атмосферу через своеобразные ребра, которые выполнены на внешней поверхности цилиндров. Основным недостатком решения считается зависимость системы от низкой теплоёмкости воздуха, а также большие сложности касательно равномерности отвода избыточного тепла от двигателя.

Все это не позволяет построить мощную и одновременно компактную установку. По причине неравномерного обдува возникает необходимость исключить локальный перегрев. Конструктивно зоны ребер для охлаждения совершенствуют и наращивают в тех местах, где обдув воздуха становится менее интенсивным с учетом аэродинамических особенностей. Более разогретые каналы выпуска располагают навстречу воздушному потоку, сдвигая холодные впускные каналы к задней части.

Система естественного воздушного охлаждения встречается на мопедах, мотоциклах, на поршневых авиадвигателях и т.п. Главным преимуществом решения считается малый вес и предельная простота устройства. Стоит отметить, что для современных мотоциклов с высокофорсированными моторами воздушное охлаждение вытесняется жидкостным, а некоторые модели автомобилей, скутеры и другая техника оснащаются системой принудительного воздушного охлаждения.

Принудительное воздушное охлаждение

Двигатели, оборудованные такой системой, имеют вентилятор и ребра охлаждения. Указанное решение позволяет создать принудительный поток воздуха для обдува ребер. Сам вентилятор и поверхности с ребрами прикрыты кожухом, который направляет воздушный поток и препятствует проникновению внешнего тепла.

Главными преимуществами моторов с таким типом охлаждения принято считать простоту конструкции и небольшой вес системы, отсутствие комплекса устройств подачи и циркуляции охлаждающей жидкости. К минусам относят повышенный уровень шума при работе и большие габариты. Еще одной проблемой таких ДВС является все тот же локальный перегрев и неравномерность обдува.

Что касается легковых автомобилей, то среди производителей из Европы воздушное охлаждение принудительного типа активно использовалось в период с 50-х до 70-х годов.

Чаще всего такую систему получали компактные малолитражки. Легендарные Volkswagen Beetle, Фиат 500 и другие популярные модели с такой системой были просты в ремонте и доступны. На просторах СНГ наибольшую известность получил малолитражный компактный автомобиль ЗАЗ-965 с воздушным охлаждением, более известный под именем «Запорожец». Не меньшую популярность имели последующие «народные» модели ЗАЗ-966 и 968M, которые даже в 2015 году еще можно изредка встретить на дорогах.

Воздушное охлаждение применяли также для . Отличным примером могут послужить грузовые автомобили «Татра», которые до 2010 года получали такие силовые установки. Очень часто двигатель воздушного охлаждения представляет собой мотор с одним или двумя цилиндрами, который используется для сельскохозяйственной техники, современных скутеров, генераторов и т.д.

Система жидкостного охлаждения

В такой системе охлаждение реализовано путем отвода тепла от элементов двигателя при помощи потока жидкости. Комбинированная система охлаждения является одновременным сочетанием жидкостной и воздушной систем. Автомобили в большинстве случаев оборудованы жидкостной системой охлаждения. Указанная система способна равномерно и эффективно охлаждать мотор, демонстрирует минимальный уровень шума при работе.

Конструктивно системы жидкостного охлаждения бензинового и дизельного ДВС являются похожими. Данная система состоит из многочисленных элементов:

• радиатор ОЖ;
• масляный радиатор;
• теплообменник отопителя;
• вентилятор радиатора;
• центробежный насос (помпа);
• расширительный бачок;
• термостат;

Система охлаждения такого типа дополнительно подразумевает наличие так называемой «рубашки охлаждения» ДВС. Под «рубашкой» понимают определенную полость, которая конструктивно огибает наиболее подверженные нагреву части двигателя. Охлаждающая жидкость циркулирует по каналам-полостям и принимает на себя тепло, а затем переносит это тепло к радиатору. Далее жидкость в радиаторе охлаждается и процесс повторяется. Регулирование работы отдельных элементов в системе охлаждения обеспечивают устройства управления. Давайте подробнее рассмотрим составные части жидкостной системы охлаждения ДВС.

1. Основной радиатор. Элемент обеспечивает эффективное охлаждение разогретой охлаждающей жидкости потоками воздуха. Главный радиатор устроен так, чтобы добиться максимальной теплоотдачи, в основе имеет особое трубчатое устройство.
2. Масляный радиатор. Как видно из названия, масляный радиатор отвечает за охлаждение масла, которое является ключевым звеном в системе смазки двигателя.
3. Радиатор системы рециркуляции отработавших газов. Указанный радиатор отвечает за охлаждение раскаленных отработавших газов. Понижение температуры продуктов сгорания топливовоздушной смеси уменьшает количество образований оксидов азота. Радиатор охлаждения отработавших газов обслуживается дополнительным насосом, который обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости. Данный элемент включен в общую схему охлаждающей системы ДВС.
4. Теплообменник отопителя. Данный элемент служит для нагрева проходящего через него воздуха. Указанный теплообменник устанавливается в таком месте, чтобы максимально нагретая охлаждающая жидкость из рубашки двигателя попадала сразу в радиатор отопителя.
5. Расширительный бачок. Деталь системы служит для того, чтобы компенсировать изменяющийся объем охлаждающей жидкости в результате нагрева. Систему охлаждения заполняют ОЖ через заливную горловину расширительного бачка.
6. Центробежный насос (помпа). Насос отвечает за циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя. Такой насос имеет различную конструкцию привода, который может быть шестеренным, ременным и т.д. Существуют моторы с турбокомпрессором, в которых присутствует дополнительный насос для улучшения циркуляции ОЖ. Установка еще одного насоса продиктована необходимостью охлаждения сжатого воздуха для наддува и самой турбины. Дополнительный насос управляется ЭБУ двигателя.
7. Термостат. Устройство предназначено для того, чтобы регулировать количество охлаждающей жидкости, которая проходит через радиатор. Благодаря этому становится возможным поддерживать оптимальный температурный режим.
8. Вентилятор. Данный элемент системы повышает интенсивность охлаждения жидкости, которая попадает в радиатор. Устройство вентилятора может иметь различный тип привода:

• Механический. Такой тип привода означает постоянное соединение с коленвалом силового агрегата;
• Электрический. Конструкция подразумевает наличие управляемого электромоторчика вентилятора;
• Гидравлический. Реализован при помощи гидромуфты.

Самым распространенным типом привода вентилятора является электропривод. Данный тип способен обеспечить широкие возможности для его регулирования. В списке элементов управления работой системы охлаждения находятся:

• датчик температуры охлаждающей жидкости;
• электронный блок управления;
• другие исполнительные устройства;

Датчик температуры ОЖ определяет данный параметр. Далее следует преобразование показателя в электрический сигнал. Расширение функций охлаждающей системы достигается благодаря установке дополнительного температурного датчика на выходе радиатора. Это позволяет контролировать систему охлаждения отработавших газов, систему рециркуляции отработавших газов, управлять интенсивностью работы вентилятора и т.п. Датчик посылает сигналы на электронный блок управления, который преобразует их в управляющие обратные сигналы и перенаправляет на исполнительные устройства. Чаще всего под электронным блоком следует понимать не отдельное устройство, а ЭБУ двигателя, в прошивку которого включено соответствующее программное обеспечение.

Система управления состоит из нескольких типичных исполнительные устройств:

• нагреватель термостата;
• реле дополнительного насоса ОЖ;
• блок управления вентилятором радиатора;
• реле охлаждения двигателя после остановки ДВС;

Как работает жидкостное охлаждение двигателя

За алгоритм работы системы охлаждения отвечает система управления двигателем. Современные силовые агрегаты управляются на основе учета и анализа ЭБУ различных параметров, среди которых ключевыми считаются: температура охлаждающей жидкости, температура масла, наружная температура и ряд других. Блок управления задает наиболее подходящие параметры включения и определяет время работы отдельных элементов системы охлаждения применительно к различным условиям функционирования мотора.

Жидкость для охлаждения в системе циркулирует принудительно благодаря работе центробежного насоса. Сама жидкость проходит по «рубашке» охлаждения двигателя. Таким образом, двигатель эффективно и равномерно охлаждается, а охлаждающая жидкость нагревается. В «рубашке охлаждения» охлаждающая жидкость может двигаться в разных направлениях, что зависит от конструкции. Встречается движение ОЖ как в продольном направлении от первого цилиндра к последнему, так и в поперечном, когда жидкость движется от выпускного коллектора к впускному.

Для циркуляции жидкости предусмотрены два круга-большой и малый. Циркуляция по тому или иному кругу зависит от температуры жидкости. Когда двигатель запускается после простоя, тогда сам мотор и ОЖ в системе холодные. Для того чтобы двигатель быстрее нагрелся и вышел на рабочую температуру, жидкость движется только по малому кругу. Доступ для жидкости в радиатор перекрывает термостат. Малый круг подразумевает обход главного радиатора. Термостат в этот момент полностью закрыт.

По мере того, как происходит постепенный нагрев охлаждающей жидкости, термостат открывается и обеспечивает доступ ОЖ в большой круг. Зачастую устанавливается термостат внутри патрубка, который соединяет радиатор и рубашку охлаждения силового агрегата.

Ряд двигателей с большой мощностью имеют в своей конструкции термостат, который работает благодаря электрическому подогреву. Такое решение позволят обеспечить температуру ОЖ по двухступенчатому принципу. Конструктивно термостат может быть полностью закрыт, приоткрыт и открыт максимально.

Когда двигатель испытывает пиковые нагрузки, тогда электрический подогрев нагревает термостат, тем самым реализуя полное открытие элемента. ОЖ начинает циркулировать в системе охлаждения в полном объеме, а температура охлаждающей жидкости опускается до 90°С. При такой температуре вероятность возникновения детонации двигателя минимальна. В других режимах работы мотора температурный показатель охлаждающей жидкости удерживается на отметке до 105°С. Когда температура выше, тогда термостат откроется и после этого жидкость получает возможность проникновения в радиатор (большой круг). Разогретая ОЖ в радиаторе охлаждается встречными потоками воздуха во время движения автомобиля. Если этого обдува становится недостаточно, тогда задействуется охлаждение при помощи потока воздуха от вентилятора.

Последним этапом становится очередное поступление охлажденной радиатором ОЖ в «рубашку» охлаждения двигателя. В процессе работы мотора в различных режимах движение охлаждающей жидкости является цикличным и весь процесс постоянно повторяется. Если говорить о высокофорсированных турбомоторах, то в их конструкции встречается двухконтурная система охлаждения. Такая система охлаждения с двумя контурами имеет один контур, который обеспечивает охлаждение ДВС, когда другой контур обеспечивает охлаждение воздуха, нагнетаемого турбокомпрессором.

Итоги

Система жидкостного охлаждения имеет массу преимуществ по сравнению с другими решениями, но и она не лишена недостатков. К основным минусам систем жидкостного охлаждения двигателя относят сложность конструкции, габариты и вес. Также стоит отметить меньшую надежность сравнительно с системами естественного и принудительного воздушного охлаждения.

Широко распространены случаи протекания жидкостной системы охлаждения по причине разрушения патрубков и соединительных элементов, внутренней коррозии полостей, механических повреждений радиатора. Из строя со временем выходит вентилятор и центробежный насос (помпа), а также разрушается привод таких устройств. Не стоит забывать и о том, что система охлаждения жидкостного типа требует регулярной промывки и замены ОЖ на аналогичную надлежащего качества, а также постоянного контроля уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке.