Как происходит циркуляция жидкости в системе охлаждения
Циркуляция охлаждающей жидкости в системе двигателя
Речь идет о двигателе внутреннего сгорания. По названию видно, что внутри двигателя происходит сгорание топлива. При этом получается тепло, которое разогревает мотор. Для двигателя необходима оптимальная температура, при которой он работает нормально. Для создания и поддержания такого заданного режима во многих двигателях используется система охлаждения, включающая в себя циркуляцию охлаждающей жидкости в двигателе.
Применение системы охлаждения
Сама система усложняет процесс изготовления, делая его более энергоемким, что ведет к удорожанию всей конструкции. Во время эксплуатации требуется проводить регулярное наблюдение, устранение неисправностей и ремонт. Поэтому систему охлаждения стремятся сделать наиболее простой. Все системы можно разделить на три вида:
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше»
- воздушная;
- жидкостная;
- комбинированная.
Использование воздуха
Воздушная система — самая простая и дешевая, в основном не требует дополнительного оборудования и присмотра. Используется два способа циркуляции:
- естественный;
- принудительный.
Естественный способ широко используется на скоростных и легких подвижных транспортных средствах, например, в самолетах, которые, как правило, летают в более холодных слоях атмосферы.
Двигатель охлаждается воздухом, который нагнетается винтом. К легким транспортным средствам можно отнести мототранспорт и всевозможные модели. Мощность двигателя таких конструкций небольшая, естественного обдува, в основном, хватает. Для увеличения теплоотдачи цилиндры выносятся из двигателя и снабжаются ребрами.
Отрицательной чертой такого охлаждения является отсутствие возможности регулировать температуру двигателя. В холодную погоду требуется много времени на его прогрев, а в жаркую приходится глушить двигатель, чтобы он остыл.
Эта проблема частично решается принудительным способом. Он используется в двигателях, которые установлены стационарно. В этом случае на двигатель направляется поток воздуха, идущего от вентилятора. Этим потоком можно управлять, меняя скорость вращения вентилятора.
Употребление жидкости
Чтобы охлаждающая система была более регулируемой и эффективной, применяют жидкостный охладитель. Кроме того, схема движения тосола в системе охлаждения имеет два круга: большой и малый, что также способствует равномерности температуры. В этом качестве раньше использовали воду. В отличие от воздуха у воды лучшая теплопроводимость, что повышает КПД. Используемая система может быть:
При использовании первой системы жидкость циркулирует по замкнутой цепи. Движется по трубам или шлангам самотеком или благодаря водяному насосу. Нагреваясь от работающего двигателя, она расширяется, создавая давление, превышающее атмосферное. Поэтому точка кипения достигает 110 — 120 градусов. Для охлаждения используется теплообменник, который, в свою очередь, охлаждается воздушным потоком. Для регулировки температуры (ОЖ) меняют скорость воздуха, проходящего через теплообменник. Это можно делать, открывая и закрывая жалюзи или меняя скорость потока воздуха. Используется в мощных двигателях.
Незамкнутая система используется там, где нет недостатка в воде — это плавсредства. Вода поступает с водоема и с помощью насоса передается к двигателю. После охлаждения двигателя она выбрасывается наружу.
Преимущество в том, что не нужно устанавливать теплообменник и вентилятор для его охлаждения.
Работа комбинированной схемы
Такая система в основном используется в автомобилях и некоторых мотоциклах. Она включает в себя как жидкостное, так и воздушное охлаждение. В блоке цилиндров делаются окна, по которым вода протекает и нагревается.
Чтобы не нарушать естественное движение нагреваемой жидкости, ее подводят к нижнему краю цилиндра, далее она поднимается к головке и выходит наружу. После чего движение продолжается по трубке к верхнему бачку радиатора. Опускаясь вниз по трубкам радиатора, жидкость охлаждается и по трубке подходит к водяному насосу, также именуемому помпой. От помпы по трубке проходит в нижний край блока цилиндров, и схема движения охлаждающей жидкости в двигателе замыкается.
В зимнее время, и когда мотор еще не нагрелся, необходимости в охлаждении мотора нет.
Чтобы отключить на это время радиатор, используют термостат. Таким образом, он является регулятором для определения большого и малого круга системы охлаждения. Он расположен на выходе охлаждающей жидкости из мотора. Термостат устроен таким образом, что при невысокой температуре охлаждающей жидкости перекрывает ей доступ к радиатору, образуя малый круг охлаждения двигателя.
Элементы, входящие в систему
Комбинированная схема закрытого типа включает в себя систему обогрева салона машины. Исходя из этого, можно составить следующий список элементов, входящих в охлаждающую систему:
- радиаторы (один для охлаждения, другой для обогрева);
- вентиляторы;
- водяной насос (помпа);
- термостат;
- датчик температуры.
Радиатор выполняет основную роль в охлаждающей системе. Его изготавливают из двух бачков, которые объединяются множеством латунных сварных или вытянутых трубок. Из алюминия трубки делают реже, так как прочность их ниже. Трубки могут быть прямыми или ленточными, сечение эллипсом. Благодаря такому строению они легче выдерживают давление замерзшей жидкости. Для увеличения площади теплоотдачи трубки проходят через пакет пластин. В нижнем бачке имеется кран для слива жидкости. В верхнем бачке расположена горловина или патрубок, ведущий к расширительному бачку. Закрывается пробкой, внутри которой расположены впускной и выпускной клапаны.
На боковой стороне радиатора расположен датчик температуры, указывающий температуру охлаждающей жидкости. В центре устанавливается вентилятор для обдува радиатора. Привод он может получать тремя способами:
- Непосредственно от коленвала.
- Через муфту.
- От электродвигателя.
Водяной центробежный насос прогоняет жидкость по всей системе. Крепится непосредственно на коленвале. При большой мощности мотора производят охлаждение масла, устанавливая масляный радиатор на основной.
Виды охлаждающей жидкости
Самой дешевой жидкостью является вода, особенно если она мягкая. Она обладает хорошей теплоемкостью, имеет низкую вязкость, что позволяет ей просачиваться сквозь небольшие отверстия. Однако она сильно вызывает коррозию и замерзает при сравнительно высоких температурах, поэтому ее заменяют тосолом.
В советское время был институт, который занимался разработкой охлаждающих жидкостей. Совокупность всех жидкостей, борющихся с замерзанием, обледенением, называют антифризом (переводится как «против замерзания»). К ним относится водный раствор этиленгликоля, реже пропиленгликоля, который нетоксичен, но значительно дороже.
Антифризы не только замерзают при более низких температурах, но и меньше расширяются при замерзании. Например, вода расширяется на 9%, а 40% водный раствор этиленгликоля всего на 1,5%. Процесс замерзания происходит тоже по-разному. Вода при замерзании превращается в сплошной монолит, а раствор этиленгликоля кристаллизуется, не нанося вреда механизмам.
Добавки, которые входят в антифризы, направлены на борьбу с коррозией, смазывают трущиеся детали, борются с пеной. Немаловажным является и то, что у них также повышена точка кипения, что благотворно сказывается на моторе.
При всех плюсах этиленгликолевые антифризы имеют и минусы. Главный из них — высокая токсичность. Для человека весом 70 кг достаточно 140 миллилитров, чтобы привести к летальному исходу. Ядом является не только сама жидкость, но и ее пары. Даже небольшая утечка в отопительном радиаторе может привести к тяжелым последствиям. Для своевременного обнаружения неисправности такие антифризы обладают флуоресцентными свойствами.
Другим недостатком является большой коэффициент расширения. Для новых авто это не проблема, у них уже на этот случай стоит расширительный бачок, а вот для старых без доработки это будет затруднительно. В горячем состоянии антифриз выбросится, а когда остынет, уровень сильно упадет. Существует другая трудность, с ней уже намного труднее справиться.
Антифриз хуже передает тепло, примерно на 15 — 20%. В жаркую погоду он просто не справится со своей работой, и мотор может перегреться.
Срок годности этиленгликоля ограничивается 2 — 3 годами, при повышенных температурах срок сильно сокращается, а при превышении температуры 105 градусов добавки, смазывающие детали двигателя, быстро разрушаются. Для повышения качества стали использовать силикатные антифризы. В США и Японии используют фосфатные антифризы, но для Европы из-за повышенной жесткости воды они непригодны.
Устал платить за штрафы? Выход есть! Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка - НАНОПЛЁНКА, которая скрывает ваши номера от ИК камер (которые стоят по всем городам). Подробнее по ссылке.- Абсолютно легально (статья 12.2.4).
- Скрывает от фото-видеофиксации.
- Устанавливается самостоятельно за 2 минуты.
- Не видна человеческому глазу, не портится из-за погоды.
- Гарантия 2 года,
Циркуляция охлаждающей жидкости
Во избежание перегревания двигателя понадобиться система для его охлаждения. Она поддерживает стандартную температуру в нем. Большинство двигателей оснащены жидкостной охладительной системой. Элементы, из которых состоит схема циркуляции охлаждающей жидкости – большой и малый контур.
Из чего они состоят
Обычно в двигателях используется жидкостная охладительная система закрытого вида с вынужденной циркуляцией жидкости. Главные ее составляющие:
- Радиатор;
- Вентилятор;
- Термостат;
- Водяная рубашка блока цилиндров;
- Расширительный бачок;
- Водяной насос;
- Патрубок.
Каждый компонент имеет свое предназначение и выполняет конкретные функции. Это важно для оптимальной работы всех систем двигателя. Если одна из деталей неисправна, то это отобразится на схеме циркуляции охлаждающей жидкости. Поэтому все компоненты системы должны быть в исправном состоянии, позволяя двигателю работать эффективно и без перегрева.
Подробнее об составных элементах в охлаждении
Главная функция радиатора состоит в охлаждении циркулирующей жидкости. Поверхность устройства слагается из множества трубочек, что позволяет увеличить отдачу тепла. В радиаторе важную роль в охладительном процессе играет вентилятор. Он отвечает за подачу воздуха, тем самим уменьшая нагревание жидкости.
Термостат рассчитан на поддержку температуры двигателя в разумных мерах. Иначе, как только жидкость перегревается, термостат открывает путь с малого контура в большой. Тем самим, позволяя охладить ее, что регулирует температуру внутри двигателя. Водяная рубашка – сетка сообщающихся блоков цилиндров, что находятся в жидкости. Если ее не хватает, то этому поможет расширительный бачок. Он покрывает расход жидкости после нагревания или охлаждения.
Водяной насос содействует передвижению жидкости по рубашке и по всему двигателю. Патрубки и разнообразные трубки соединяют все элементы системы.
Как происходит циркуляция жидкости
Сначала, когда двигатель еще холодный, жидкость находится в маленьком контуре. Потом, когда начинается нагрев мотора и температура стает критичной, жидкость передвигается в большой контур чтобы лучше охладится.
Малый контур рассчитан на обеспечение допустимой температуры для работы двигателя. В него входит центробежный насос, через который охлаждающая жидкость циркулирует по системе. Проблема в том, что он помещает только небольшое количество жидкости, что приводит к быстрому ее нагреву.
Большой контур служит для более производительной циркуляции охлаждающей жидкости.
Если малый контур не справляется с охлаждением и происходит перегрев, клапан термостата перегоняет жидкость через большой контур к радиатору.
Какие используют жидкости
Для исправной работы системы важен вид используемой жидкости. Различают два вида – вода и антифриз. Выбирая воду как охлаждающий реагент, важно иметь представление, какую надо использовать. Она должна быть мягкой (дистиллированная, дождевая или снежная).
Современным заменителем воды стал антифриз – смесь этиленгликоля и дистиллированной воды. Эта жидкость имеет низкозамерзающие свойства. Это значит, что при низких температурах вода само собой замерзнет в радиаторе, а антифриз – нет.
Хотя существуют и недостатки. Используемый антифриз беспрепятственно может разлагаться в системе, что негативно влияет на поверхности деталей – возникновение коррозий и наслоений.
Неполадки системы охлаждения
Во время циркуляции охлаждающей жидкости тепло от стенок цилиндров и камер сгорания передается при помощи радиатора окружающей среде. Как только возникли проблемы в перекачке жидкости, сломалась деталь – нужно срочно предотвращать неполадки. Иначе перегрев неизбежен. Вот перечень возможных повреждений:
Вытекание жидкости: из радиатора или других элементов системы;
Неудовлетворительная работоспособность радиатора;
Низкий уровень действия вентилятора;
Неполноценный режим работы водяного насоса;
Поломка термостата.
Все выше перечисленные неполадки можно починить или ремонтом конкретной детали или же ее полной заменой. Это же касается и первого пункта, так как утечка могла произойти только через неисправность одного или нескольких механизмов. Поэтому важно контролировать и время от времени проверять все устройства и устранять дефекты.
Важен ли механизм охлаждения
Охладительная система рассчитана на поддержание приемлемой тепловой нагрузки двигателя, регулирования отвода тепла от наиболее нагревающихся деталей. Это происходит вследствие контакта или трения с раскаленными газами.
Средняя температура нагрева двигателя составляет 800-900 градусов, но он может нагреться и до 2000. Если не осуществлять отвод тепла от мотора, то произойдет перегрев. Это грозит основательным ремонтом всего двигателя.
Схема циркуляции жидкости в системе может привести не только к охлаждению, но и к прогреву холодного двигателя. Это малая часть ее предназначения, но очень значительная.
Схема циркуляции охлаждающей жидкости: 2 круга движения
Всем привет, дорогие мои читатели! То, что современный автомобиль оснащен несколькими ключевыми системами, сегодня знает даже школьник старших классов. Какая — то отвечает за питание, другая за смазку, третья за охлаждение от перегрева. Предлагаю остановиться подробнее на том, какая предусмотрена схема циркуляции охлаждающей жидкости – от этого будет зависеть понимание важности охлаждения в целом.
Что происходит на холодном моторе
Пока двигатель внутреннего сгорания функционирует, он выделяет значительные объемы тепла. Вследствие этого множество самых разных деталей подвергается действию высоких температур. Для отвода излишнего тепла была предусмотрена схема движения антифриза по разным кругам: так называемым ”большому” и ”малому”. Каждый из них является замкнутым, но отличается списком оборудования и деталей, которые в нем участвуют.
Подробнее о том, как устроена система охлаждения, мы говорим в отдельном материале. Итак, запускаем мотор, и сразу же начинает циркулировать антифриз. Обеспечивается это работой водяного насоса – помпы, который, в свою очередь, функционирует благодаря приводному ремню. Вначале движок у нас еще холодный, поэтому жидкость циркулирует между ним и водяной помпой. Это называется малым кругом, и происходит так до тех пор, пока мотор не прогреется до определенного температурного уровня.
После этого термостат автоматически закрывает малый круг, но открывает движение по большому кругу. Помпа снова закачивает антифриз в силовой агрегат. Как только его температура повысится до уровня рабочей, он через патрубки достигнет радиатора. С его помощью излишки тепла выводятся в окружающую среду, и двигатель снова работает в приемлемом температурном режиме.
Охлажденный антифриз снова поступает в мотор благодаря закачиванию водяным насосом. Однако может возникнуть ситуация, при которой этого недостаточно для нормального охлаждения. На помощь придут вентиляторы, а их включение обеспечит специальный датчик. Он так и называется ”датчик включения вентиляторов” и расположен под радиатором. Когда происходит замыкание его контактов, эти приборы включаются, обеспечивая дополнительное принудительное охлаждение.
Спустя время, температура антифриза падает, и вентиляторы отключаются. Условно приемлемой для большинства ДВС считается показатель в районе 90 градусов, хотя некоторые термостаты рассчитаны на поддержание 87 градусов. Эффективная работа всей системы охлаждения в целом достигается применением вышеописанной схемы. Когда движок не разогрет, отвод тепла не требуется. Но при дальнейшей работе понадобится включение в охлаждающий процесс дополнительного оборудования.
Эффективность данной схемы
Производители не зря установили определенный температурный режим. Именно при нем тепловые зазоры являются оптимальными. Все это проявляет себя в поведении двигателя. Его мощность повышается, одновременно возрастает динамика и приемистость. В то же время, потребление топлива приходит в норму. Задача системы охлаждения состоит не только в понижении температуры, но и в наиболее быстром прогреве – а это необходимо для того, чтобы он вышел на свой уровень производительности. Наиболее актуальна данная ситуация в холодную погоду. Вот почему существует разделение на большой круг и малый.
Уважаемые подписчики! Плохая циркуляция охлаждающей жидкости обязательно даст о себе знать, в некоторых случаях может помочь промывка системы. Это могут быть различные подтекания и влажные пятна, падение уровня антифриза в бачке, перегрев движка с потерей его динамики и т.п. Рекомендую чаще осматривать свое авто не только снаружи, но и под днищем кузова и в подкапотном пространстве. Мы еще вернемся к теме охлаждения, пока!
С уважением, автор блога Андрей Кульпанов
Автор:Андрей
Схема системы охлаждения двигателя. Принцип дейстивя и устройство системы охлаждения двигателя
Наведите мышку на картинку, чтобы она стала интерактивной.
Зачем нужна система охлаждения двигателя уже можно догадаться из названия – работая, двигатель нагревается и охлаждается через радиатор. Это вкратце. На самом деле, задача системы охлаждения двигателя поддерживать его температуру в определенном диапазоне (85-100 градусов), называемом рабочей температурой. При рабочей температуре мотор работает максимально эффективно и безопасно.
Большой и малый круг системы охлаждения двигателя
После запуска, двигатель должен как можно быстрее достичь рабочей температуры. Для этого система охлаждения поделена на две части – малый круг и большой круг обращения. По малому кругу охлаждающая жидкость циркулирует максимально близко к цилиндрам и, соответственно максимально быстро нагревается. Как только она прогревается до наивысшей рабочей температуры, открывается клапан и жидкость уходит на большой круг, где не дает двигателю перегреться. Задача малого круга сохранить рабочую температуру, а большого — отвести лишнее тепло.
Печка как часть системы охлаждения двигателя
Приятно, когда салон быстро прогревается, а ведь это происходит потому, что печка это часть малого круга обращения. Через шланги жидкость уходит на радиатор печки и возвращается обратно. Что это значит? Чтобы печка начала дуть теплый воздух быстрее, ее надо включать тогда, когда согреется двигатель.
Термостат и помпа
Помпа и термостат системы охлаждения
Итак, мы выяснили, что двигатель не перегревается благодаря циркуляции ОЖ. Но что заставляет жидкость двигаться? Ответ – помпа. Это такой специальный насос, который приводится в движение двигателем через ремень, но бывают помпы и с электромотором. Основные неисправности помпы связанные с течью сквозь дренажное отверстие и износом подшипника (сопровождается писком). Также бывают помпы с пластиковой крыльчаткой, которая разъедается от некачественного антифриза.
Термостат, этот самый клапан, который открывается при нагреве ОЖ и пускает ее по большому кругу. Состоит из цилиндра с веществом, которые расширяется при нагреве; достигнув определенной температуры, оно выдавливает шток и открывает клапан. Остыв, шток втягивается, а клапан закрывается.
Радиатор и расширительный бачок системы охлаждения двигателя
Радиатор является частью большого круга и устанавливается впереди автомобиля. В нем циркулирует жидкость, которая охлаждается встречным воздухом и вентилятором.
Вентилятор работает на всасывание, чтобы не препятствовать встречному потоку воздуха.
Крышка радиатора поддерживает давление в системе охлаждения. В ней есть клапан, который открывается, когда давление превышает рабочее, и стравливает лишнюю жидкость по шлангу в расширительный бачок.
Расширительный бачок нужен, чтобы сохранить жидкость, нужную для охлаждения. Когда антифриз в расширительном бачке охладится, он вернется по шлангу обратно в радиатор, исключая попадание воздуха. Есть совмещенные бачки с клапанной крышкой.
Вот как устроена система охлаждения двигателя. Среди основных проблем связанных с этой системой стоит выделить:
- течь – может появиться везде, от каналов блока до расширительного бачка;
Основная причина – избыточное давление из-за неисправной крышки радиатора/расш. бачка
- перегрев – возникает неожиданно, но паниковать не стоит. Лучше включить печку на полную, врубив высшую скорость, прекратить движение накатом и заглушить двигатель.
Не производить никаких действий пока система не остыла.
Основные причины – вытекла вся ОЖ в системе, отказал вентилятор, забит радиатор, вышел из строя термостат или помпа.
- плохо работает печка – дует холодным воздухом;
Основные причины – отсутствие антифриза, сломался термостат в открытом положении.
Автор: Иван Матиешин
Подпишись на наш канал в Яндекс.Дзене
Еще больше полезных советов в удобном формате
Подписаться
Не нашли ответ на свой вопрос?
Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453
Новости
-
Отзывы о Питер-АТ
Спасибо нашим клиентам за отзывы о нас:
-
Акция на ремонт вариаторных трансмиссий
-
Замена масла в двигателе в подарок
При замене масла в АКПП замена масла в двигателе бесплатно! -
Клиенту на заметку
-
Контрактные АКПП в СПб
