Чем охлаждается двигатель автомобиля

Двигатель автомобиля охлаждается основным образом с помощью системы охлаждения, которая чаще всего использует жидкость, такую как антифриз. Эта жидкость циркулирует по каналам двигателя, поглощая тепло, выделяющееся при сгорании топлива, и передает его в радиатор, где тепло отводится в атмосферу.

В дополнение к жидкостному охлаждению, в некоторых автомобилях используются и воздушные методы, особенно в мотоциклах и маломощных двигателях. Воздушное охлаждение осуществляется путем прямого контакта воздуха с поверхностью двигателя и его компонентов, что также помогает поддерживать оптимальную рабочую температуру.

Система охлаждения двигателя. Как часто менять антифриз и как проводить профилактику системы

При сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя температура газов достигает 2500 °С, а в среднем при работе двигателя составляет около 900 °С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может привести к заклиниванию поршней, обгоранию головок клапанов, выгоранию смазки, выплавлению подшипников и другим неисправностям.

Чтобы этого не происходило, в двигателе необходимо поддерживать определенный тепловой режим. Его обеспечивает система охлаждения. Разбираемся, как она работает, и что будет, если она выйдет из строя.

Типы систем охлаждения

Существуют две разновидности систем охлаждения двигателя: воздушная и жидкостная. В современном автотранспорте, как правило, применяют жидкостную систему охлаждения — воздушную же используют в мототехнике и небольших генераторных установках.

Воздушная система охлаждения

Как следует из названия, в такой системе для отвода излишнего тепла от двигателя используется поток воздуха. Это конструктивное решение широко применяли в 60-70-х годах ХХ века такие производители как Fiat, Volkswagen и другие — в том числе, отечественный «Запорожец».

При воздушной системе охлаждения тепловой режим двигателя определяют температурой масла в системе смазки, которая должна находиться в пределах 70-110 °С.

Основные недостатки воздушной системы охлаждения:

значительные затраты мощности на привод вентилятора;
повышенный уровень шума при работе;
ухудшение наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью;
воздушные потоки направляются неравномерно — это может привести к локальному перегреву;
большая тепловая напряженность отдельных деталей может привести к перегреву двигателя.

Именно поэтому современные производители отдают предпочтение жидкостной системе охлаждения.

Жидкостная система охлаждения

Эту систему охлаждения устанавливают на современные автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Детали двигателя, подвергающиеся нагреву, охлаждаются при помощи жидкости. В отдельных случаях это может быть вода или тосол, но самое распространенное решение — антифриз.

Для предупреждения неполадок обычному автовладельцу достаточно знать несколько ключевых моментов.

Первые признаки неисправности системы охлаждения

Очевидные признаки неисправности одного из агрегатов системы охлаждения:

утечка охлаждающей жидкости;
резкий сладковато-едкий запах в салоне автомобиля при включении системы отопления;
плохой прогрев двигателя в холодную погоду;
перегрев двигателя.

Что же может пойти не так в работе системы охлаждения

Сломался термостат

Начнем с неисправности термостата — самой неявной среди очевидных проблем системы охлаждения.

Основная роль термостата — это регулирование циркуляции охлаждающей жидкости по одному из «кругов»: малому, минуя радиатор охлаждения при первоначальном прогреве двигателя, или большому, по достижении его рабочей температуры.

Когда клапан термостата открыт, охлаждающая жидкость движется по большому кругу, когда закрыт — по малому. Обычно эта деталь меняет свое положение в зависимости от температуры двигателя. Сломанный же термостат «заклинивает» в одном из этих двух состояний.

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута. Но хуже, если Если термостат заклинил в полностью закрытом положении — возможен перегрев двигателя в любом режиме движения при любой температуре воздуха и даже в небольшой мороз. Если термостат открывается, но не до конца, двигатель перегревается, но может и не «закипеть» — все зависит от режима эксплуатации машины.

Если индикатор температуры двигателя неохотно двигается вверх при прогреве либо зашкаливает в красной зоне, вероятнее всего, возникла проблема с термостатом.

Нарушилась герметичность системы охлаждения

Система охлаждения имеет множество патрубков, шлангов, стыковых соединений и уплотнительных прокладок. Каждое из таких соединений может стать брешью в системе — тогда охлаждающая жидкость будет протекать.

Последствия варьируются от траты средств на покупку охлаждающей жидкости «на долив» до перегрева и капитального ремонта двигателя.

Основные причины нарушения герметичности системы охлаждения:

эксплуатационный износ деталей;
некачественный ремонт;
заводской брак.

Увидели под машиной водянистую жидкость, а уровень антифриза в расширительном бачке уменьшается? Нужно искать течь.

Сломалась водяная помпа

Поломка водяной помпы может быть выявлена по схожим с предыдущими неисправностями признакам. Однако такой дефект быстрее других приведёт к печальным последствиям. Если помпа сломана, охлаждающая жидкость не будет циркулировать по двигателю, регулируя его температуру. Индикатор температуры будет в красной зоне, и даже при самой краткосрочной эксплуатации неизбежен перегрев двигателя. «На глаз» проблему определить сложно, но некоторые первичные признаки можно обнаружить на плановом техническом осмотре:

посторонние шумы из подкапотного пространства;
течь охлаждающей жидкости из-под корпуса водяной помпы;
повышенная температура двигателя.

эмульсия (смешивание) охлаждающей жидкости и моторного масла в результате разрыва прокладки ГБЦ от перегрева;
капитальный ремонт цилиндро-поршневой группы, замена коренных и шатунных вкладышей.

Как часто менять антифриз в автомобиле

Срок службы антифриза в автомобиле зависит от многих факторов:

свойства охлаждающей жидкости;
исправность системы охлаждения;
условия эксплуатации авто;
особенности двигателя авто;
и др.

Читайте: Как правильно отшлифовать ванну перед акриловым покрытием

При этом нужно обращать внимание на состояние жидкости в автомобиле.

Если в бачке с антифризом образовалась пена, появились масляные разводы, цвет поменялся на рыже-бурый или появился черный оттенок, то необходимо заменить антифриз в течение 1-2 недель. Также при появлении таких признаков рекомендуем проверить исправность системы охлаждения.

Профилактика системы охлаждения

Регламент проверки, обслуживания и замены узлов системы охлаждения зависит от производителя и прописан индивидуально под каждый автомобиль в сервисной книжке.

Конкретный пробег или период замены жидкостей и агрегатных узлов нужно уточнять в инструкции по эксплуатации или в сервисной книжке.

Регулярно осматривайте все узлы системы охлаждения на предмет дефектов. Своевременная замена отслуживших свой срок деталей спасет вас от больших затрат в будущем.

Источник3: www.autoopt.ru

Система охлаждения двигателя

Во время работы двигатель внутреннего сгорания сильно греется, и если не отводить избыточное тепло, то мотор выйдет из строя. Для поддержания оптимального температурного режима двигателя предусмотрена система охлаждения. О том, какие системы охлаждения бывают, как они устроены и как работают — читайте в этой статье.

Назначение системы охлаждения двигателя

Сгорание топлива в камере сгорания двигателя происходит с температурой 2000-2500°C, поэтому спустя непродолжительное время вся конструкция силового агрегата сильно нагревается. Этот нагрев опасен для двигателя, так как из-за расширения деталей зазоры между ними уменьшаются, детали испытывают усиленный износ, а при слишком высоком нагреве и вовсе происходит заклинивание. Также из-за нагрева камеры сгорания происходит детонация топливно-воздушной смеси, и двигатель работает нестабильно. Поэтому излишнее тепло от двигателя необходимо постоянно отводить.

С другой стороны, нельзя допускать и чрезмерного охлаждения двигателя, так как в этом случае он будет работать нестабильно, с потерей мощности и большим расходом топлива. Дело в том, что при контакте топливно-воздушной смеси с холодными стенками камеры сгорания происходит конденсация топлива, из-за чего оно плохо сгорает и частично стекает в картер двигателя.

Таким образом, температуру двигателя необходимо поддерживать на некотором среднем уровне. Практика показывает, что температура мотора, при котором он выходит на оптимальный режим работы, составляет 85-90°C (и не должна превышать 105°C). И именно задачу поддержания оптимальной температуры двигателя и решает система охлаждения двигателя.

ведущий шкив привода вентилятора и генератора;
приводной ремень;
генератор;
ведомый шкив привода вентилятора;
защитная сетка;
вал вентилятора;
направляющий аппарат вентилятора;
ротор вентилятора;
кожух;
головка цилиндра;
задний дефлектор (направляющий щиток);
цилиндр;
средний дефлектор;
передний дефлектор;

Система охлаждения современного двигателя может выполнять и еще несколько функций:

— Нагрев холодного двигателя при пуске; — Охлаждение масла в системе смазки; — Нагрев воздуха в системе отопления; — Охлаждение трансмиссионного масла в АКПП; — При наличии системы рециркуляции отработанных газов — охлаждение выхлопных газов; — При наличии турбонаддува — охлаждение воздуха перед подачей в турбокомпрессор.

Как нетрудно заметить, система охлаждения решает массу задач, и без нее работа двигателя и комфортная езда на автомобиле были бы просто невозможны.

Типы и виды систем охлаждения

Существует три типа систем охлаждения, которые отличаются по заложенным в основу их работы физическим принципам и используемым теплоносителям:

— Воздушная; — Жидкостная; — Гибридная.

Воздушная система, как нетрудно догадаться, использует для охлаждения двигателя воздушный поток, обдувающий ребристые головки цилиндров. В жидкостной системе охлаждения работает поток воды, который отбирает тепло у двигателя, а охлаждается в расширительном бачке. Гибридная система сочетает оба принципа — двигатель охлаждается жидкостью (сегодня это не обязательно вода — применение находят специальные жидкости), а нагретая вода охлаждается в теплообменнике (радиаторе) с помощью потока воздуха.

Здесь нужно сделать важное замечание. В классическом понимании жидкостная система охлаждения не имеет радиатора — вода охлаждается непосредственно в расширительном бачке. Такая система появилась на заре автомобилестроения, но быстро вышла из употребления, так как не могла обеспечивать эффективное охлаждение ДВС. Сейчас в большинстве автомобилей используется гибридная система охлаждения, но в обиходе ее называют жидкостной.

Гибридные системы охлаждения можно классифицировать еще по нескольким признакам.

По количеству контуров охлаждения:

— Одноконтурные — вода циркулирует по единой для блока и головки блока цилиндров водяной рубашке; — Двухконтурные — вода циркулирует по разобщенным водяным рубашкам блока цилиндров и головки блока цилиндров.

По направлению потока теплоносителя в водяной рубашке:

— С продольным направлением — вода поступает в районе первого цилиндра, а выходит у последнего; — С поперечным направлением — вода подается в районе выпускного коллектора, а выводится в районе впускного.

О каждом типе системы охлаждения расскажем отдельно, а на гибридной системе остановимся наиболее подробно в следующей части статьи.

Устройство и принцип работы воздушной и жидкостной систем охлаждения

Устройство воздушной системы охлаждение крайне простое: головки цилиндров выполнены ребристыми, причем ребра расположены вдоль направления потока обдувающего их воздуха. Ребра многократно повышают площадь нагретой поверхности, которая контактирует с воздухом, и отдача тепла происходит лучше. Ребра могут располагаться как по продольной оси цилиндра (то есть, сверху вниз), так и поперек цилиндра.

Читайте: Ремонт ванны своими руками: восстановление эмали и акрила в домашних условиях

Воздушная система охлаждения имеет одно преимущество — она крайне проста и надежна. Действительно, вся система — это просто ребристый цилиндр, имеющий грамотное расположение. Однако за простотой кроется множество недостатков, главный из которых — низкая эффективность (воздух обладает малой теплоемкостью, поэтому плохо отбирает тепло) и невозможность применения на мощных двигателях. Поэтому воздушное охлаждение имеют моторы малой кубатуры, в том числе мотоциклетные, а также устанавливаемые на малолитражных автомобилях (таким двигателем оснащался знаменитый Фольксваген «Жук» и не менее знаменитый «Запорожец»).

Жидкостная система устроена сложнее. В ней в качестве теплоносителя используется вода, поэтому необходимо обеспечить ее подачу к нагретым деталям двигателя. Эта задача решается с помощью так называемой «водяной рубашки» — системы полостей для воды в блоке цилиндров и ГБЦ. Вода проходит сквозь двигатель в самых его нагретых частях, отбирает тепло, и отдает его в атмосферу.

Но и у классического жидкостного охлаждения есть свои недостатки — в этой системе нет принудительного охлаждения воды (она теряет тепло только в расширительном бачке), поэтому моторы большой мощности с ее помощью охлаждать невозможно. Так что понять вытеснение чисто жидкостной системы системой гибридной нетрудно.

О гибридной системе охлаждения вы скоро сможете узнать в следующей части данной статьи.

Другие статьи

#Омывающие жидкости
29.09.2023 | Статьи о запасных частях

Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.

#Рассухариватель клапанов
21.06.2023 | Статьи о запасных частях

Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.

#Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях

Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.

#Пластина распределителя зажигания
07.06.2023 | Статьи о запасных частях

Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.

Источник4: www.autoopt.ru

Источник5: www.lm-shop.ru

Как устроена система охлаждения двигателя – принцип работы

Система охлаждения включает в себя такие компоненты:

Радиатор – специальный теплообменник, обычно изготовленный из металла, который располагается перед мотором и имеет множество маленьких плоских трубок или каналов. Охлаждающее вещество циркулирует через эти трубки, где отдает тепло окружающему воздуху.
Вентилятор, устанавливаемый на радиаторе, может включаться и отключаться в автоматическом режиме в соответствии с температурными показателями двигателя. Элемент помогает увеличить объем циркулирующего через радиатор воздуха, что приводит к охлаждению рабочего вещества.
Термостат – аппарат, монтируемый в системе охлаждения, контролирует температуру жидкости для охлаждения, запуская или останавливая движение материала через радиатор, учитывая температуру мотора.
Водяной насос, который функционирует на приводе от двигателя и способствует перемещению охлаждающей смеси через систему.

Принцип работы системы заключается в следующем:

Мотор начинает работу, и охлаждающая смесь находится в нижней части мотора.
Водяной насос начинает циркуляцию жидкости через двигатель, где она аккумулирует тепло, создаваемое сгоранием топлива.
Теплая охлаждающая жидкость покидает двигатель и поступает в радиатор.
Вентилирующие устройство может включиться, чтобы усилить охлаждение, особенно при низких скоростях движения или на стоянке.
В радиаторе рабочая смесь отдает свое тепло окружающему воздуху.
По мере снижения температуры ОЖ, она снова спускается в нижнюю часть мотора через термостат.

Для чего нужен радиатор

Он имеет структуру, включающую следующие части:

Компонент содержит множество тонких трубок или каналов, через которые проходит охлаждающая жидкость. Эти трубки обычно изготовлены из металла и имеют высокую теплопроводность, что помогает эффективно отводить тепло от жидкости.
Вокруг трубок радиатора находится большое количество тонких пластин, называемых рёбрами. Ребра увеличивают поверхность радиатора и улучшают теплообмен между охлаждающей жидкостью и окружающим воздушным пространством. Изготавливают ребра-пластины из металла.
Ряд моделей таких агрегатов оснащены встроенным вентилятором, который может функционировать автоматически в зависимости от температуры двигателя. Прибор помогает повысить уровень отвода тепла, что часто необходимо при стоянке или движении на небольшой скорости.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Датчик температуры охлаждающей жидкости измеряет параметр и передает его электронному блоку управления транспортного средства или другому управляющему устройству. Данные используются для отслеживания процесса работы мотора, указывают водителю о потенциальных неполадках или неисправностях. Благодаря датчику осуществляется защита двигателя от перегрева – при достижении определенной температуры, блок управления может задействовать вентилятор или режим безопасности для предотвращения перегрева.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

Как жидкости в системах охлаждения применяют антифризы – смесь специальных веществ с водой, которая не только обеспечивает отвод тепла, но и в холодное время года не позволяет мотору замерзнуть. Выделяют следующие основные разновидности таких материалов:

Читайте: Способы подключения воды на участок без жилого дома

на основе этиленгликоля (содержат специальные добавки, которые предотвращают замерзание и коррозию);
на основе пропиленгликоля (считаются более экологичным решением);
готовые смеси (антифризы, уже разбавленные водой);
со специальными добавками (в их состав входят добавки, которые останавливают разрушение составных частей и возникновению воздушных пузырьков в ОЖ – кавитацию).

Нюансы работы датчиков системы охлаждения

Датчики температуры помогают поддерживать оптимальную температуру двигателя, что влияет на его эффективность и экономию топлива. При перегреве они могут оповещать ЭБУ о необходимости вмешательства, вроде увеличения оборотов вентилятора, чтобы избежать поломки двигателя.
Датчики системы охлаждения измеряют температуру ОЖ или других компонентов, таких как термостат, радиатор и моторное масло.
На транспортное средство могут устанавливать датчики уровня и расхода ОЖ, или прибор отслеживания процесса возникновения пузырьков.

Типы систем охлаждения двигателя и принципы их работы

В автомобилестроении применяют три наиболее распространенных типа систем охлаждения двигателя, каждая из которых работает по-своему и обеспечивает отвод тепла от мотора. Выделяют жидкостную, воздушную и гибридную схемы этого процесса.

Жидкостная

Это наиболее распространенный тип системы охлаждения моторов автомобилей. В ней циркулирует ОЖ, которая поглощает тепло, создаваемое двигателем во время сгорания топлива. Теплое рабочее вещество проходит через радиатор, где она отдает свое тепло окружающему воздуху. После этого охлажденная жидкость рециркулирует в мотор, и операция повторяется. Такие типы агрегатов могут включать в себя термостат для регулирования температуры и вентилятор радиатора для дополнительного охлаждения вещества.

Воздушная

Воздушная система позволяет охлаждать мотор за счет прохождения воздуха через предусмотренные охладители, такие как радиаторы или масляные кулеры. Охлажденный воздух подается на поверхность двигателя или других нагревающихся компонентов для отвода тепла. Этот способ, как правило, не столь эффективен по сравнению с жидкостной системой и требует хорошей циркуляции воздуха.

Гибридная

Гибридный тип системы сочетает в себе элементы жидкостной и воздушной схем. Он используется в ряде моделей мощных мотоциклетных или малых летательных аппаратах. Жидкость охлаждает определенные компоненты, такие как головки цилиндров, в то время как воздух охлаждает другие элементы, такие как масляные системы или двигатель в целом. Гибридные системы охлаждения разрабатываются с учетом требований к весу и эффективности охлаждения.

Возможные неисправности охлаждения

Чаще всего встречающимися неисправностями системы охлаждения ДВС считаются:

Утечка охлаждающей жидкости. Это одна из наиболее частых проблем. Утечки могут происходить из радиатора, шлангов, помпы, соединительных мест или уплотнителей. Утечка жидкости может привести к перегреву мотора.
Поврежденные шланги. Пришедшие в негодность или изношенные шланги охлаждения способны вызвать утечки или блокировку потока ОЖ.
Неисправная помпа охлаждения. Помпа охлаждения двигателя двигает ОЖ через систему. Неисправность помпы может привести к недостаточному циркулированию жидкости и перегреву.
Засорение радиатора. Засорение радиатора маслом, пылью или другими примесями может уменьшить его эффективность и привести к перегреву.
Неисправный термостат. Термостат, который не открывается или не закрывается должным образом, может вызвать проблемы с регулированием температуры.
Плохая работа вентилятора радиатора. Если этот элемент радиатора не срабатывает в необходимый момент, мотор может перегреваться в условиях низкой скорости движения или при простое.
Разгерметизация и нарушение целостности системы. Падение уровня давления может возникнуть в системе охлаждения из-за проколов или нарушений прилегания герметичных уплотнений.
Загрязнение термостата. Неполадки в работе термостата могут вызвать проблемы с температурой охлаждающей жидкости.
Проблемы с датчиками. Неисправные датчики температуры или другие контроллеры конструкции способны вызвать неправильное управление системой и ошибочные индикации на приборной панели.
Головка цилиндра или прокладка головки цилиндра. Если герметичность головки цилиндра нарушена, это может привести к проникновению охлаждающей жидкости в эти компоненты или масляной картер, что может вызвать серьезные проблемы с двигателем.

Диагностика неисправностей систем охлаждения

Для обнаружения возможных поломок и проблем системы охлаждения проводят следующие ремонтные мероприятия:

осмотр;
проверка уровня ОЖ;
проверка исправности термостата;
проверка работоспособности вентилятора;
диагностика ЭБУ с использованием сканера;
проверка датчиков температуры;
тестирование водяного насоса;
обследование герметичности головки цилиндров.

Как ухаживать за системой охлаждения двигателя

Правильная эксплуатация и уход за системой охлаждения помогают избежать поломок и продлевают срок работы двигателя автомобиля. К основным рекомендациям по уходу за ней относят:

Регулярная проверка уровня жидкости – следует избегать падения этого показателя до минимальных отметок.
Своевременная замена антифриза, которую, в зависимости от типа ОЖ, рекомендуют менять каждые 2-5 лет.
Регулярный осмотр компонентов системы на предмет выявления утечек.
Проверка шлангов на износ, появление трещин и других нарушений структуры.
Тщательный мониторинг работоспособности термостата. Если мотор часто не набирает требуемую рабочую температуру, это может свидетельствовать о неисправности элемента.
Отслеживание показаний датчиков температуры на приборной доске.
Регулярная чистка радиатора от пыли, грязи и мусора.

При обнаружении первых неисправностей системы охлаждения, не лишним будет обратиться к специалистам. Промедление с решением проблемы может обернуться выходом из строя всего двигателя.

Источник6: www.lm-shop.ru