Система охлаждения двигателя-её устройство

Помимо основной функции отвода тепла от двигателя, система охлаждения двигателя (сокращенно СОД) выполняет и другие задачи:

• Охлаждение смазочных жидкостей в автоматических коробках передач;
• Охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• Воздушное охлаждение в системе турбонаддува;
• Охлаждение систем смазки двигателя;
• Воздушное отопление в системах отопления и кондиционирования.

Функции системы охлаждения двигателя автомобиля

Выход из строя или низкая эффективность системы охлаждения приводит к повышенному износу и выходу из строя деталей двигателя. Рабочая температура современных бензиновых двигателей составляет 100-120°С (или 70-90°С для дизелей), а с учетом облегченной конструкции современных двигателей и повышенной удельной мощности даже кратковременный перегрев гарантирует немедленную или очень быструю отказ двигателя. Поэтому правильная работа системы охлаждения в современных автомобилях – залог работоспособности и ресурса силовой установки.

Конструкция и работа жидкостной системы охлаждения

В автомобильных двигателях применяется закрытая (герметичная) жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Внутренняя полость замкнутой системы охлаждения не имеет постоянной связи с окружающей средой, а сообщение осуществляется через специальные клапаны (на определенное давление или разрежение), расположенные в пробках радиатора или расширительного бачка системы. Теплоноситель в такой системе закипает при 110…120°С. Принудительная циркуляция теплоносителя в системе обеспечивается жидкостным насосом .

Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения головки и блока цилиндров, радиатора, помпы, термостата, вентилятора, расширительного бачка, соединительных патрубков и сливных клапанов. Кроме того, в систему охлаждения входит обогреватель внутренней части кузова автомобиля.

Работа системы

Рисунок 3 – Система охлаждения двигателя

1, 2, 3, 5, 15, 18 — шланги; 4 — коллектор; 6 — бак; 7, 9 — пробка; 8 — рубашка охлаждения; 10 — радиатор; 11 — кожух; 12 — вентилятор; 13, 14 — шкивы; 16 — ремень; 17- насос; 19 — термостат

При холодном двигателе главный клапан термостата 19 (рис. 3) закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор 10. При этом жидкость нагнетается насосом 17 в рубашку охлаждения 8 на блоке цилиндров и головка блока цилиндров. Из ГБЦ по шлангу 3 жидкость поступает на дополнительный термостатический клапан и снова поступает в насос. Благодаря циркуляции этой части жидкости двигатель быстро нагревается. При этом меньшая часть жидкости поступает из ГБЦ в отопитель (кожух) во впускной патрубок двигателя, а при открытом кране — в отопитель в кузове автомобиля.

Когда двигатель прогрет, дополнительный клапан термостата закрыт, а главный клапан открыт. При этом большая часть жидкости из ГБЦ попадает в радиатор, охлаждается в нем и через открытый главный клапан термостата поступает в насос. Меньшая часть жидкости, как и при холодном двигателе, циркулирует через подогреватель впускного тракта двигателя и обогреватель салона. В определенном диапазоне температур основной и вспомогательный вентили термостата открыты одновременно, и теплоноситель в этом случае циркулирует в двух направлениях (циркуляционные круги).

Количество циркулирующей жидкости в каждом контуре зависит от степени открытия термостатических клапанов, что обеспечивает автоматическое поддержание оптимального температурного режима двигателя. Расширительный бачок 6, заполненный охлаждающей жидкостью, сообщается с атмосферой через резиновый клапан, установленный в крышке 7 бачка. Бачок соединен шлангом с заливной горловиной радиатора, имеющей пробку 9 с вентилями. Резервуар компенсирует изменение объема теплоносителя, и в системе поддерживается постоянный объем циркулирующей жидкости.

Для слива охлаждающей жидкости из системы охлаждения предусмотрено два сливных отверстия с резьбовыми пробками, одно из которых расположено в нижнем бачке радиатора, а другое в блоке двигателя. Температура жидкости в системе контролируется манометром, датчик которого установлен в головке блока цилиндров двигателя.

Жидкостный насос

Жидкостный насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. На автомобильных двигателях применяют лопастные насосы центробежного типа (рис. 4).

Рисунок 4 – Жидкостный насос (а) и вентилятор (б) для двигателя

1 — рабочее колесо; 2 — корпус; 3 — окно; 4 — крышка; 5 — подшипник; 6 — вал; 7 — ступица; 8 — винт; 9 — уплотнительное устройство; 10 — коллектор; 11, 13,14 — шкивы; 12 — ремень; 15 — вентилятор; 16 — накладка; 17 — болт

Вал насоса 6 установлен в крышке 4, отлитой из алюминиевого сплава в двухрядном неразборном подшипнике 5. Подшипник размещен и закреплен в крышке стопорным винтом 8. На одном конце вала залита запрессовано железное колесо 1, а на другом конце — ступица 7 и шкив 11 на вентиляторе 15. При вращении вала насоса теплоноситель поступает по патрубку 10 в центр рабочего колеса, захватывается лопатками, выбрасывается в корпус насоса 2 под действием центробежной силы, а через окно 3 в корпусе направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя. Уплотнительное устройство 9, состоящее из самозажимной втулки и графитового композитного кольца, установленное на валу насоса, предотвращает попадание жидкости в подшипник вала.

Насос и вентилятор приводятся клиновым ремнем 12 от шкива 13, установленного на переднем конце коленчатого вала двигателя. С помощью этого ремня вращается и шкив генератора 14. Правильное натяжение ремня обеспечивает правильную работу насоса и вентилятора.

Натяжение ремня регулируется отодвиганием генератора от двигателя (показано на рис. 4, а стрелкой). Корпус насоса 2, отлитый из алюминиевого сплава, крепится к фланцу блока цилиндров в передней части двигателя.

Жидкостный насос с приводом от зубчатого ремня

Рассмотрим насосный агрегат с приводом от зубчатого ремня (рис. 5).

Рисунок 5 – Насос жидкости двигателя

1 — шкив; 2 — винт; 3 — подшипник; 4 — ось; 5 — корпус; 6 — уплотнительное устройство; 7 — отверстия; 8 — рабочее колесо

Вал насоса 4 установлен в корпусе из алюминиевого сплава 5 в неразборном двухрядном шарикоподшипнике 3. Подшипник застопорен в корпусе винтом 2 и уплотнен специальным приспособлением 6, в состав которого входит графитовое композитное кольцо и рукав. На переднем конце вала запрессовано зубчатое колесо 1 из спеченного материала, а на заднем конце крыльчатка 8. В крыльчатке выполнены два сквозных отверстия 7, которые соединяют полости с теплоносителем, расположенные по обеим сторонам вала крыльчатка. Благодаря этим отверстиям давление теплоносителя на рабочее колесо насоса выравнивается с обеих сторон, что исключает осевые нагрузки на вал насоса при работе.

Вал насоса приводится через шкив 1 зубчатым ремнем привода распределительного вала от коленчатого вала. При вращении вала жидкость поступает в центр рабочего колеса и под действием центробежной силы направляется в рубашку охлаждения двигателя. Насос крепится корпусом к блоку двигателя через уплотнительную прокладку.

Термостат

Термостат способствует ускорению прогрева двигателя и регулирует в определенных пределах количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор. Термостат представляет собой автоматический клапан. В двигателях автомобилей применяются неразборные двухклапанные термостаты с твердым наполнителем.

Рисунок 6 – Термостат

1, 6, 11 — коллектор; 2, 8 — клапаны; 3, 7 — пружины; 4 — баллон; 5 — диафрагма; 9 — подшипник; 10 — наполнитель

Термостат (рис. 6) имеет два входных патрубка 1 и 11, выходной патрубок 6, два клапана (основной 8, дополнительный 2) и чувствительный элемент. Термостат установлен перед входом насоса охлаждающей жидкости и соединен с ним через патрубок 6. По патрубку 1 термостат соединен с головкой блока цилиндров двигателя, а по патрубку 11 — с нижним бачком радиатора.

Чувствительный элемент термостата состоит из цилиндра 4, резиновой мембраны 5 и стержня 9. Внутри цилиндра, между стенкой и резиновой мембраной, находится твердый наполнитель 10 (мелкокристаллический воск), обладающий высоким коэффициентом объемного расширения.

Главный клапан 8 термостата с пружиной 7 начинает открываться, когда температура охлаждающей жидкости превышает 80 °С. При температуре менее 80°С основной клапан перекрывает выход жидкости из радиатора, и она поступает от двигателя к насосу и проходит через открытый дополнительный клапан 2 к термостату с пружиной 3.

При повышении температуры теплоносителя выше 80 °С твердый наполнитель в чувствительном элементе плавится и объем увеличивается. В результате шток 9 выходит из цилиндра 4, и цилиндр движется вверх. При этом дополнительный клапан 2 начинает закрываться и при температуре более 94°С перекрывает проход охлаждающей жидкости от двигателя к насосу. При этом главный клапан 8 полностью открыт, и охлаждающая жидкость циркулирует по радиатору.

Расширительный бачок

Расширительный бачок служит для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости при колебаниях температуры и для регулирования количества жидкости в системе охлаждения. Он также содержит определенный запас теплоносителя на его естественный упадок и возможную потерю.

На автомобилях используются прозрачные пластиковые баки с заливной горловиной, закрывающейся пластиковой пробкой. Через горловину система заполняется охлаждающей жидкостью, а через вентили, расположенные в пробке, внутренняя полость бака и система охлаждения сообщаются с атмосферой. Пробка для расширительных бачков часто имеет один резиновый вентиль, работающий при давлении, близком к атмосферному. Когда охлаждающая жидкость слита из системы, с расширительного бачка снимается пробка. Расширительный бачок находится в подкапотном пространстве в моторном отсеке, где крепится к кузову автомобиля.

Радиаторы автомобилей

Радиатор обеспечивает отвод тепла охлаждающей жидкости в окружающую среду. Трубчатые радиаторы используются на легковых автомобилях.

Рисунок 7 – Неразборный радиатор (а) и корпус (б) вентилятора двигателя

1 — пробка; 2 — шейка; 3, 4 — баки; 5 — ядро; 6 — коллектор; 7, 8 — клапаны; 9 — кожух; 10 — уплотнение

Радиатор автомобиля (рис. 7, а) неразборный, имеет вертикальное расположение труб и горизонтальное расположение охлаждающих пластин. Баки и патрубки радиатора изготовлены из латуни, а охлаждающие пластины — из луженой стали. Трубки и пластины образуют сердцевину 5 радиатора. В верхнем бачке 3 радиатора имеется горловина 2, через которую система охлаждения заполняется жидкостью. Горловина герметически закрыта заглушкой 1, имеющей два клапана — входной 7 и выходной 8. Выходной клапан открывается при избыточном давлении в системе 0,05 МПа, и закипевший теплоноситель через патрубок 6 и соединительный шланг выбрасывается в расширительный бак. Впускной клапан не имеет пружины и обеспечивает сообщение внутренней полости системы охлаждения с окружающей средой через расширительный бачок и резиновый клапан в пробке, работающий при давлении, близком к атмосферному. Впускной клапан перепускает жидкость из расширительного бачка при уменьшении объема в системе (при охлаждении) и поступает в расширительный бачок при увеличении объема (при нагреве жидкости).

Радиатор крепится у нижнего бака 4 на кронштейнах кузова на двух резиновых опорах, а вверху фиксируется двумя болтами через стальные прокладки и резиновые втулки. Для направления воздушного потока через радиатор и более эффективной работы вентилятора за радиатором установлен стальной корпус вентилятора 9 (рис. 7, б), состоящий из двух половин. Обе половины корпуса имеют резиновые прокладки 10, уменьшающие проход воздуха к вентилятору и радиатору и предохраняющие корпус и радиатор от повреждений при вибрации двигателя на резиновых опорах. Радиатор не имеет жалюзи и при необходимости утепляется специальным съемным изоляционным кожухом.

Разборный радиатор

Автомобильный радиатор, показанный на рис. 8, разборный, с горизонтальным расположением трубок и вертикальным расположением охлаждающих пластин. Радиатор не имеет заливной горловины и выполнен двухходовым – охлаждающая жидкость входит в него и выходит через левый бачок, который отделен перегородкой.

Рисунок 8 – Разборный радиатор (а) и электровентилятор (б) для двигателя.

1, 8 — баки; 2 — ядро; 3 — датчик; 4 — прокладка; 5 — вентилятор; 6 — электродвигатель; 7 — кожух; 9 — опора; 10 — пробка

Бачки радиатора изготовлены из пластика. Левый бачок 8 имеет три патрубка, через которые он соединяется с расширительным бачком, термостатом и отводящим патрубком с ГБЦ. Правый бак 1 имеет сливную пробку 10, на нем имеется датчик 3 включения вентилятора. Сердечник радиатора 2 крепится к бачкам через резиновые прокладки 4. Он состоит из двух рядов круглых алюминиевых трубок и алюминиевых пластин с насечкой. В части труб вставлены пластиковые турбулизаторы в виде штопоров. Двойной поток жидкости через радиатор, насечки на охлаждающих пластинах и турбулизаторы в патрубках обеспечивают турбулентное движение жидкости и воздуха, что увеличивает эффективность хладагента в радиаторе.

Алюминиевый сердечник и пластиковые баки значительно уменьшают массу радиатора. Радиатор установлен на трех резиновых опорах 9. Две опоры расположены под левым и правым баками, а третья опора сверху. Резиновые опоры и прокладки между сердцевиной и баками делают радиатор нечувствительным к вибрациям.

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее распространенной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной воздушно-жидкостной циркуляцией. Он состоит из следующих элементов:

• Радиатор системы охлаждения.
• Вентилятор радиатора.
• Малые и большие контуры охлаждения.
• Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
• Датчик температуры.
• Термостат.
• Расширительный бак.
• Насос (насос).
• Радиатор печки.
• Масляный радиатор (опционально).
• Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опция).

В момент запуска двигателя насос начинает прокачивать жидкость по малому контуру. Когда двигатель достигает рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы двигателя, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При повышении температуры часть жидкости попадает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать избыточный объем вне зависимости от установившегося в системе давления.

Большой и малый круги циркуляции теплоносителя

Проходя через радиаторную часть системы охлаждения, антифриз снова остывает и возвращается к новому циклу. Если этого режима снижения температуры недостаточно, срабатывает датчик температуры, который посылает сигнал на блок управления двигателем и запускает вентилятор охлаждения воздуха. Если его недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и охладитель системы рециркуляции отработавших газов могут присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для одновременного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. Автомобили с турбонаддувом также могут иметь другой контур охлаждения для снижения температуры наддувочного воздуха.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Блок радиатора системы охлаждения ДВС

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

• Основной. Он может быть трубчатым (вертикальные трубки овального или круглого сечения, соединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатым (изогнутые пары пластин, спаянных по краям) и сотовым (спаяные трубки правильного шестигранного сечения).
• верхний бак. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для штуцера шланга, подающего антифриз. В горловине делается отверстие для установки патрубка отвода пара. Последний имеет паровой клапан, открывающийся при закипании.
• Воздушный клапан. Заполнять радиатор воздухом необходимо после остановки двигателя. При полном остывании теплоносителя, без дополнительной подачи воздуха, в системе может возникнуть сильный вакуум, провоцирующий защемление патрубков.
• Нижний бак. Оснащен патрубком для присоединения шланга для удаления жидкости.
• Езда на животных.

Принцип работы радиатора основан на циркуляции воздуха на нескольких уровнях в сердцевине, что делает более интенсивным снижение температуры проходящего через него теплоносителя.

Пластинчатые радиаторы наиболее эффективны, но они подвержены быстрому загрязнению, поэтому трубчатые стали наиболее популярной конструкцией.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Датчик температуры системы охлаждения

Датчик температуры позволяет следить за состоянием системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости, несложно: как правило, он располагается в канале ГБЦ. Представляет собой термистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента уменьшается, а при снижении — увеличивается. Индикатор сопротивления отправляется в электронный блок управления двигателем. Чтобы данные о состоянии охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью в нее погружен. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть ок. 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если отклонения более чем допустимые, датчик подлежит замене.

Проверить автомобиль на наличие неисправностей, в том числе датчика температуры охлаждающей жидкости, проще всего с помощью автодиагностического сканера. Это можно сделать, например, с помощью недорогого мультибрендового устройства Rokodil ScanX.

Мультимарочный сканер Rokodil ScanX

После диагностики автомобиля сканер укажет имеющиеся коды неисправностей. В частности, при появлении ошибки P0115 — P0119 причина ошибки будет в самом датчике охлаждающей жидкости, разъеме подключения или проводке. После этого необходимо более подробно рассмотреть причину ошибки. С помощью Rokodil ScanX вы также можете проверять показания датчиков в режиме реального времени. На «холодном» двигателе показания должны быть примерно равны температуре окружающей среды, а на прогретом – не превышать 150 ˚С.

Некоторые модели автомобилей могут иметь два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а другой является датчиком для индикации текущей температуры охлаждающей жидкости.

Мнения автовладельцев о системе охлаждения двигателя автомобиля

Моем радиатор чисто-чисто…

— Плохое охлаждение двигателя может быть вызвано засорением некоторых трубок радиатора. Затем радиатор необходимо промыть, а точнее почистить. Никаких моющих средств в воду добавлять не нужно – немного щелочи (а она встречается практически везде) образует на внутренних поверхностях радиатора характерную стойкую щелочную пленку.

Здесь нужно использовать спирт, разбавленный водой в пропорции 1:4. Залить эту смесь в контур, поработать 5 минут при рабочей температуре и слить. И так 5 раз. В шестой раз залейте чистой водой, запустите ее на последние 5 минут, слейте и только после этого залейте в систему чистый антифриз».

А что если добавить давления в системе

«Расширительный бачок накрывают крышкой не только для того, чтобы расширяющийся антифриз не выплескивался. Бак является частью охлаждающего контура, а потому также способствует созданию повышенного давления в системе. Если необходимое давление не создается, процесс охлаждения будет гораздо менее эффективным (особенно в жаркую погоду).

Обязательно следует учитывать герметизацию системы. Наденьте на бак крышку с исправным клапаном, проверьте целостность самого бака, залейте качественный антифриз. Тогда проблем не будет».

Виды систем охлаждения двигателя

Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания делятся на три основных типа: жидкостные (водяные), воздушные и гибридные (комбинированные – для охлаждения используются как воздух, так и жидкость).

Но перед тем, как познакомиться с классификацией, рекомендуем посмотреть видео, в котором подробно описывается работа системы охлаждения двигателя.

Жидкостная система охлаждения

Системы жидкостного охлаждения делятся на несколько типов – закрытого, открытого и открытого типа. В незамкнутых системах жидкостного охлаждения хладагент (сокращенно хладагент) подается извне, отбирает тепло от источника и направляется во внешнюю среду. Для охлаждения режущего инструмента, например, подается поток смазки, который самотеком стекает в маслосборники. В открытых системах жидкостного охлаждения нагревательный элемент размещается в объеме охлаждающей жидкости, которая, в свою очередь, помещается в охладитель. Открытые системы используются, например, для охлаждения трансформаторов. В автомобилях применяются только закрытые системы жидкостного охлаждения, когда жидкая среда находится в герметичном контуре.

Для увеличения скорости теплообмена, помимо замкнутой жидкостной системы, может быть подключена воздушная — такая связка широко используется в автомобилестроении и называется комбинированной (или гибридной) системой охлаждения.

Схема системы охлаждения двигателя

Комбинированная (гибридная) система охлаждения

По герметичному жидкостному контуру принудительно циркулирует жидкость, которая нагревается в рубашке охлаждения двигателя и охлаждается в радиаторе охлаждения. Кроме того, рядом с радиатором установлен вентилятор, который включается при повышении температуры охлаждающей жидкости выше заданного значения. Такая система используется на подавляющем большинстве современных автомобилей.

На сегодняшний день в качестве охлаждающей жидкости чаще всего используется антифриз – специальная жидкость на основе этиленгликоля, не замерзающая при низких температурах (в народе называемая «антифриз»). Раньше использовалась обычная вода. В СССР широко применялись антифризы марки Тосол, под которыми выпускался ряд технических жидкостей для автомобилей. Охлаждающие жидкости этой марки под названиями «Тосол-А» и «Тосол-АМ» были настолько популярны, что слово «антифриз» стало популярным синонимом «тосол”.

Принцип охлаждения одинаков как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. В этой статье мы рассмотрим общую схему, актуальную для обоих типов двигателей. Порядок элементов может варьироваться от автомобиля к авто, но основные узлы, обеспечивающие правильную работу системы охлаждения, одни и те же.

Устройство жидкостной системы охлаждения двигателя

Схема системы охлаждения двигателя автомобиля

1 — Радиатор охлаждения; 2 — Вентилятор радиатора; 3 — водяной насос (помпа); 4 — Термостат; 5 — вентилятор радиатора салонного отопителя; 6 – радиатор внутреннего отопления; 7 — Расширительный бачок.

Радиатор охлаждения (1):

Радиатор охлаждения автомобиля (или воздушный теплообменник) служит для отвода тепла в атмосферу. Он состоит из труб, по которым циркулирует антифриз, и большого количества пластин (ребер), увеличивающих площадь поверхности для ускорения теплообмена. Радиаторы изготавливаются из материалов, легко проводящих тепло – меди (трубы) и алюминия (пластины). Радиаторы с медными трубами более долговечны, но для снижения затрат их часто делают из алюминия, что сказывается на долговечности. Иногда эти теплообменники оснащаются крышкой радиатора (воздушным клапаном), выполняющей ту же функцию, что и крышка расширительного бачка.

Вентилятор (2):

Вентилятор радиатора — создает мощный поток воздуха, ускоряет охлаждение радиатора (при движении с малой скоростью, в жаркую погоду, в пробках и т.п.). В современных автомобилях он приводится в действие электродвигателем и имеет несколько скоростей вращения, которые автоматически выбираются и включаются бортовым компьютером по показаниям датчиков температуры. При включении кондиционера вентилятор радиатора включается с мощностью на максимальную скорость и работает постоянно.

Водяной насос (3):

Водяной насос, или жидкостный насос, или помпа, отвечает за циркуляцию теплоносителя в системе. Приводится в движение ременной передачей от вала двигателя (чаще) или от электродвигателя (реже). В связи с тяжелыми условиями работы является расходным материалом — по регламенту его меняют вместе с ремнем ГРМ (ГРМ) и роликами. На двигателях с цепной системой ГРМ автопроизводители рекомендуют менять гидронасос каждые 90 000 км пробега.

Термостат (4):

Термостат — в системах охлаждения автомобилей регулирует движение охлаждающей жидкости (по малому или большому кругу) для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной рабочей температуры. Когда двигатель не прогрет до рабочей температуры, термостат закрыт и жидкость движется только по малому кругу (рубашка охлаждения двигателя и радиатор отопителя салона), после прогрева термостат открывается и жидкость движется по большому кругу (через радиатор охлаждения). Термостат состоит из шпинделя, клапана, пружины и цилиндра с термочувствительной жидкостью (термоколба). Под действием температуры жидкость в цилиндре расширяется и преодолевает сопротивление пружины, тем самым открывая клапан.

Вентилятор отопителя (5):

Вентилятор отопителя — прогоняет очищенный салонным фильтром от крупных частиц наружный воздух через радиатор, тем самым отбирая от него тепло, которое затем проходит по воздуховодам и отводится в салон. На машинах с кондиционером этот же вентилятор обдувает испаритель, отводя от него холод. Он состоит из электродвигателя, рабочего колеса и корпуса. Обычно размещается в салоне — непосредственно в системе воздуховодов, реже — за моторным щитом.

Радиатор отопителя (6):

Радиатор отопителя, или печки, представляет собой обычный теплообменник (конденсатор), служащий для отвода тепла в салон автомобиля. Устройство, схема подключения и принцип работы аналогичны основному радиатору. Основное отличие заключается в том, что нагревательный элемент меньше. Теплообменник постоянно нагревается, так как напрямую связан с системой охлаждения автомобиля. Отвод тепла от него осуществляется вентилятором — если он выключен, или закрыта заслонка конденсатора (салонной топки), в кабину не будет поступать тепло.

Расширительный бак (7):

Расширительный бачок предназначен для хранения излишков охлаждающей жидкости (антифриза), образующихся в результате расширения этой жидкости в процессе нагрева. В автомобилях используются расширительные бачки открытого типа — закрывающая их крышка является одновременно и клапаном (в некоторых автомобилях это просто крышка, а клапан находится на радиаторе), поддерживающим избыток охлаждающей жидкости. Резервуары изготовлены из полупрозрачного пластика (для удобного контроля уровня жидкости) и размещены поверх системы охлаждения для предотвращения образования воздушных пробок.

Все элементы соединяются по замкнутой схеме с помощью патрубков (шлангов), отводов и втулок. Важную роль в правильной работе системы охлаждения играет датчик температуры охлаждающей жидкости, обычно их два – один выдает показания на приборную панель, другой передает данные на бортовой компьютер. В зависимости от температуры, например, можно изменить состав топливовоздушной смеси, включить или выключить повышенную (нагрев) скорость и вентилятор охлаждения.

Также часто в систему охлаждения двигателя, особенно двигателей большой мощности, входит масляный радиатор (по сути, жидкостно-масляный теплообменник), который охлаждает моторное масло до температуры, близкой к температуре охлаждающей жидкости.

Принцип работы жидкостной (гибридной) системы охлаждения автомобиля

Подача жидкости в каналы блока и ГБЦ (так называемая рубашка охлаждения) осуществляется с помощью водяного насоса (помпы). Жидкость забирает часть тепла от двигателя и охлаждается в радиаторе. В системе охлаждения имеется два циркуляционных контура хладагента — малый и большой. Выбор пути регулируется термостатом — она ​​движется к «холодной» жидкости только по рубашке охлаждения (маленький круг, иногда в нее входит и радиатор отопления), не входя в радиатор, что увеличивает обороты двигателя до рабочая температура.

Схема системы охлаждения двигателя

При повышении температуры жидкости в системе (контролируемой датчиками температуры) термостат начинает приоткрывать жидкость в большой круг, в котором задействованы все элементы системы охлаждения, как на схеме выше. Чем выше температура жидкости, тем больше открывается термостат. Если температура при максимальном открытии термостата продолжает расти и достигает определенного значения, включается вентилятор охлаждения радиатора, ускоряющий охлаждение жидкости.

Основы эксплуатации и обслуживания системы

Контроль состояния системы охлаждения – необходимое условие комфортного передвижения на транспортном средстве. Несмотря на то, что неисправности в этой системе не запрещают эксплуатацию автомобиля, водитель должен понимать опасность возможности ошибок. Перегрев двигателя, более чем возможный в теплое время года, и недостаточный прогрев салона автомобиля зимой приводят к необходимости ремонта, иногда очень дорогого.

Соблюдение основных правил эксплуатации системы охлаждения двигателя позволит избежать, предотвратить или свести к минимуму влияние неисправностей на нормальную работу автомобиля.

Постоянный контроль уровня охлаждающей жидкости

Расширительный бачок служит для визуального контроля уровня жидкости в системе охлаждения. Дело в том, что объем системы охлаждения постоянный, а вот объем жидкости меняется в зависимости от условий эксплуатации. Когда уровень охлаждающей жидкости (указан на расширительном бачке) падает или повышается, необходимо откорректировать количество в системе.

Диагностика негерметичности системы

Постоянное снижение уровня охлаждающей жидкости чаще всего связано с течью. Многочисленные соединения патрубков с элементами системы охлаждения, коррозия основного радиатора или радиатора «топки» приводят к постоянному снижению уровня жидкости в расширительном бачке. Диагностика проблемы связана с обнаружением темных пятен на узлах и агрегатах в подкапотном пространстве, мокрых следов на дорожном покрытии, а также характерного сладко-приторного запаха антифриза. Более серьезным является обнаружение следов антифриза на щупе, что приводит к дорогостоящему ремонту двигателя.

Симптомы перегрева или недостаточного нагрева двигателя

Перегрев может быть вызван несколькими причинами:

1. заедание термостата в положении «закрыто»;
2. засорение каналов в системе;
3. недостаточный уровень жидкости в системе.

Но недостаточный прогрев двигателя автомобиля свидетельствует лишь о заклинивании термостата, который работает только в положении «открыто».

Подведем итог. Система охлаждения двигателя выполняет функции отвода от силового агрегата избыточного тепла, образующегося при работе, и поддержания нормального (рабочего) режима работы.

Термостат

На термостате следует проверить температуру начала открытия и хода главного клапана. Для этого установите термостат на подставку БС-106-000, опустите его в бачок с водой или теплоносителем еврей. Поместите кронштейн ножки индикатора в главный клапан снизу. Начальная температура жидкости в баке должна быть 73-75°С. Температура жидкости постепенно повышается примерно на 1°С/м с постепенным окрашиванием, чтобы оно было одинаковым во всем объеме жидкости. Температура, при которой длина хода основного клапана составляет 0,1 мм, принимается за температуру открытия клапана. Термостат подлежит замене, если температура открытия главного клапана не находится в пределах 81+54°С или если ход клапана менее 6 мм. Самый простой тест термостата можно выполнить, прикоснувшись непосредственно к автомобилю. После пуска холодного двигателя с исправным термостатом нижний бачок радиатора должен прогреваться, когда стрелка указателя температуры жидкости находится примерно в 3-4 мм от красной зоны на шкале, что соответствует 80-85°С.

Принцип работы системы охлаждения двигателя

Охлаждающая жидкость нагревается теплом, выделяющимся в цилиндрах двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения двигателя.

Циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется принудительно с помощью насоса охлаждающей жидкости.

Улучшенное охлаждение охлаждающей жидкости осуществляется за счет интенсивного обдува радиатора вентилятором.

В системе охлаждения двигателя имеется два круга циркуляции охлаждающей жидкости: малый и большой. Контур малой циркуляции: рубашка охлаждения двигателя — водяной насос — термостат — рубашка охлаждения двигателя. Большой контур циркуляции: рубашка охлаждения двигателя — водяной насос — термостат — радиатор — рубашка охлаждения двигателя. Радиатор отопителя салона может быть частью малого или большого контура циркуляции в зависимости от автомобиля.

При запуске двигателя, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет рабочей температуры двигателя, термостат закрывается и позволяет охлаждающей жидкости течь по малому кругу (насос — корпус двигателя — термостат — насос).

Когда охлаждающая жидкость достигает рабочей температуры двигателя, термостат открывается и выпускает охлаждающую жидкость по большому кругу, через радиатор.

Небольшой контур рециркуляции предназначен для быстрого доведения двигателя до эффективной рабочей температуры. При малой циркуляционной циркуляции тосол не проходит через радиатор и фактически не охлаждается.

Большой круг циркуляции предназначен для охлаждения антифриза, когда двигатель уже прогрет до рабочей температуры.

Чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем больше открывается термостат и тем больше охлаждающей жидкости проходит через радиатор и там охлаждается.

Принцип переключения между малой и большой циркуляцией циркуляции позволяет быстро довести холодный двигатель до эффективной рабочей температуры.

Большинство современных экологически чистых двигателей могут иметь два контура охлаждения: отдельный контур для блока цилиндров и еще один отдельный для головки цилиндров (верхней части цилиндров). Циркуляция жидкости в каждом из контуров регулируется отдельным термостатом. При запуске холодного двигателя охлаждающая жидкость не закачивается в контур блока цилиндров и быстрее нагревается. Охлаждающая жидкость в ГБЦ (ГБЦ) сразу же начинает циркулировать и отводит тепло в радиатор. При прогреве двигателя включается циркуляция в контуре блока цилиндров. При работе обоих контуров в контуре охлаждения ГБЦ (ГБЦ) поддерживается температура на 15-20 градусов ниже, чем в контуре блока цилиндров, что улучшает наполнение камер сгорания и смесеобразование процесс, а также снижение риска детонации.

Охлаждающая жидкость заливается в систему охлаждения через горловину расширительного бачка. Объем системы охлаждения легкового автомобиля указан в руководстве по эксплуатации автомобиля и обычно колеблется от 6 до 12 литров.

Компоненты

Рубашка на головке и блоке цилиндров представляют собой швеллеры, отлитые в алюминиевом или чугунном изделии. Каналы герметизированы, а стык между блоком и ГБЦ уплотнен прокладкой.

Насос охлаждающей жидкости лопастной, центробежного типа. Приводится либо ремнем ГРМ, либо дополнительным приводным ремнем.

Помпа охлаждения двигателя Шевроле Лачетти

Термостат представляет собой автоматический клапан, который срабатывает при достижении определенной температуры. Он открывается, и часть горячей жидкости выбрасывается в радиатор, где и остывает. В последнее время используется электронное управление этим нехитрым устройством. Охлаждающая жидкость стала нагреваться специальным ТЭНом для более раннего открытия термостата в случае необходимости.

Термостат двигателя Шевроле Круз: 1 — патрубок подвода жидкости к радиатору системы охлаждения; 2 — разъем для подключения нагревательного элемента термостата; 3 — корпус; 4 – уплотнительное кольцо в соединении с модулем с распределителем жидкости; 5 — главный клапан термостата; 6 — пружина термостата; 7 — баллон с термочувствительным наполнителем; 8 — дополнительный термостатический клапан; 9 — шток термостата.

Радиатор представляет собой теплообменник, который содержит два резервуара (впускной и выпускной), соединенные множеством алюминиевых трубок, по которым протекает охлаждающая жидкость. Для увеличения теплоотдачи к трубам крепятся тонкие пластины, что значительно увеличивает поверхность теплообмена. Для улучшения отвода тепла через радиатор принудительно продувается воздух с помощью электровентилятора.

Радиатор и вентилятор системы охлаждения двигателя Лада Ларгус: 1 — добавочное сопротивление; 2 — кожух; 3 — электродвигатель; 4 — рабочее колесо; 5 — радиатор.

Радиатор отопителя выполняет функцию обогрева воздуха, поступающего в салон автомобиля. Краны отопителя теперь не устанавливаются, и поэтому этот радиатор всегда нагревается при прогретом двигателе, и только воздушная заслонка предотвращает попадание горячего воздуха в салон автомобиля летом.

Радиатор отопителя кроссовера Рено Дастер.

Расширительный бачок – это емкость для хранения жидкости. Но в зависимости от типа системы охлаждения (см выше) она может быть циркуляционной или тупиковой. Следовательно, находясь под давлением или без него.

Пробка, обеспечивающая герметичность системы, может быть установлена ​​как непосредственно на радиатор, так и на расширительный бачок. Независимо от места установки заглушка повышает давление в системе охлаждения. Такое давление (при 1,1–1,3 бар) повышает температуру кипения жидкости, улучшает теплоотдачу и предотвращает кавитацию насоса.