Принцип работы системы охлаждения двигателя

Радиатор

Чтобы снять радиатор с автомобиля: — слейте из него и блока цилиндров жидкость, удалив сливные пробки в нижнем бачке радиатора и на блоке цилиндров; кран отопителя кузова при этом откройте, а пробку радиатора удалите с наливной горловины; — отсоедините от радиатора шланги; — снимите кожух вентилятора; — отверните болты крепления радиатора к кузову, выньте радиатор из отсека двигателя.

Герметичность проверяется в ванне с водой. Заглушив патрубки радиатора, подведите к нему воздух под давлением 0,1 МПа (1 кгс/см²) и опустите в ванну с водой не менее чем на 30 с. При этом не должно наблюдаться травление воздуха. Незначительно повреждение латунного радиатора запаяйте мягким припоем, а при значительных замените на новый.

Схема, элементы системы охлаждения и их работа

Основные элементы, из которых состоит схема системы охлаждения двигателя, встречаются и схожи у разных типов моторов: инжекторных, дизельных и карбюраторных.

Общая схема жидкостной системы охлаждения двигателя

Жидкостное охлаждение мотора дает возможность в равной мере забирать тепло со всех узлов и деталей двигателя не зависимо от степени тепловой нагрузки. Двигатель с использованием водяного охлаждения создает меньше шума, чем двигатель с воздушным охлаждением, обладает большей скоростью прогрева при пуске.

Система охлаждения двигателя содержит следующие детали и элементы:

• рубашка охлаждения (водяная рубашка);
• радиатор;
• вентилятор;
• термостат;
• жидкостный насос (помпа);
• расширительный бачок;
• соединительные патрубки и сливные краны;
• отопитель салона.

• Рубашкой охлаждения («водяной рубашкой») принято считать сообщающиеся между двойными стенками полости в тех местах, где наиболее нужен вывод избыточного тепла.
• Радиатор. Предназначен для рассеивания тепла в окружающую атмосферу. Он конструктивно состоит из множества изогнутых трубочек с дополнительными ребрами для увеличения теплоотдачи.
• Вентилятор, включающийся электромагнитной, реже гидравлической муфтой, при срабатывании температурного датчика охлаждающей жидкости усиливает набегающий на авто воздушный поток. Вентиляторы с “классическим” (постоянно включенным) ременным приводом встречаются в наши дни редко, в основном, на старых автомобилях.
• Центробежный жидкостный насос (помпа) в системе охлаждения обеспечивает постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости. Привод помпы чаще всего реализован с помощью ремня или шестерней. Двигатели с турбонаддувом и с непосредственным впрыском топлива, как правило, снабжены дополнительной помпой.
• Термостат – главный узел, регулирующий потоки охлаждающей жидкости, устанавливается обычно между входным патрубком радиатора и «водяной рубашкой» двигателя, конструктивно выполнен в виде биметаллического или электронного клапана. Назначение термостата – поддержание заданного рабочего температурного диапазона охлаждающей жидкости при всех режимах работы двигателя.
• Радиатор отопителя очень похож на радиатор системы охлаждения меньших размеров и расположен в салоне авто. Принципиальное отличие состоит в том, что радиатор отопителя передает тепло в салон, а радиатор системы охлаждения – в окружающую среду.

Принцип работы

Принцип работы жидкостного охлаждения двигателя состоит в следующем: цилиндры окружены «водяной рубашкой» из охлаждающей жидкости, отбирающей лишнее тепло и переносящей его к радиатору, откуда оно передается в атмосферу. Жидкость, непрерывно циркулируя, обеспечивает оптимальную температуру двигателя.

Принцип работы системы охлаждения двигателя

Охлаждающие жидкости – антифризы, тосол и вода – в процессе эксплуатации образуют осадок и накипи, нарушающие нормальную работу всей системы.

Вода не бывает химически чистой в принципе (за исключением дистиллированной) – в ней содержатся примеси, соли и всевозможные агрессивные соединения. При повышенной температуре они выпадают в осадок и образуют накипь.

В отличие от воды антифризы не создают накипи, но в процессе эксплуатации разлагаются, а продукты распада отрицательным образом сказываются на работе механизмов: на внутренних поверхностях металлических элементов появляется коррозионный налет и наслоения органических веществ.

Кроме этого, в систему охлаждения могут попадать различные посторонние загрязняющие субстанции: масло, моющие средства или пыль. Также могут попасть и специальные герметики, используемые для аварийной заделки повреждений в радиаторах.

Все эти загрязнения оседают на внутренних поверхностях узлов и агрегатов. Они характеризуются плохой теплопроводностью и забивают тонкие трубки и соты радиатора, нарушая эффективную работу системы охлаждения, что приводит к перегреву двигателя.

Видео о том, как устроено охлаждение мотора, принцип работы и неисправности

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Плохо греет печка в салоне, причины, что делать и профилактика
• Почему двигатель автомобиля не заводится: как найти причину
• Радиатор охлаждения двигателя: устройство и принцип работы

Проверка

Mitsubishi Lancer японский МиГ-25 Бортжурнал Покраска руля Пошаговое описание процесса проверки работоспособности:

1. Снять корпус изделия.
2. Проверить положение термостата. Делается через присоединительный патрубок. Нужно измерить размер «А».
3. Если при температуре окружающей среды термостат открыт, то он сломан и его нужно менять.
4. Грубая проверка работоспособности проводится путём подвешивания корпуса на шпагате над ёмкостью с водой.
5. Нужна начать греть ёмкость с водой. С нагреванием жидкости до точки кипения термостат должен открыться. Дальше нужно достать устройство и дать ему остыть. По мере остывания оно должно закрыться полностью.
6. Если закрытие и открытие не происходит, то термостат на ГАЗ 3110 с 406-м двигателем подлежит замене. В ином случае система охлаждения не работоспособна.

От правильной работы регулирующего устройства зависит циркуляция жидкости в системе охлаждения. Если устройство не будет давать возможность антифризу двигаться по большому кругу охлаждения, который включает радиатор, то это приведёт к быстрому перегреву мотора и выходу его из строя.

В то же время устройство терморегуляции не должно находиться постоянно в открытом состоянии иначе мотору будет сложно набрать рабочую температуру. Это чревато большим расходом топлива и недостатком мощности. В холод проблема будет усугублять эксплуатацию двигателя ГАЗ.

На разбивку покажу несколько известных автомобилей

• ВАЗ. Для автомобилей более старых версий (имеется ввиду 2101 — 2107) требовалось для системы охлажд. в районе– 8,5 литров антифриза. Более свежие переднеприводные автомобили типа КАЛИНА и ГРАНТА требуют для работы системы охлаждения 6 литров.
• РЕНО. Более актуально для версии автомобиля Рено ЛОГАН и для САНДЕРО – тут нам для работы системы охлаждения понадобится около 5 литров антифриза.
• KIA и некоторые автомобили марки Hyundai). В данном случае речь ведется о модели РИО. Тут многое будет зависеть от размера мотора: в среднем требуется 1. 5 литров.
• ДЭУ. Имеется ввиду Дэу НЕКСИЯ. Мотор размером 1,5 литра (8 клапанов) – для заправки нам требуется 6 литров антифриза. Чуть больше для версии 16-клапанов.

Как проверить циркуляцию охлаждающей жидкости?

Если с автомобилем есть некоторые проблемы, например, слабая циркуляция охлаждающей жидкости, то нужно попытаться выяснить основные причины этого.

Во-первых, для того, чтобы поставить правильный диагноз, нужно удостовериться, что уровень охлаждающей жидкости находится в норме. Это можно сделать, проверив бачок. Он должен быть заполнен, как минимум, на 50%.

Если наблюдаются утечки антифриза, то стоит осмотреть все под капотом на предмет подтеков. Основные причины утечек — это плохое соединение трубок и патрубков или же пробитый или старый радиатор.

Далее нужно проверить непосредственно то, как жидкость циркулирует в системе охлаждения. Чтобы проверить это, нужно снять крышку с расширительного бачка и смотреть, как в него поступает антифриз. Плохая циркуляция охлаждающей жидкости – это в большинстве случаев либо забитая система, либо проблемы с насосом.

Устройство и принцип функционирования системы охлаждения движка «десятки».

Любая система охлаждения призвана не только охлаждать детали, но и выполнять некоторые другие функции, а именно:

• вентиляции и кондиционирования, производя нагрев воздуха в системе отопления;
• охлаждения воздуха в турбонаддуве;
• охлаждения в АКПП рабочей жидкости;
• охлаждения смазки, а точнее масла в данной системе.

Устройство системы охлаждения инжекторного двигателя ВАЗ 2110.

1. Радиатор отопителя
2. Пароотводящий шланг радиатора отопителя
3. Шланг отводящий
4. Шланг подводящий
5. Датчик температуры охлаждающей жидкости (в головке блока)
6. Шланг подводящей трубы насоса
7. Термостат
8. Заправочный шланг
9. Пробка расширительного бачка
10. Датчик указателя уровня охлаждающей жидкости
11. Расширительный бачок
12. Выпускной патрубок
13. Жидкостная камера пускового устройства карбюратора
14. Отводящий шланг радиатора
15. Подводящий шланг радиатора
16. Пароотводящий шланг радиатора
17. Левый бачок радиатора
18. Датчик включения электровентилятора
19. Электродвигатель вентилятора
20. Крыльчатка электровентилятора
21. Правый бачок радиатора
22. Сливная пробка
23. Кожух электровентилятора
24. Зубчатый ремень привода механизма газораспределения
25. Крыльчатка насоса охлаждающей жидкости
26. Подводящая труба насоса охлаждающей жидкости
27. Шланг подвода охлаждающей жидкости к дроссельному патрубку
28. Шланг отвода охлаждающей жидкости от дроссельного патрубка
29. Датчик температуры охлаждающей жидкости в выпускном патрубке
30. Трубки радиатора
31. Сердцевина радиатора

Принцип работы системы охлаждения инжекторного двигателя.

Ежели говорить непосредственно о системе охлаждения ВАЗ 2110, то она является жидкостной, ее циркуляция происходит в принудительном порядке, а заливка осуществляется в расширительный бачок.

Основой для создания жидкости, используемой в данной системе, является вода в совокупности с этиленгликолем. Такая жидкость способна замерзнуть только при максимально низких температурах, а также создавать повышенную температуру кипения. С помощью добавления в нее различных присадок можно увеличить срок работы сальника, а также замедлить процесс коррозии самой системы. Полная заливка жидкости требует последней в объеме 7,8 литра.

Движение же жидкости по всей системе охлаждения ВАЗ 2110 инжектор обеспечивается с помощью центробежного насоса, который закреплен в блоке цилиндров и включается в работу благодаря зубчатому ремню привода ГРМ.

Как известно, жидкость постепенно нагревается от трения рабочих поверхностей деталей. И уже в зависимости от достигнутой температуры жидкости система охлаждения циркулирует изначально по малому кругу, а после нагрева начинает двигаться уже по большому. То есть когда достигается определенная точка нагрева, срабатывает термостат, после чего он открывается и меняет направление движения жидкости. Данный процесс уже регулируют пара клапанов, находящихся в этом термостате. В нем перепускной клапан регулирует движение охлаждающей жидкости по малому кругу, а основной – по большому. Таким образом, при открытии одного из этих клапанов, другой закрывается, и наоборот.

До тех пор пока хорошо двигатель не прогреется, перепускной клапан находится в открытом положении, а жидкость охлаждения перетекает по малому кругу через блок цилиндров, дроссельную заслонку и радиатор обогревателя. Этот отопительный радиатор встроен непосредственно в систему охлаждения мотора, посему, когда жидкость через него проходит, осуществляется обогрев салона автомобиля.

В тот момент, когда происходит нагрев охлаждающей жидкости до 85°С, начинает открываться основной клапан термостата при закрытии перепропускного. В этот момент охлаждающая жидкость проходит одновременно и по малому, и большому кругу. А уже при 102°С – жидкость поступает в радиатор, перетекая при этом только по большому кругу. Там, благодаря потоку воздуха извне происходит ее охлаждение.

Получается, что инжекторная система мотора ВАЗ 2110 устроена таким образом, что если поток воздуха плохо производит охлаждение жидкости, то с помощью сигнала электронного блока управления автоматически включается вентилятор. А в случае сильного нагрева жидкости начинает происходить увеличение ее в объеме, и тогда ее излишки возвращаются назад в расширительный бачок. В данном бачке располагается клапан, который и поддерживает необходимое давление в системе.

Контролировать и проверять уровень охлаждающей жидкости нужно только при холодном силовом агрегате авто. Если заметите регулярное ее уменьшение, то обязательно проверьте всю систему на герметичность. Ну, а полную замену охлаждающей жидкости в ВАЗ 2110 инжектор необходимо делать через каждые 75000 километров пробега.

Термостат и его особенности

Сложно сказать, какой именно элемент обеспечивает наиболее эффективную циркуляцию жидкости в системе охлаждения. С одной стороны, помпа создает давление и антифриз двигается по патрубкам с ее помощью.

Но с другой стороны, если бы не было термостата, движение происходило бы исключительно по малому кругу. Конструкция содержит такие элементы:

1. Корпус из алюминия.
2. Выходы для соединения с патрубками.
3. Пластина биметаллического типа.
4. Механический клапан с возвратной пружиной.

Принцип работы заключается в том, что при температуре ниже 85 градусов двигается жидкость только по малому контуру. При этом клапан внутри термостата находится в таком положении, при котором не попадает антифриз в большой контур.

Как только достигнет температура 85 градусов, начнет деформироваться Она воздействует на механический клапан и открывает доступ антифризу к основному радиатору. Как только снизится температура, клапан термостата вернется в исходное положение под действием возвратной пружины.

Заправка системы охлаждения жидкостью

Заправка производится при смене охлаждающей жидкости или после ремонта двигателя. Операции по заправке выполняйте в следующем порядке:

1. Снимите пробки с радиатора и с расширительного бачка и откройте кран отопителя;

2. Залейте охлаждающую жидкость в радиатор, а затем и в расширительный бачок, предварительно поставив пробку радиатора. Закройте пробкой расширительный бачок;

3. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу 1-2 мин для удаления воздушных пробок. После остывания двигателя проверьте уровень охл. жид. Если уровень ниже нормального, а в системе охлаждения нет следов подтекания, то долейте жидкость.

Регулировка натяжения ремня привода насоса

Натяжение ремня проверяется прогибом между шкивами генератора насоса или между насоса и коленчатого вала. При нормальном натяжении ремня прогиб «А» под усилием 10 кгс (98Н) должен быть в пределах 10-15 мм, а прогиб «В» в пределах 12-17 мм. Для увеличения натяжения ремня ослабив гайки крепления генератора, сместите его от двигателя и затяните гайки.

Принципы построения систем охлаждения

Снижение эффективности работы системы охлаждения приводит к увеличению температуры поршней, уменьшению зазоров между поршнем и цилиндром. Тепловые зазоры уменьшаются до нуля. Поршень задевает за стенки цилиндра, образуются задиры, перегретое масло теряет смазочные свойства и масляная плёнка разрывается. Такой режим работы может привести к заклиниванию двигателя. Перегрев сопровождается неравномерным расширением головки блока, болтов крепления, блока двигателя и пр. В дальнейшем разрушение двигателя неизбежно: трещины в головке блока, деформация плоскостей стыка головки и самого блока цилиндров, образуются трещины сёдел клапанов и т.п. — неприятно даже перечислял, всё это, поэтому лучше до этого не доводить!

Система охлаждения двигателя и масла призвана не допустить подобного развития событий, но для того, чтобы система справилась с поставленными задачами, необходимо использовать качественную охлаждающую жидкость (ОЖ). Низкозамерзающие ОЖ называют антифризами — от английского слова «antifreeze». Ранее ОЖ приготовляли на основе водных растворов одноатомных спиртов, гликолей, глицерина и неорганических солей. В настоящее время предпочтение отдано моноэтиленгликолю — бесцветной сиропообразной жидкости с плотностью примерно 1,112 г\см2 и температурой кипения 198 гр. Задача ОЖ не только охлаждать двигатель, но и не кипеть во всём диапазоне температур работы двигателя и его компонентов, иметь высокую теплоёмкость и теплопроводность, не пениться, не оказывать вредного воздействия на патрубки и уплотнения, обладать смазывающими и антикоррозийными свойствами.

В 70 х годах выпускался антифриз на основе водного раствора моноэтиленгликоля с температурой начала кристаллизации — 40 гр. Он не требовал разбавление водой при добавлении в систему охлаждения. Этот препарат получил название ТОСОЛ — по названию лаборатории «Технология Органического Синтеза». Т.к. название не запатентовано, то ТОСОЛом называют готовый к применению продукт, а «антифризом» — концентрированный раствор (хотя ТОСОЛ тоже антифриз).

Готовые антифризы окрашивают для безопасности и выбирают броские цвета: синий, зелёный, красный. В процессе эксплуатации антифриз теряет полезные свойства — снижаются антикоррозийные свойства, возрастает склонность к пенообразованию. Срок службы отечественных ОЖ от 2 до 5 лет, импортных 5-7 лет.

На рисунке, приведённом ниже, изображена схема системы охлаждения автомобиля. Ничего особенного или сложного в системе охлаждения нет и тем не менее…

При пуске двигателя начинает вращаться помпа (водяной насос). Привод помпы может иметь свой шкивок, приводимый во вращение ремнем вспомогательного оборудования или приводиться вращением ремня ГРМ. В системе охлаждения находится крыльчатка, которая вращаясь, приводит в движение охлаждающую жидкость. Для быстрого прогрева двигателя система «закорочена», т.е. термостат закрыт и не пропускает жидкость в радиатор охлаждения. По мере роста температуры охлаждающей жидкости открывается термостат, переводя систему в другое состояние, когда охлаждающая жидкость проходит по длинному пути — через радиатор системы охлаждения (короткий путь перекрыт термостатом). Термостаты имеют различные характеристики открытия. Обычно на кромке нанесена температура открытия. Наверное не стоит объяснять устройство радиатора. В нижней части радиатора установлен датчик включения вентилятора. Если температура охлаждающей жидкости достигнет определённой величины — датчик замкнётся, а т.к. электрически он соединён на разрыв цепи питания электровентилятора, то при замыкании — должен включиться вентилятор системы охлаждения. По мере остывания охлаждающей жидкости — вентилятор выключается, а термостат перекрывает длинный путь на короткий. Всё просто, но не очень…

Такая схема является основой, но жизнь не стоит на месте и различные производители усовершенствуют системы охлаждения. На некоторых автомобилях Вы не найдёте датчика включения вентилятора системы охлаждения, т.к. вентилятор включается от ЭБУ двигателем в зависимости от показаний датчика температуры охлаждающей жидкости

Стоит обратить внимание на ситуацию, при которой при вклинении зажигания — сразу включается вентилятор системы охлаждения. Или неисправен датчик температуры, или повреждены его цепи, или неисправен сам ЭБУ двигателем — он «не видит» температуру двигателя и на всякий случай включает сразу вентилятор

На некоторых а\м на пути к отопителю установлены специальные электроклапана, разрешающие или перекрывающие путь охлаждающей жидкости (БМВ, МЕРСЕДЕС). Такие клапана иногда «помогают» системе охлаждения выйти из строя.

Антифризы

Такое название охлаждающей жидкости, как антифриз, встречается чаще остальных. Впервые такие жидкости начали применяться на автомобилях зарубежного производства, но в настоящий момент нередко заливаются и в авто отечественные.

Из чего же состоит антифриз? Его основным ингредиентом является производная спирта, например, пропиленгликоль или этиленгликоль. Спирт применяется сразу по нескольким причинам. Во-первых, он меньше вступает в реакцию с металлом, тем самым снижая степень его ржавления и скорость этого процесса. Кроме того, спирт характерен своей крайне низкой температурой замерзания, которая, в отличие от дистиллированной воды, значительно ниже нулевой отметки термометра.

К тому же спирт кипит при несколько большей температуре, чем вода. К примеру, на антифризах самых современных стандартов эта температура превышает 102 градуса по Цельсию. В спирт, доведенный до необходимой консистенции, обязательно добавляется краситель. Краситель необходим для того, чтобы было проще различать разные типы жидкостей для мотора между собой, даже если на упаковке по каким-то причинам отсутствует этикетка.

К слову, для того, чтобы антифризы было проще подразделять между собой по их свойствам и характеристикам, был составлен специальный стандарт, который регламентирует для антифриза каждого типа требования по температурам кипения и замерзания, а также предельному сроку службы.

Чтобы лучше понимать, чем различаются антифризы разных классов между собой, лучшим решением будет изучить документацию по стандарту, где четко прописаны характеристики каждого типа жидкости и ее свойства.

Обычно тип антифриза обозначается буквой и цифрой. На данный момент представлены жидкости таких стандартов, как G11, G12, G12+ и G13. Разумеется, чем выше цифра, тем лучше конечные свойства самого антифриза, будь то температура кипения или кристаллизации. За более высокий класс придется доплатить: в некоторых случаях конечная цена может различаться в несколько раз.

Интересно, что у жидкостей разных стандартов может различаться и тип присадок, которые в них применяются. К примеру, антифриз 11 стандарта характерен тем, что при его использовании на стенках металла создается единая антикоррозионная пленка, которая не позволяет влаге проникать и вступать с металлом в реакцию. В более новых стандартах присадки должны локализоваться на очагах коррозии и восстанавливать структуру металла, параллельно предохраняя детали от ржавления.

Основные элементы

Система охлаждения двигателя содержит следующие элементы:

• Рубашка охлаждения или «водяная рубашка». Представляет собой систему каналов проходящих в блоке цилиндров.
• Радиатор охлаждения — устройство для охлаждения самой жидкости. Состоит из каналов изогнутых труб и металлических рёбер для лучшей теплоотдачи. Охлаждение происходит как благодаря встречному потоку воздуха, так и внутренним вентилятором.
• Вентилятор. Элемент системы охлаждения, предназначенный для усиления потока воздуха. На современных автомобилях он включается только при срабатывании температурного датчика, когда радиатор неспособен полноценно охладить жидкость встречным потоком воздуха. В старых моделях автомобилей вентилятор работает постоянно. Вращение на него передаётся от коленчатого вала через ременной привод.
• Насос или помпа. Обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по каналам системы. Приводится в действие с помощью ременного или шестерёнчатого привода от коленчатого вала. Как правило, мощные двигателя с прямым впрыском топлива комплектуются дополнительным насосом.
• Термостат. Важнейшая деталь системы охлаждения, контролирующая циркуляцию по большому кругу охлаждения. Основной задачей является обеспечение нормального температурного режима при эксплуатации транспортного средства. Обычно установлен на стыке входного патрубка и рубашки охлаждения.
• Расширительный бачок — ёмкость необходимая для сбора избытка охлаждающей жидкости возникающего в процессе её нагревания.
• Радиатор отопления или печка. По своему устройству похож на радиатор охлаждения в меньшем размере. Однако, используется исключительно для обогрева салона автомобиля в зимний период и непосредственной роли в охлаждении ДВС не играет.

Виды систем охлаждения двигателя

Регулирование температуры автомобильного двигателя может осуществляться при помощи охлаждающей жидкости (антифриза, ОЖ) и посредством циркуляции воздуха. Исходя из этого различают три вида систем:

• Воздушная. Физически представляет собой обдув, благодаря которому происходит вытеснение горячего воздуха из подкапотного пространства в атмосферу. Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным (с использованием вентилятора). В силу низкой эффективности как самостоятельная система практически не применяется.
• Жидкостная. Представляет собой систему трубчатых контуров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Жидкостное охлаждение может быть принудительным (перекачка насосом), термосифонным (за счет разности в плотности нагретой и охлажденной жидкостей) и комбинированным (охлаждение головки блока цилиндров осуществляется принудительно, а остальные узлы термосифонным принципом). Такая система более эффективна в сравнении с воздушной, но при определенных режимах работы (длительный простой с включенным двигателем, повышенные температуры окружающей среды) может быть недостаточной для качественного охлаждения.
• Комбинированная. Представляет собой использование и воздушного обдува, и жидкостных контуров.

Системы охлаждения на основе жидкости также разделяются на открытые и закрытые. Первые имеют сообщение с атмосферой при помощи пароотводной трубки, а во вторых жидкость полностью изолирована от окружающей среды. В закрытых системах давление антифриза больше, а следовательно, выше и температура кипения. Это позволяет использовать их при высоких температурах нагрева жидкости (до 120°C).