Щоб уберегти двигун від перегріву, тим самим збільшуючи термін безвідмовної експлуатації автомобіля, необхідна дієва система охолодження. Подальше дослідження присвячене «воздушником», їх влаштування, а також переваг і недоліків. Вивчивши запропоновану інформацію, можна порівняти примусове охолодження повітрям з рідинним, щоб зробити правильний вибір системи.
Чим привабливий двигун повітряного охолодження
- система, яка використовує повітряне охолодження. Тут в якості захисту працюючого агрегату від перегріву виступає повітря;
- рідинне охолодження раніше, в минулі часи здійснювалося звичайною водою. Технічний прогрес позначився на створенні спеціальної речовини, названого антифризом. Також для зниження температури мотора застосовується тосол.
Функції охолоджуючих систем
Слід зазначити, що підтримка оптимального температурного режиму в двигуні автомобіля вимагає захисту не тільки від непомірного перегрівання, але також від промерзання. Переохолодження агрегату здатне викликати конденсацію паливно-повітряної суміші, викликану зіткненням пального з прохолодною поверхнею циліндрів.
Потрапляючи в картер силової установки, вона призводить до розрідження мастильного речовини, що відбивається втратою більшості його корисних характеристик.
Змішування палива з маслом викликає прикре падіння потужності двигуна. Функціонально важливі деталі двигуна швидше зношуються. Також негативним моментом є загустіння масла в переохолодженому агрегаті. Погіршення своєчасної подачі мастильного речовини в циліндри призводить до непомірної розтраті пального, функціональна здатність двигуна істотно знижується.
Крім виконання основної функції, системи охолодження додатково забезпечують:
- зниження температури відпрацьованих газів в системі рециркуляції;
- вентиляцію і кондиціонування повітря в салоні автомобіля. Також вони відповідають за опалення;
- своєчасне охолодження моторного масла;
- підтримання оптимального температурного балансу в турбокомпресорних агрегатах;
- охолодження робочої рідини, що заповнює коробку-автомат.
Призначення і принцип дії системи повітряного охолодження
Встановлено, що перегрівається двигун викликає непомірний витрата палива, також витрачається велика кількість машинного масла. Важливі для нормального функціонування автомобіля деталі швидко виходять з ладу внаслідок швидкого зносу. До того ж, порушення температурного режиму може привести до необґрунтованої втрати мотором необхідної потужності.
За допомогою повітряної системи охолодження в двигуні підтримується оптимальна температура. Також її призначенням є контроль підігріву повітря в салоні автомобіля. Вона стежить за своєчасним охолодженням мастильних матеріалів, знижує температуру робочої рідини, що заповнює коробку-автомат, а часом підтримує оптимальний режим в дросельному вузлі і приймальному колекторі.
Принцип дії системи полягає в відведенні тепла потоком повітря від надмірно нагріваються деталей працюючого двигуна. Таким шляхом охолоджуються циліндри, головки блоку і масляного радіатора.
Повітряний потік до двигуна нагнітається примусово алюмінієвими лопатями вентилятора, захищеного спеціальною сіткою від небажаного потрапляння випадкових предметів, здатних пошкодити агрегат. Дефлектори рівномірно розподіляють повітря, що надходить через ребра охолодження, між усіма деталями функціонуючого мотора.
конструкція вентилятора
Слід зазначити, що примусове повітряне охолодження неможливо без спеціального пристрою. Вентилятор, що є необхідною ланкою даної системи, складається з наступних деталей:
- направляючого дифузора, оснащеного по колу стаціонарними, радіально розташованими лопатями змінного перерізу, що впливають на рівномірний розподіл повітряного потоку;
- ротора, що має вісім особливих лопаток, розміщених по радіусу;
- алюмінієвих лопатей, що нагнітають потік повітря в потрібному напрямку;
- кожуха, що запобігає потраплянню тепла із зовнішнього простору;
- захисної сітки, яка захищає механізм від випадкового проникнення сторонніх предметів всередину пристрою.
Лопатями дифузора змінюється напрямок повітряного потоку, і він спрямовується в бік, протилежний обертанню ротора. Це сприяє збільшенню атмосферного тиску, викликаючи краще охолодження двигуна.
Переваги та недоліки системи охолодження двигуна повітрям
Окремо слід зауважити, що іноді для забезпечення нормального температурного режиму цілком достатньо природної циркуляції атмосферних потоків. Зовнішня поверхня циліндрів мопедів, мотоциклів, поршневих і інших найпростіших двигунів оснащується спеціальними ребрами, які сприяють віддачі тепла в навколишнє середовище.
Складна конструкція автомобільного мотора вимагає примусового охолодження. Повітряному потоку необхідно надати певний напрям. Для цієї мети використовуються вентилятори.
Двигуни з повітряним охолодженням володіють наступними перевагами:
- надзвичайною простотою конструкції, значно спрощує процес ремонту або заміни прийшли в непридатність деталей;
- порівняно невеликою вагою;
- грунтовної надійністю;
- прийнятною вартістю;
- хорошими характеристиками холодного пуску двигуна.
Однак, перш ніж вибрати автомобіль, який має двигун повітряного охолодження, слід ознайомитися і з недоліками розглянутих систем. Вони характеризуються:
- непомірним шумом, який створюється працюючим вентилятором;
- збільшенням розміру двигуна в зв'язку з необхідністю додаткового простору для розміщення обдуває пристрої;
- нерівномірністю спрямованості повітряних потоків, що визначає можливість локального перегріву;
- надмірною чутливістю до якості пального, мастильних матеріалів, а також підвищеними вимогами до стану запчастин.
Проте, повітряне охолодження набуло свою нішу в автомобілебудуванні. Такими моторами оснащують вантажівки, сільськогосподарську техніку і машини з дизельними ДВЗ.
Поширені міфи про «воздушником», істина чи вигадка
На жаль, недоліки «Запорожця» остаточно підірвали довіру вітчизняних автолюбителів до повітряної системі охолодження двигуна. Її звинувачували в сильному нагріванні, недостатню потужність і швидкий вихід з ладу. У той час, як німецький «Жук», оснащений подібною системою, користується незмінною популярністю у споживачів, радуючи виробника постійним підвищеним попитом.
Рівняючись на характеристики німецького автомобіля, докладно досліджуємо деякі досить поширені легенди, котрі переслідують двигуни, що охолоджуються повітрям.
Твердження 1. «Воздушник» програє рідинної системі за рахунок сильного нагрівання
Ні в якому разі не є непорушною істиною. Насправді температурні особливості, навпаки, можна вважати гідністю двигуна, охолоджується повітряним потоком. Зрозуміло, знижена теплопровідність не дозволяє повітрю відбирати тепло з достатньою швидкістю, забезпечується водою або антифризом.
Однак, різниця температур на поверхні циліндрів і в зовнішньому середовищі значно більше різниці між стінками і рідиною, що переміщається усередині системи. Тому, погодні умови в меншій мірі впливають на тепловий режим «воздушника». Можливість перегріву мотора з рідинним охолодженням в спеку набагато вище.
Твердження 2. Великі габарити
Також дуже суперечливе. При порівнянні розмірів двох двигунів, що мають рівні діаметри циліндрів і однаковий хід поршня, але оснащені різними системами охолодження, перевага найчастіше виявляється на стороні «воздушника».
Незважаючи на досить значний вид вентилятора з дефлектором і досить громіздкі кожухи, навколишні циліндри з головками, його параметри виявляються кілька компактніше, ніж у рідинного агрегату.
До того ж, «водянка» займає значно більший простір за рахунок додаткового обладнання, що виноситься за межі двигуна. На кузові знаходиться досить громіздкий радіатор, оснащений вентилятором. Також велика кількість всіляких шлангів аж ніяк не додають компактності.
Затвердження 3. Повітряні системи програють рідинним в надійності
Не відповідає дійсності. Статистичні дослідження стверджують, що в одному з п'яти випадків відмови двигуна вина лягає на рідинне охолодження. Причиною є отказоопасние деталі на зразок термостата, радіатора, помпи та ін.
Простота конструкції забезпечує надійність вентилятора з дефлектором, що пояснюється низькою ймовірністю поломки. Крім того, привабливим моментом, що свідчить на користь «воздушника», вважається зниження витрат на обслуговування системи.
Затвердження 4. Повітряне охолодження занадто гучне
На жаль, є істинним. Конструктивними особливостями повітряної системи не передбачені ефективні звукопоглинаючі пристрої, якими володіє рідинної двигун. Крім того, ребра циліндрів і головок «воздушника» іноді, навпаки, посилюють шуми, вироблені функціонуючим мотором.
Конструктори передбачили звукоізоляцію рідинної системи, здійснювану завдяки подвоєним стінок сорочки охолодження, усередині якої циркулює антифриз або вода. Тому на цій позиції «воздушник» дійсно виявився в програші.
Затвердження 5. Повітряні двигуни швидше зношуються
Є правильним стосовно до застарілих систем. Вентилятор просто нагнітав потоки повітря на ребра циліндрів, не забезпечуючи достатньої рівномірності обдування. Сучасні двигуни характеризуються раціональним розподілом тепла.
До того ж, більш висока температура на стінках циліндрів «повітряників» сприяє скороченню втрат, що викликаються тертям кілець про циліндри завдяки кращому розрідженню мастильних матеріалів. Це пояснює менший знос деталей. Масло менше піддається окисленню, що уповільнює його старіння, дозволяючи економити на частої заміни.
Затвердження 6. Недостатня потужність
Не зовсім вірно. Причиною подібного звинувачення є погіршення вагового наповнення циліндрів робочою рідиною, що викликає нетривалий падіння потужності двигуна. Це відбувається завдяки підвищенню температури циліндрів і головок зі збільшенням навантаження, що веде до небажаного нагрівання повітря всередині системи.
Однак, при більшій кількості оборотів різниця в коефіцієнті наповнення у повітряних двигунів і рідинних двигунів стає менше 3,5%, встановлених дослідженнями, практично прямуючи до нуля. Тому, боротися з втратою віддачі можна, збільшуючи обороти.
висновок
Отже, проведене дослідження довело, що охолодження повітрям нітрохи не гірше рідинного, а за деякими параметрами і зовсім перевершує його. Чи не час виробникам задуматися про відновлення випуску автомобілів з повітряними системами? Попит споживачів буде зростати, незважаючи на сумний досвід злощасного «Запорожця».