Всього на двигунах внутрішнього згоряння використовується два типи охолодження - повітряне і рідинне.
Повітряна система охолодження, її конструкція, недоліки
Пристрій повітряної системи охолодження двигуна
В силу ряду недоліків на автомобільному транспорті повітряна система широкого поширення не отримала, хоча конструктивно вона значно простіше, ніж рідинна. Основним її елементом є ребра охолодження на циліндрах.
Тепло, що виділяється від циліндрів, поширювалося на ці ребра, а проходить через них потік повітря здійснював його відведення. Для створення потоку додатково конструкція системи могла включати турбіну - спеціальну крильчатку, з приводом від колінчастого вала і рукав, яким створюється потік повітря прямував на циліндри. Це вся конструкція повітряної системи.
На автотранспорті повітряна система практично не використовується тому, що:
- неможливе регулювання температурного режиму (взимку мотор не виходив на необхідну температуру, а влітку - дуже швидко перегрівався);
- щоб забезпечити рівномірний розподіл потоку повітря, кожен циліндр стояв окремо;
- під час стоянки з заведеним мотором навіть при наявності турбіни потік повітря дуже слабкий, що призводить до швидкого перегріву;
- неможливо організувати обігрів салону.
Через цих недоліків повітряна система на автомобілях не застосовується, хоча поодинокі випадки все ж були - ЗАЗ-968 «Запорожець» якраз і мав таку систему охолодження. Зате вона широко використовується на мототранспорті і техніці, оснащеної 2-тактними моторами (бензопили, мотокоси, мотоблоки і т. Д.).
Пристрій, конструкція, принцип роботи
Рідинна система охолодження
Перевагою рідинної системи охолодження якраз і є можливість підтримки температури в заданому діапазоні, тому вона краще повітряної. Але конструкція цієї системи значно складніше.
До її складу входить:
- сорочка охолодження
- Водяний насос
- термостат
- радіатори
- з'єднують патрубки
- вентилятор
При цьому основним робочим елементом такої системи є спеціальна рідина - антифриз. за допомогою якої і здійснюється відведення тепла. Раніше замість нього використовувалася звичайна вода, але через низький температурного порога замерзання і утворення накипу від води поступово відмовилися.
1. Сорочка охолодження
Сорочка охолодження - спеціальна система каналів в блоці циліндрів і голівці блоку, по якій рухається рідина. Якщо розглядати все по-простому, то виглядає це так: є блок, в який встановлюються циліндри, а також основні вузли і механізми. Поверх цього блоку зроблена оболонка, а простір між ними і використовується як канали для руху рідини. Така конструкція дозволяє рідини омивати циліндри, проходити поруч з вузлами, встановленими в блоці і голівці, що забезпечує відведення тепла від них.
Так виглядає водяна помпа
В сорочку охолодження встановлена водяна помпа. Вона складається з приводного зубчастого колеса (шківа) і крильчатки, яка поміщається всередину сорочки, посаджених на одну вісь. Привід її здійснюється від колінчастого вала за допомогою ременя.
Саме водяний насос і забезпечує циркуляцію рідини по системі. Отримуючи обертання від колінчастого вала, крильчатка змушує рухатися рідина по каналах сорочки.
Читайте також: Що таке помпа в автомобілі. принцип її роботи і несправності.
3. Радіатор
При цьому антифриз циркулює не тільки по сорочці. Якби так і було, то рідини нікуди було б віддавати тепло, тобто двигун швидко б перегрівався. Щоб цього не відбувалося, в конструкцію включений радіатор.
Представляє він собою конструкцію з двох бачків - в один подається рідина з сорочки, а з другого вона повертається назад. Ці бачки між собою з'єднані великою кількістю трубок, по яких рідина переміщається між ними. Щоб забезпечити кращий теплообмін. радіатор виготовляють з металів, що володіють високою теплопровідністю (мідь, алюміній, латунь). Також щоб підвищити теплообмін між трубками розташовуються спеціальні стрічки, укладені певним чином і мають велику кількість місць контакту з трубками.
Рідина, проходячи через трубки, частина тепла віддає стрічок. Що проходить крізь радіатор повітря відбирає тепло і відводить його в навколишнє середовище. Для забезпечення гарного потоку повітря радіатор встановлюють в передній частині авто. Радіатор з сорочкою охолодження з'єднується за допомогою гумових патрубків.
Окремо відзначимо, що завдяки рідинної системі вдалося забезпечити і опалення салону. Для цього в систему охолодження включили ще один радіатор, який помістили в салоні. Конструктивно він такий же, як і основний радіатор, але за габаритами менше. Потік повітря же для нього створюється за допомогою електромотора з вентилятором.
4. Термостат
Система охолодження повинна забезпечувати максимально швидкий вихід силової установки на оптимальний температурний режим. І щоб це забезпечити, в конструкцію включений термостат. Щоб зрозуміти, для чого він потрібен - трохи теорії.
Якби конструкція системи складалася лише з сорочки і насоса, то двигун дуже швидко б перегрівався, оскільки рідина рухалася тільки по каналах в блоці і відвести тепло їй було б нікуди.
Пристрій і принцип роботи термостата
Щоб уникнути цього в конструкцію включили радіатор. Але через його наявності обсяг антифризу або тосола збільшувався, до того ж призначення радіатора - відведення тепла, тому двигун дуже довго буде виходити на потрібну температуру, особливо в зимовий період.
Для забезпечення швидкого виходу на необхідну температуру, систему охолодження розділили на два кільця - мале (задіяні тільки сорочка охолодження і насос) і велике (сорочка + насос + радіатор).
Поділом на кільця і займається термостат. Представляє він собою клапан, який спрацьовує від підвищення температури. На різних авто температура його спрацьовування відрізняється, але в цілому він працює в діапазоні - 85-95 град. С.
Корпус термостата розташовується зазвичай на блоці циліндрів біля каналу, ведучого на радіатор. Поки температура мотора низька, термостат перекриває цей канал і рідина переміщається тільки по сорочці. У міру підвищення температури цей клапан починає поступово відкриватися, пускаючи рідину вже по великому кільцю, з залученням радіатора. При досягненні певного температурного значення він відкривається повністю, і рідина вже рухається тільки по великому кільцю.
5. Вентилятор, датчики
Принцип роботи вентилятора системи охолодження
Буває так, що потоку повітря недостатньо, щоб забезпечити нормальний відведення тепла від радіатора. Наприклад, таке трапляється в пробці, коли двигун постійно працює, а ось зустрічного потоку повітря немає, оскільки авто знерухомлені.
Щоб не дати рідини перегрітися, використовується вентилятор, який створює примусово потік повітря. Розміщується він за основним радіатором і приводиться в рух електромотором. Включення ж його в роботу здійснюється за рахунок встановленого в радіаторі температурного датчика.
Додатково в конструкцію входить також температурний датчик. який передає дані про температуру на приладову панель в салоні, тому водій може постійно контролювати температурний режим мотора і своєчасно помітити появу несправності, через що температура мотора «пішла вгору».
Основні несправності системи охолодження
Несправностей у системи охолодження двигуна не так вже й багато, але наслідки від них можуть бути дуже серйозними. Основними з них є:
- Витік охолоджуючої рідини;
- Несправність насоса, термостата;
- Пошкодження проводки датчиків.
Витік рідини може статися через пробою сорочки охолодження, прокладки ГБЦ, гумових патрубків, радіатора або ж через ненадійного кріплення місць з'єднання.
Виявити цю несправність нескладно, оскільки в результаті витоку під авто буде утворюватися калюжа з охолоджуючої рідини. Якщо своєчасно не усунути текти, то велика частина охолоджуючої рідини може витекти, і система вже не зможе підтримувати температурний режим.
Поломка насоса найчастіше пов'язана з виходом з ладу його підшипника. Супроводжується це слідами патьоків з боку приводу, підвищеним шумом при роботі мотора, нерівномірним зносом приводного ременя.
Якщо своєчасно не замінити насос, то існує ймовірність, що він заклинить і порве приводний ремінь, а це вже загрожує досить серйозними проблемами, оскільки найчастіше цим ременем наводиться в роботу і ГРМ.
Проблема з термостатом зазвичай пов'язана з тим, що він заклинює в якомусь одному положенні. Через це переклад рідини між кільцями не здійснюється, вона рухається або тільки по малому, або по великому колу.
Пошкодження ж проводки або датчиків призводить до того, що свідчення на приладову панель не передаються або не відповідають дійсності, а вентилятор не включається в необхідний момент або ж працює постійно, через що порушується температурний режим.