- Максимальна потужність.
- Мінімальна витрата пального.
- Збільшений термін експлуатації.
Вплив температурних параметрів на роботу мотора
Прийнято вважати, що двигун нормально функціонує, якщо інтервал зміни температури в районі блоку циліндрів знаходиться в межах 90 - 110 градусів Цельсія.
Якщо мотор під час роботи охолоджується недостатньо інтенсивно, то його деталі сильно нагріваються і змінюються в розмірах. Значно зменшується (через вигоряння) і обсяг моторного масла, залитого в картер. В результаті збільшується тертя між взаємодіючими деталями, що призводить до їх швидкого зносу або навіть заклинювання.
Однак і переохолодження ДВС негативно позначається на його роботі. На стінках циліндрів холодного двигуна відбувається конденсація парів палива, які, змиваючи шар мастила, розріджують моторне масло, що знаходиться в картері.
Для виключення негативних наслідків, пов'язаних з порушенням теплового режиму, системи охолодження проектуються так, щоб виключити перегрів і переохолодження двигуна в процесі експлуатації.
В результаті хімічні властивості останнього погіршуються, що сприяє:
- збільшеному витраті моторного масла;
- інтенсивного зносу поверхонь, що труться;
- падіння потужності силового агрегату;
- збільшення витрати пального.
Класифікація
При роботі двигуна необхідно забезпечити відведення від 25 до 35% тепла, що виділяється. Для його ефективного поглинання (відведення) найчастіше використовують воду, повітря або спеціальну рідину (тосол, антифриз). Матеріал теплоносія визначає спосіб охолодження силового агрегату.
- Примусового повітряного охолодження.
- Рідинного охолодження з замкнутим циклом.
Рідинна система охолодження
В даний час для ефективного охолодження автомобільних двигунів використовують закриту систему рідинного охолодження з замкнутим циклом.
конструкція
В обов'язковому порядку система містить розширювальний бачок, який служить для компенсації зміни об'єму рідини при зміні її температури. Крім того, через нього заливають теплоносій.
Також до складу системи входять:
- водяна сорочка силового агрегату (простір між подвійними стінками блоку циліндрів і його головки в місцях відводу надмірної кількості тепла);
- датчик температури;
- біметалічний або електронний термостат, що забезпечує оптимальну температуру в системі;
- помпа-насос відцентрового типу, що забезпечує примусову циркуляцію рідини в системі;
- вентилятор, за допомогою якого посилюється потік зустрічного повітря на основний радіатор системи;
- радіатор, який здійснює передачу тепла навколишньому середовищу;
- радіатор опалення, призначений для передачі тепла безпосередньо в салон автомобіля;
- контрольний прилад, вбудований в панель приладів автомобіля.
Принцип дії
Охолоджуюча рідина заливається в систему через розширювальний бачок. Постійно циркулюючи всередині системи, вона відводить тепло від складових частин мотора, що нагріваються в процесі роботи, нагрівається, потрапляє в радіатор, охолоджується в радіаторі зустрічним потоком повітря і повертається назад.
При необхідності включається вентилятор, посилюючи ефективність охолодження. Для замкнутих систем охолодження температура теплоносія не повинна перевищувати 126 градусів Цельсія. Таким чином, забезпечується оптимальний тепловий режим роботи силового агрегату.
Додаткові функції
Крім свого головного завдання - відведення тепла від нагріваються елементів, рідинна система охолодження двигуна забезпечує також:
- Прогрів силового агрегату в холодну пору року
У сучасних системах рідинного охолодження передбачено два контури, за якими може циркулювати охолоджуюча рідина. Це зроблено для того, щоб в момент пуску холодного двигуна, коли його деталі і сама рідина мають низьку температуру, циркуляція теплоносія здійснювалася по малому колу (мимо радіатора).
Забезпечується це термостатом, який в момент, коли температура підніметься до певного рівня (70-80 градусів Цельсія), відкривається, даючи можливість теплоносія циркулювати по великому колу (через радіатор). Таким чином, здійснюється прискорений процес прогріву двигуна.
- Нагрівання повітря в салоні автомобіля
У холодну пору року за допомогою гарячого теплоносія відбувається нагрівання повітря в салоні автомобіля. Для цього служить додатковий радіатор, встановлений в салоні і оснащений власним вентилятором. З їх допомогою тепло, відібране від гарячої рідини, поширюється по всьому об'єму салону.
- Зниження температури повітря, що нагнітається в циліндри повітря
Спеціально для двигунів, оснащених турбонагнітачами, передбачені двоконтурні системи, в яких один контур забезпечує охолодження рідини, а другий - охолодження повітря.
Крім того, контур охолодження теплоносія також є двоконтурну систему, один контур якої охолоджує голівку блоку циліндрів, а інший - сам блок.
Це викликано тим, що в турбированном моторі температура головки блоку циліндрів повинна бути нижче температури самого блоку на 15 ... 20 градусів Цельсія. Особливістю такої системи охолодження є те, що кожен контур контролюється власним термостатом.
Гідності й недоліки
Рідинна система охолодження двигуна присутній практично у всіх сучасних автомобілів. Принципово відрізняючись від систем повітряного охолодження, вона гарантує:
- рівномірний і швидке прогрівання силового агрегату;
- ефективне відведення тепла в будь-яких умовах експлуатації двигуна;
- зниження витрат потужності;
- стабільний тепловий режим роботи мотора;
- можливість використання тепла, що виділяється для нагрівання повітря в салоні та ін.
Серед нечисленних недоліків рідинної системи охолодження можна відзначити:
- необхідність регулярного обслуговування і складність ремонту;
- підвищену чутливість до змін температури.
Несправності і способи їх усунення
Всім системам рідинного охолодження властиві характерні несправності. Найчастіше зустрічаються:
- заклинювання термостата в закритому положенні (циркуляція рідини здійснюється по малому колу);
- поломка помпи;
- ушкодження випускного клапана, вбудованого в пробку розширювального бачка;
- витік теплоносія внаслідок розгерметизації системи (пошкодження ущільнювачів, корозія та ін.).
- Крім того, досить часто термостат заклинює в положенні «Відкрито» (теплоносій циркулює по великому колу), що збільшує час прогріву холодного двигуна і сприяє нестабільності теплового режиму при його подальшій роботі.
Всі ці несправності характеризуються значним підвищенням робочої температури силового агрегату, що може привести до закипання теплоносія і перегріву мотора.
Усуваються всі дефекти шляхом заміни несправних і / або пошкоджених деталей або комплектуючих.
Повітряна система охолодження
Моторами повітряного охолодження оснащувалися транспортні засоби в 50-70 роках минулого століття. Типовими представниками таких автомобілів є «Запорожець» або FIAT 500. Зараз мотори з повітряним охолодженням в автомобілебудуванні практично не зустрічаються.
Конструкція і принцип дії
Конструктивно система примусового повітряного охолодження монтується в підкапотному просторі транспортного засобу і складається з:
- відсмоктує або нагнітає вентилятора;
- напрямних ребер сорочки охолодження двигуна;
- органів управління (дросельні заслінки, керуючі подачею повітря або муфта, яка регулює частоту обертання вентилятора в автоматичному режимі);
- температурного датчика, встановленого в силовому агрегаті;
- контрольного приладу, виведеного на приладову панель в салоні автомобіля.
Охолодження двигуна здійснюється зустрічним холодним повітрям. Для посилення його потоку найчастіше використовують вентилятор нагнітає типу. Він підсилює потік холодного щільного повітря і забезпечує його подачу в великих кількостях при малих енергетичних витратах.
Відсисаючий вентилятор вимагає великих витрат потужності, однак забезпечує більш рівномірний відвід тепла від деталей силового агрегату.
Гідності й недоліки
Мотори з примусовим повітряним охолодженням відрізняються:
- простотою конструкції;
- низькими вимогами до зміни температури навколишнього середовища;
- невеликою вагою;
- нескладним технічним обслуговуванням.
До недоліків системи повітряного охолодження відносять:
- велику втрату потужності двигуна, яка витрачається на забезпечення роботи вентилятора;
- високий рівень шуму під час роботи вентилятора;
- недостатнє охолодження окремих елементів двигуна через нерівномірне обдування;
- неможливість використання надлишків тепла для обігріву салону.
