Система повітряного охолодження дозволила Volkswagen і Citroen створити недорогі і прості автомобілі, які користувалися великим успіхом
Повітряна система охолодження двигуна користувалася величезною популярністю після Другої світової війни, коли у людей не було грошей на покупку дорогих автомобілів. Проста і надійна система, побудована на примусовому охолодженні розігрітого блоку циліндрів потоком повітря, відмінно зарекомендувала себе на малопотужних мікролітражках європейського виробництва.
Призначення повітряного охолодження двигуна
Надмірне охолодження діє на двигун не менше негативно. При переохолодженні спостерігаються практично ті ж ознаки: зниження потужності, прискорений знос деталей, підвищена витрата палива.
У сучасних автомобілях система охолодження крім основного завдання виконує ще й ряд другорядних. Перш за все, це нагрівання повітря в системі опалення салону. Крім цього, засобами системи охолодження часто охолоджують моторне масло, робочу рідину автоматичної коробки передач, а в деяких випадках, приймальний колектор або навіть дросельний вузол.
Для виконання всіх цих завдань в сучасній системі охолодження, повітряного або рідинної, розсіюється близько 35% тепла, отриманого в результаті згоряння палива.
Пристрій повітряної системи охолодження
Теплоносієм в повітряній системі охолодження служить потік повітря.
Він відводить тепло від циліндрів, головки блоку і масляного радіатора. Система включає в себе: вентилятор, охолоджувальні ребра циліндрів і головки (або головок), знімний кожух, дефлектори і контрольні прилади.
Блок і головку блоку циліндрів двигунів з повітряним охолодженням оснащують додатковими ребрами, що збільшують площу поверхні, що контактує з повітрям. Повітряний потік подається до корпусу двигуна примусово, за допомогою вентилятора з лопатями з міцного, але легкого алюмінієвого сплаву.
Конструкція вентилятора системи повітряного охолодження
Вентилятор - головний вузол системи, а ротор вентилятора - його основна деталь. Для оптимізації потоку повітря форму і конструкцію деталей вентилятора ретельно прорахували інженери. Він складається з направляючого дифузора і ротора, як правило, складається з 8 лопаток, розташованих радіально.
У напрямному апарату - дифузорі - є свої лопаті змінного перерізу, службовці для направлення потоку. Вони нерухомі і рівномірно розташовуються по колу.
Двигуни з повітряним охолодженням ставилися на повнопривідні військові вантажівки чеської компанії Tatra
Лопаті направляючого апарату змінюють напрямок повітряного потоку, змушуючи його рухатися в сторону протилежну обертанню ротора. Це дозволяє збільшити повітряний тиск, а отже, охолодження двигуна.
Вентилятор приводиться в рух від шківа колінчастого вала за допомогою ременя. Направляючий апарат нерухомо закріплений на двигуні.
Вентилятор оснащений захисною сіткою, що дозволяє уникнути попадання сторонніх предметів в направляючий апарат.
Як працює повітряне охолодження двигуна
Оскільки циліндри і їх головки нагріваються більше інших деталей, потужний повітряний потік прямує, в першу чергу на них, уздовж каналів між ребрами охолодження. Потім повітря рівномірно розподіляється на всі деталі двигуна за допомогою направляють потік дефлекторів - тонких металевих пластин.
Обсяг повітря, що подається вентилятором в систему охолодження, становить приблизно 30 куб.м в хвилину. Це забезпечує нормальну роботу двигуна невисокої потужності і невеликого обсягу в температурних межах від -40 до +40 градусів.
Інтенсивність охолодження двигуна з повітряною системою регулюється автоматично за допомогою термостатів і заслінок.
Переваги та недоліки повітряної системи охолодження
Перевагою повітряної системи охолодження двигунів є простота експлуатації, технічного обслуговування і ремонту.
Повітряне охолодження дозволяє значно знизити масу мотора і спростити холодний запуск.
До недоліків повітряної системи охолодження прийнято відносити збільшення габаритів двигуна і підвищений рівень шуму. До того ж, в подібних системах деякі елементи відчувають велику теплове навантаження за рахунок нерівномірності обдування.
Двигуни з повітряним охолодженням чутливіші до якості палива, мастильних матеріалів і запасних частин, так як працюють, в цілому, в більш екстремальному режимі експлуатації. Крім того, необхідно ретельно стежити за чистотою в моторному відсіку, так як навіть тонкий наліт бруду на корпусі двигуна істотно знижує характеристики охолодження.
Характерні поломки системи повітряного охолодження двигуна
Ознакою поганої роботи охолоджувальної системи служить підвищення температури масла в картері двигуна, реєстроване спеціальним датчиком.
Найпоширеніша поломка повітряної системи охолодження - це обрив ременя вентилятора. На приладовій панелі автомобілів, в яких застосована система повітряного охолодження, є лампа, яка сигналізує про цю несправність.
Автомобілі з повітряним охолодженням двигуна
Пік застосування двигунів повітряного охолодження в автомобілебудуванні припав на шістдесяті роки двадцятого століття. У той період в світі випускалося максимальну кількість автомобілів з повітряним охолодженням двигуна. Найбільш відомі моделі концерну Volkswagen - такі як знаменитий «Жук», Transporter T1 і T2 і інші. Моделі, побудовані на основі такого двигуна, будували американські інженери з GM (Chevrolet Corvair), французькі (Citroën 2CV, GS і GSA) і японські (Honda 1300). Окремої згадки гідні автомобілі з двигунами повітряного охолодження іншого німецького концерну - Porsche. Одна з найбільш відомих моделей, що випускається і в наш час Porsche 911, протягом довгого часу оснащувалася двигуном з повітряним охолодженням. Завдяки генію Фердинанда Порше, потужними двигунами повітряного охолодження оснащувалися тільки автомобілі цієї компанії.
Велика частина надлишків тепла, тобто близько 44% відводиться від двигуна через вихлопну трубу, незалежно від типу системи охолодження
У сучасному автомобілебудуванні двигуни з повітряним охолодженням втратили популярність. Головним чином, внаслідок домінування передньопривідних моделей з поперечним розташуванням двигуна. При такій конструкції, по-перше, важко організувати ефективну систему повітряного охолодження, а по-друге, неважко встановити радіатор водяного охолодження.
Вітчизняний автопром також не оминув популярну концепцію стороною. Всі автомобілі Запорізького автозаводу, випущені в період існування СРСР, мали двигунами повітряного охолодження з приводом на задні колеса, встановленими в задній частині кузова, по тій же концепції Фердинанда Порше.