Статья о том, как ремонтировать радиатор охлаждения машины - причины неисправностей, методы устранения проблем. В конце статьи - видео о профессиональном ремонте радиатора.
Для предотвращения перегрева двигателя и отвода тепла в окружающую среду используется радиатор охлаждения (теплообменник), который является основным компонентом охлаждающей системы автомобиля. Исправный и в надлежащем состоянии (чистый) радиатор поддерживает оптимальную рабочую температуру в двигателе, позволяя ему работать на полную мощность.
Однако радиатор, как и все другие элементы автомобиля, может выходить из строя и прекращать выполнять свою функцию. Но при этом вовсе не обязательно сразу обращаться в автосервис для ремонта. Как показывает практика, в большинстве случаев неисправность теплообменника можно устранить самостоятельно. Для этого нужно всего лишь, выявить причину поломки и знать способы ее устранения.
Причин, вызывающих проблемы с радиатором, не так уж много, и условно их можно разделить на три вида:
- механические повреждения;
- неправильная эксплуатация;
- естественный износ при эксплуатации.
Но есть и другой «результат» поломки, который скорее можно отнести к неправильной эксплуатации – загрязнение теплообменных пластин . Проще говоря, радиатор загрязняется настолько, что перестает обмениваться теплом с окружающей средой, так как налипший и засохший слой грязи (пыль, насекомые, тополиный пух) препятствует отделению тепла от теплообменных пластин.
В данной ситуации вряд ли уместно говорить о ремонте, потому как проблема решается простой промывкой пластин радиатора струей проточной воды. Кстати, грязь может образоваться не только снаружи радиатора, но и внутри него в виде засоров, накипи и коррозийных отложений.
Механические повреждения
Повредить радиатор механически с последующим нарушением герметичности может как небольшой камень, случайно вылетевший из-под колеса автомобиля, так и серьезное ДТП с лобовым столкновением. Также к механическим повреждениям можно отнести и неумелое обслуживание радиатора неопытным автовладельцем, когда он случайно повреждает корпус, теплообменные элементы или другие детали.
Неправильная эксплуатация
Неправильность эксплуатации может заключаться не только в несвоевременной очистке и помывке радиатора, но и в использовании низкокачественной охлаждающей жидкости.
Низкое качество жидкости может привести к ее замерзанию и «размораживанию» радиатора даже при небольшом морозе, с последующим нарушением герметичности. Либо состав низкокачественной жидкости может быть настолько агрессивен, что разъедает металл. А это со временем приводит к тому же дефекту – разгерметизации и протечкам.
Естественный износ при эксплуатации
В автомобиле, как и в другой технике, нет ничего вечного. И радиатор охлаждения - тоже не исключение. Он и его сопутствующие детали также подвержены в процессе эксплуатации коррозии, разрушению, засорам.
Типичные неисправности радиатора можно разделить на два типа: внешние и внутренние.
Внешние:
- нарушение герметичности трубок для доставки охлаждающей жидкости в радиаторные бачки;
- образование трещин на трубках радиатора для подвода/отвода охлаждающей жидкости;
- нарушение герметичности резиновых уплотнителей.
- образование в проводящих трубках засоров, препятствующих достаточному охлаждению жидкости.
Прежде чем начать ремонтировать радиатор, нужно определить характер и место самой неисправности. Почти все внешние неисправности радиатора (кроме обычного загрязнения) заключаются в нарушении его герметичности, а значит, должна быть утечка охлаждающей жидкости.
Обнаружить факт утечки жидкости из радиатора можно, внимательно осмотрев сам прибор и место под ним. Однако первым признаком протекания радиатора обычно бывают не следы просочившейся жидкости, а снижение уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке.
Интенсивность вытекания жидкости из радиатора может быть разной, и на начальной стадии визуально незаметной, но быстрое снижение уровня жидкости в бачке замечается почти сразу. Ведь снижение уровня тосола или антифриза приводит к перегреву двигателя, о чем незамедлительно просигнализирует специальный датчик температуры на водительской панели приборов.
Для точного определения места утечки жидкости можно воспользоваться двумя способами. При этом потребуется полностью слить охлаждающую жидкость из радиатора, а сам радиатор отсоединить, вытащить из машины и тщательно промыть.
- Необходимо заглушить (закрыть) все входные отверстия радиатора и оставить только одно. Через оставленное отверстие залить в радиатор воду. Через это же открытое отверстие с помощью насоса или компрессора создать избыточное давление в радиаторе. Из отверстия в поврежденном месте начнет выходить струйка воды.
- Также снятый, пустой и чистый радиатор, но уже со всеми заглушенными входными отверстиями, полностью погрузить в подходящую емкость с водой. Из отверстий в поврежденных местах будет наблюдаться выход пузырьков воздуха. Если воздух выходить не будет – создать избыточное давление в радиаторе насосом или компрессором.
Существует несколько способов ремонта радиатора, но не все они доступны и подходят для самостоятельного «гаражного» или «полевого» ремонта. Ниже мы рассмотрим наиболее простые и распространенные способы самостоятельного ремонта в простых условиях, без специального профессионального оборудования.
Ремонт радиатора с помощью герметиков
Внешний ремонт герметиком
Для наружного ремонта радиатора охлаждения часто используют термостойкий клей-герметик с металлическим порошком. Такой состав нередко называют «холодной сваркой» или «металлогерметиком». В продаже такие герметики могут предлагаться уже готовыми к применению или в качестве отдельных компонентов, которые потом нужно будет смешивать до получения однородной массы.
Ремонт радиатора с использованием внешнего клея-герметика достаточно эффективен, но только при условии соблюдения соответствующих технологических требований на каждом этапе работы:
- охлаждающая жидкость должна быть полностью слита из радиатора;
- наружная поверхность, предназначенная для ремонта, должна быть тщательно обезжирена и слегка обработана надфилем или наждачной шкуркой до образования легко шероховатой поверхности;
- для заделки больших отверстий (более 2 мм) можно использовать металлические заплатки с также обезжиренной и обработанной поверхностью.
Преимущество металлогерметика в том, что его коэффициент температурного расширения близок к коэффициенту металла, и если все сделано правильно, то заклеенный радиатор сможет прослужить еще несколько лет.
Внутренний ремонт химическим герметиком
«Химические герметики» иногда еще называют «жидкостью для восстановления радиатора» или «порошковым восстановителем». Соответственно, такие герметики бывают порошковые и жидкие.
Сразу отметим, что с помощью химического герметика с заливкой внутрь радиатора можно устранять только незначительные протечки (не более 2 мм) и только временно. По сути, это экстренная мера, чтобы дотянуть до гаража или СТО.
Устранение течи с помощью герметика (изнутри) – процесс не сложный. Герметик заливают в систему охлаждения, после чего он контактирует с воздухом и создает полимерную пробку, которая закупоривает отверстие в месте протечки.
Однако у этого метода есть серьезный недостаток – герметик засоряет систему охлаждения , после чего требуется полная промывка системы (и кондиционера с печкой тоже). Поэтому внутреннее использование герметика целесообразно только в экстренном случае, когда устранить протечку требуется срочно. Ездить с таким герметиком можно не более 100 км.
Ремонт радиаторов охлаждения с помощью паяльника (пайка)
Ремонт радиаторов с помощью пайки считается не только более надежным, но и более сложным и трудоемким. Однако данный способ самостоятельного ремонта подходит не для всех радиаторов. Например, его лучше не использовать для ремонта радиаторов, изготовленных из алюминиевых сплавов, которые очень плохо поддаются ремонту в обычных условиях. Такие радиаторы лучше, проще и быстрее заклеивать металлогерметиком. Наиболее пригодными для ремонта паяльником в домашних условиях считаются приборы из латуни.
Ремонт латунных радиаторов с помощью паяльника
Для запаивания радиатора из латуни потребуются:
- паяльник мощностью не менее 50 Вт;
- паяльная кислота (раствор кислоты и цинка) – для очистки металла от окиси;
- порошок буры (флюс) – для нейтрализации оксидной пленки и лучшего растекания жидкого припоя;
- припой.
- металлощетка, наждачная бумага или надфиль.
Сначала на поврежденную поверхность наносится толстый слой флюса, затем по этой поверхности с флюсом паяльником распределяется жидкий припой. Пайку рекомендуется выполнять круговыми движениями, как бы втирая жидкий припой в трещину (отверстие).
Важно! Пайку можно проводить только на некотором расстоянии от заводского шва, так как латунь обладает высокой теплопроводностью и может расплавить заводской шов.
Процесс пайки радиатора не так прост, как кажется на первый взгляд. Если у вас нет достаточных минимальных навыков работы с паяльником или вы не уверены в своих силах, то лучше обратитесь к специалисту.
Ремонт радиатора методом заглушки поврежденных трубок
Если радиатор охлаждения имеет обширное повреждение, но при этом оно локализовано (то есть, находится в одном месте), то проблему можно решить заглушкой поврежденных трубок.
Обычно поврежденные трубки плотно пережимают (сплющивают) плоскогубцами с двух сторон как можно ближе к поврежденному месту. Таким простым способом перекрывается утечка охлаждающей жидкости из дефектных отверстий.
Как правило, такие радикальные действия предпринимают в «полевых» условиях, когда нет другого выхода из ситуации. При этом следует помнить, что эксплуатировать автомобиль после такого радикального ремонта долго нельзя, а количество заглушенных трубок не должно превышать 3-4 штук.
Заключение
Самые последние модели автомобилей все чаще комплектуются радиаторами охлаждения с пластмассовыми бочками и центральной частью, изготовленной из алюминиевого сплава. Следует помнить, что на ремонт таких радиаторов не надо тратить время, так как они вообще не подлежат ремонту - их необходимо сразу менять.
Видео о профессиональном ремонте радиатора:
- (от новолат. radiator, "излучатель") - устройство для рассеивания тепла (строго говоря - излучением), теплообменник.
Примеры использования радиаторов
1. Радиатор отопления зданий (батарея).
3. Радиатор на радиодеталях и микросхемах.
Многие радиаторы кроме рассеивания части тепла излучением, другую часть тепла отводят естественной или принудительной (вентилятором) конвекцией и являются комбинацией радиатора и конвектора.
Виды радиаторов
1. Радиатор отопления зданий (батарея)
Радиаторы водяного отопления
- традиционный отопительный прибор. "Достоинства": сглаживание резких изменений температуры в помещении за счёт большой теплоёмкости, прочность и долговечность, традиционность; "Недостатки": большая масса и связанные с этим трудности при монтаже или обслуживании (например снять для промывки), низкая теплоотдача, ненадёжность межсекционных прокладок (резиновые прокладки со временем высыхают и дают течи, при эксплуатации свыше 40 лет возможно разрушение радиаторного ниппеля), необходимость постоянной окраски и "ржавление", несовременный вид, внутренняя поверхность шершавая и пористая (что приводит к ускоренному образования внутреннего налёта и падению теплоотдачи), большие габариты. По соотношению теплоотдачи чугунного радиатора к его цене, на сегодняшний день он проигрывает почти всем современным радиаторам. Однако, по теплоёмкости превосходит их всех. Тепло отводится радиацией (излучением), конвекцией и теплопроводностью. При окраске в тёмный цвет часть тепла отводимая излучением увеличивается.
Стальной панельный радиатор
Радиаторы такого типа изготовлены из двух стальных пластин толщиной 1,25-1,5 мм, в которых выштампованы углубления, образующие коллекторы и соединительные каналы. Пластины соединяют с помощью сварки.
- это высокоэффективные тепловые приборы, рассчитанные в большинстве случаев на рабочее давление от 6 до 8,7 атм и опресовочное - до 13 атм. Их рекомендуется использовать в индивидуальном и малоэтажном строительстве, а при наличии индивидуального теплового пункта - в зданиях любой этажности. Устройства могут иметь 1, 2 или 3 панели, сваренные из двух стальных листов (толщина от 1,1 до 1,25 мм), в которых заранее отштампованы углубления для прохода воды. Для увеличения теплоотдачи с тыльной стороны панели привариваются П-образные рёбра-выступы, призванные усилить конвекцию воздуха. Для изготовления приборов применяется низкоуглеродистая сталь с повышенной коррозионной стойкостью. Поверхность стали обезжиривают, фосфатируют, покрывают порошковой эмалью и термообрабатывают.
Стальные панельные радиаторы очень склонны к коррозии, срок службы наименьший из всех и составляет всего несколько лет.
Алюминиевые радиаторы
Благодаря высоким теплопроводным свойствам алюминия, эти радиаторы имеют максимальную теплоотдачу. Алюминий активный металл и при контакте с водой, при нарушении оксидной плёнки, образуется водород. При герметично закрытом отопительном приборе (перекрыты оба крана на подводящих трубах) могут создаваться большие давления газа, приводящие к разрыву радиаторов. Для предотвращения данной ситуации внутри хороших алюминиевых радиаторов предусмотрено внутреннее полимерное покрытие. Данное покрытие улучшает антикоррозионные свойства радиаторов, позволяет работать на теплоносителе с уровнем PH от 5 до 10, уменьшает гидродинамическое сопротивление, предотвращает засоры и налипания. При отсутствии внутреннего полимерного покрытия запрещается перекрывать краны на подводящих трубах, а также радиаторы изготавливаются с более "толстой" стенкой. Радиаторы окрашиваются порошковыми эмалями в среде электростатического поля и не требуют перекрашивания. Существенным недостатком алюминиевых радиаторов является коррозия алюминия в водной среде, особенно ускоряющаяся при контакте двух разнородных металлов или наличию в отопительной сети блуждающих токов.
По конструкции алюминиевые радиаторы подразделяются на цельные и секционные:
Цельные алюминиевые радиаторы
Конструктивно состоят из профилей соединённых между собой с помощью роботизированной сварки. Профили изготавливаются методом экструзии (выдавливается продольный профиль на прессе). Алюминий используемый при методе экструзии не требует каких-либо добавок, поэтому материал сохраняет свою пластичность. Внешние удары (внутренние гидроудары) не приводят к выходу из строя этих радиаторов (нет сколов рёбер и растрескиваний). Также из-за отсутствия межсекционных прокладок они обладают высочайшей надёжностью и прочностью, а при нанесении внутреннего полимерного покрытия радиаторы имеют долговечность превосходящую долговечность чугунных радиаторов. Радиаторы имеют только правые резьбы. Радиаторы имеют малую глубину 45 мм. Высота радиаторов может быть от 300 мм до 2000 мм. "Достоинства": высокая теплоотдача, долговечность, прочность, стойкость к ударам, привлекательный, большой ассортимент размеров, малая глубина установки. "Недостатки": цельная конструкция не позволяет изменять количество секций в процессе эксплуатации.
Секционные алюминиевые радиаторы
Конструктивно состоят из секций изготовленных по методу литья под давлением. Секции соединяются изнутри с помощью резьбового соединительного элемента. Соединение между секциями герметизируется с помощью прокладок из паронита, высокотемпературного силикона или др. материалов. Секции имеют правые и левые резьбы. Радиаторы имеют глубину от 70 до 100 мм. Высота радиаторов может быть от 350 мм до 1000 мм. "Достоинства": высокая теплоотдача, прочность, привлекательный, возможность менять количество секций в процессе эксплуатации. "Недостатки": присутствуют прокладки между секциями, шероховатость внутренней поверхности.
Биметаллические радиаторы
удачно сочетают лучшие свойства секционных алюминиевых и трубчатых стальных радиаторов: прочность (выдерживают давление до 40-50 атмосфер), долговечность (срок службы - до 20 лет) и высокий уровень теплоотдачи в сочетании с современным дизайном.
Как следует из названия, в биметаллическом радиаторе применяются два металла - сталь и алюминий. Обжим стальных трубок под большим давлением в процессе литья создаёт в них предварительные напряжения, которые позволяют, во-первых, противостоять распирающему давлению воды и, во-вторых, компенсировать разницу температурной деформации стали и алюминия и сохранять теплопередачу постоянной.
2. Радиатор системы охлаждения ДВС (двигателей внутреннего сгорания).
Автомобильные радиаторы.
Автомобильные радиаторы относятся к системе охлаждения и состоят из центральной части (непосредственно охладителя) и бачков с патрубками. В настоящее время на автомобили устанавливаются алюминиевые радиаторы. Обеспечивая функцию теплообменника алюминиевые радиаторы подвергаются достаточно экстремальным условиям воздействия. Кроме того, учитывая что автомобильные радиаторы располагаются непосредственно перед двигателем они также испытывают воздействия потока воздуха содержащихся в нем включений. Комбинация вышеперечисленных факторов нередко приводит к нарушению целостности различных частей радиатора.
Алюминиевые радиаторы применяются практически всеми автопроизводителями, так как имеют лучшую теплоотдачу и обладают меньшим весом по отношению к медным.
Автомобильные радиаторы бывают нескольких видов:
Радиаторы системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания
Предназначены для снижения температуры жидкости, находящейся в системе. работоспособны во всех климатических зонах при заправке системы охлаждения двигателя низкозамерзающими жидкостями. Радиаторы имеют коэффициент теплопередачи 180-195 Вт/м2К при массовом расходе воздуха 12-14 кг/м2с.
Радиаторы масляные
предназначены для обеспечения рабочих температур масла, находящегося в картере двигателя, гидромеханической коробке передач и других гидросистемах транспортных средств.
Радиаторы системы отопления
Предназначены для комплектации отопителей кабин и салонов подвижного состава и подключаются к системе охлаждения двигателей, заполненной низкозамерзающей жидкостью. работоспособны во всех климатических зонах.
3. Радиатор на радиодеталях и микросхемах
Радиаторные системы ("пассивное охлаждение")
В своей основе имеют радиатор, на котором может крепиться вентилятор (кулер). Наиболее часто встречаемая в компьютерах связка - радиатор + вентилятор. В настоящее время бывают либо алюминиевые, либо медные; также встречаются радиаторы с тепловыми трубками, а также радиаторы, созданные из композитных материалов. Отдельно установленные радиаторы (без тепловых трубок и кулеров) в нынешнее время практически не встречаются из-за их малой эффективности (могут отводить тепло с элементов, тепловыделение которых не более 10-15 ватт).
Радиаторы в системном блоке компьютера бывают:
Радиатор на процессоре
Как правило на процессор устанавливается связка из радиатора и вентилятора (). Но в конце прошлого века из-за небольшой тепловыделяемости использовали только радиатор.
Радиатор на видеокарте
Как и в случае с процессором современные чипы видеокарт выделяют слишком много тепла, поэтому требуют охлаждения. Но встречаются и варианты с охлаждением.
Радиатор на модулях памяти
Также относительно недавно стали использовать. Если по началу их использовали так называемые оверклокеры для охлаждения разогнанной оперативной памяти, то сейчас современная "оперативка" может потребовать штатного радиатора на своих боках.
Радиатор на жестких дисках ("винчестерах")
Проблемы лишнего нагрева существуют также и на, особенно в больших связках (так называемых RAID-массивах), поэтому иногда приходится остужать и эти устройства.
Другие радиаторы
Современный высокопроизводительные чипы выделяют тепло в больших количествах. В связи с этим радиатор в системном блоке компьютера используется повсеместно:
- ;
- ;
- на другие элементы выделяющие лишнее тепло;
- бывают даже системные блоки имеющие вместо стенок подобие радиатора.
Используемые источники
1. thermonews.ru.
2. wieto.ru.
3. ru.wikipedia.org.
4. + Личный опыт.
При работе двигателя автомобиля каждый цилиндр постоянно повышает свою температуру за счет детонации подаваемого топлива. Если температуру не понижать, постоянные микровзрывы приведут к доведению мотора до критической температуры, превышение которой разрушит силовой агрегат.
Чтобы предотвратить это, устанавливается система охлаждения двигателя автомобиля. В представленной статье мы рассмотрим все базовые сведения о данном узле.
Система охлаждения: что такое
Многие автолюбители задаются вопросом - система охлаждения: что такое?
Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя, нагреваемых в результате его работы. На современных автомобилях система охлаждения, помимо основной функции, выполняет ряд других функций, в том числе:
- нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
- охлаждение масла в системе смазки;
- охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов;
- охлаждение воздуха в системе турбонаддува;
- охлаждение рабочей жидкости в автоматической коробке передач.
В зависимости от способа охлаждения различают следующие виды систем охлаждения: жидкостная (закрытого типа), воздушная (открытого типа) и комбинированная. В системе жидкостного охлаждения тепло от нагретых частей двигателя отводится потоком жидкости. Воздушная система для охлаждения использует поток воздуха. Комбинированная система объединяет жидкостную и воздушную системы.
Предназначение и разновидности
Отвод тепла - далеко не единственное назначение системы охлаждения двигателя. Она дополнительно отвечает за выполнение ряда иных задач:
- нагрев воздушной массы для отопления салона транспортного средства;
- уменьшение времени ожидания, необходимого для доведения мотора до рабочей температуры;
- уменьшение температуры смазочных материалов, используемых для ДВС;
- если применяется рециркуляция -уменьшается температура выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания;
- если присутствует автоматическая КПП - охлаждается смазка, расположенная внутри.
Схема системы охлаждения двигателя напрямую зависит от того, каким является ее способ функционирования и принцип работы. Соответственно, принято классифицировать узел на несколько категорий:
- жидкостное - тепло отводится за счет постоянной циркуляции техжидкости;
- воздушное- при применении рассматриваемойсхемы систем охлаждения двигателей тепло будет отводиться циркулируемым воздухом;
- комбинированное - включает в себя применение 1-го и 2-го варианта одновременно.
Практика показывает, что комбинированный вариант является наиболее эффективным, обеспечивая стабильную работу мотора в целом.
Устройство
Рассматривая конструкцию, по которой создана система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, можно заметить, что здесь практически отсутствует бак, в котором происходит хранение жидкости. В данном случае такой элемент конструкции не нужен, потому что жидкость постоянно находится в каналах/полостях ДВС и радиаторе.
Хотя бачок все же присутствует - его называют расширительным. Главная задача этой детали - комфортный залив рабочей жидкости в систему, а также возможность залива дополнительного количества жидкости, если ее герметичность по тем или иным причинам нарушена.
На картинке ниже можно посмотреть на устройство системы охлаждения двигателя.
Начнем ознакомление с водяного насоса, именуемого в народе «помпой». Это своеобразная мельница, в которой жидкость циркулирует по каналам ДВС под давлением. Конечной целью данной конструкции является проход воды через полости, расположенные в блоке мотора. Последние, исходя из компоновки двигателя автомобиля, могут быть разными.
Именно в цилиндрах присутствует максимально высокая температура, которая передается на другие детали. При отводе тепловой энергии охлаждается блок цилиндров, но сам антифриз нагревается. Соответственно, работа системы охлаждения двигателя обеспечивает выполнение простых физпроцессов, позволяющих уравнять температуру. Далее рабочая жидкость протекает по другим узлам мотора и проникает в радиатор.
С конструктивной точки зрения, являет собой решетку, образованную из большого количества небольших вертикальных каналов, на поверхности которых находятся поперечные пластины. Устройство радиатора охлаждения двигателя может быть разным, исходя из того, насколько большой объем двигателя и насколько часто ему приходится набирать обороты.
Естественно, в спортивных моторах радиатор двигателя имеет увеличенные размеры. Возрастает и площадь обдува.Из чего состоит радиатор охлаждения двигателя? Большого количества сот, монтажных креплений, а также бачка, в который заливается антифриз. Он постепенно стекает вниз, в результате чего происходит охлаждение. В конструкции предусматривается наличие емкости снизу, которая снова передает антифриз в водяной насос.
Радиатор системы охлаждения двигателя эффективно справляется со своей задачей благодаря большому количеству каналов. Обеспечение качественного результата его работы также гарантируется за счет постоянного обдува корпуса воздушным потоком. Именно поэтому деталь практически всегда монтируется на «морде» авто.
Но даже этого порой может оказаться недостаточно, особенно тогда, когда транспортное средство находится в неподвижном состоянии. Поэтому с целью охлаждения дизельного двигателя (как и бензинового, в целом) используется специальный вентилятор. Он закреплен между мотором и радиаторным узлом, помогая усилить циркуляцию воздушной массы.
Чтобы гарантировать надежную работу системы, надо убедиться в исправном состоянии радиатора. Многие задаются вопросом - как проверить радиатор охлаждения двигателя? Сделать это достаточно просто - нужно быть уверенным в отсутствии повреждений каналов, а на асфальте должны отсутствовать следы течи из-за разгерметизации.
Проверять радиатор охлаждения двигателя надо перед каждой поездкой. Невыполнение этого требования может привести к детонации мотора, приводящей к невозможности восстановить его работоспособность.
Выше мы разобрались с тем, из чего состоит система охлаждения двигателя большинства транспортных средств. Но есть также и другая функция, которую выполняет система - это прогрев силового агрегата. Несмотря на ее противоречивость названию, при эксплуатации авто в зимнее время низкая температура сильно затрудняет процесс запуска мотора.
Охлаждение двигателя происходит немного хуже из-за мороза и повышенной влажности, топливо распыляется более проблематично, а технические жидкости страдают от повышения вязкости. Чтобы гарантировать нормальный принцип работы системы охлаждения двигателя, придется быстрее ее разогреть. Достичь требуемого эффекта позволяет работающий термостат. Он блокирует попадание антифриза в радиаторные соты.
Минуя данный узел, она перетекает опять в водяной насос, нагревая цилиндры. Термостат самостоятельно совершает подачу антифриза при достижении температуры 70-80 градусов Цельсия (исходя из настроек блока управления и компоновки силового агрегата). Патрубок, открытый в процессе разогрева, сразу же закрывается.
Последним прибором, благодаря которому работает схема охлаждения двигателя, является температурный датчик. Его обычно устанавливают в салоне транспортного средства. Водитель постоянно получает актуальную информацию о температуре мотора в режиме реального времени. При отклонении показателей от нормы владелец авто сможет быстро принять меры по локализации и ремонту поломки.
Практика показывает, что система охлаждения дизельного двигателя наиболее часто выходит из строя в связи с нарушением герметичности. В такой ситуации температура сразу повышается, потому что антифриза в системе становится меньше, и имеющегося объема недостаточно для полноценной работы.
Принцип работы
Принцип работы системы охлаждения двигателя постоянно контролируется штатнымблоком управления силовым агрегатом. В нынешних моделях транспортных средств детали охлаждения проверяются специальным математическим алгоритмом, позволяющим принимать во внимание самые разные параметры работы не только мотора, но и сопутствующих систем.
Отталкиваясь от того, как работает система охлаждения двигателя в нормальном режиме при исправных деталях, система стремится поддерживать их на нормальном уровне. Поэтому электроника включает или выключает на некоторое время те или иные элементы.
Чтобы более подробно узнать, как работает система охлаждения двигателя, рекомендуем посмотреть схему ниже.
Поскольку антифриз принудительно протекает по системе, за него отвечает центробежный насос. Благодаря ему техжидкость прокачивается посредством «рубашки». При выполнении данной работы применение систем охлаждения позволяет добиться охлаждения мотора и нагрева антифриза. Исходя из типа мотора и его схемы, жидкость протекает:
- продольно;
- поперечно.
Схема системы охлаждения двигателя предусматривает два циркуляционных круга - «малый» и «большой». Например, при включениизажигания, когда все детали не нагреты, термостат закрыт, жидкость протекает по малому кругу. Она не доходит до радиатора охлаждения двигателя.
Когда температурный режим доведется до требуемого уровня, происходит открывание термостата - антифриз проникает в радиатор, где и будет происходить уменьшение температуры за счет обдува. Это и есть большой цикл, повторяющийся многократно.
В этом и состоит общий принцип работы радиатора охлаждения двигателя вне зависимости от марки и модели транспортного средства.
В авто с турбиной охлаждение двигателя происходит по несколько иной схеме. Здесь присутствует два контура, где первый установлен с цельюснижения температуры анифриза, а второй охлаждает воздух. При этом первый контур также разделяется на 2 части - для обслуживания головки блока и блока цилиндров в целом.
Это сделано потому, что схема работы системы охлаждения двигателя предусматривает разницу температуры головки и блока на 15-20 градусов. Таким образом, степень вероятности детонации значительно уменьшается, да и камеры сгорания эффективнее наполняются горючим. В устройство системы охлаждениядобавлена одна особенность - в моторе с турбиной все рабочие контуры имеют собственный термостат.
Выводы
Система охлаждения двигателя присутствует на каждом транспортном средстве. Основноеназначение системы охлаждения - поддержаниеоптимальной температуры мотора автомобиля.
Базовые детали системы охлаждения двигателя следующие - радиатор, термостат, датчик температуры и вентилятор. Система состоит из нескольких контуров, отвечающих за правильность функционирования всей системы.
Устройство радиатора достаточно сложное, поскольку конструкция состоит из большого количества маленьких каналов, по которым протекает подогретая жидкость. Своевременная проверка позволяет гарантировать нормальную работу силовой установки в целом.
Свойства радиатора напрямую зависят от того, из какого материала он изготовлен. Рассмотрим самые популярные виды материалов, используемых в производстве радиаторов и отопительных приборов.
Алюминий
Металл из легкой группы, третий химический элемент в мире по распространенности. Алюминий хорошо поддается разным видам механической обработке и литью. Технические характеристики металла:
- высокая теплопроводность и электропроводность;
- металл не магнитится и не горит;
- отличные антикоррозийные свойства.
Устойчивость к коррозии создается за счет образующейся оксидной пленки, защищающей поверхность алюминия от негативных внешних воздействий.
Благодаря высокой пластичности металл используется в разных отраслях, уступая по объему применения лишь железу. Принимает любые формы, обладает долгим сроком службы. Это один из самых легких металлов в мире (почти в 3 раза легче железа), при этом алюминий очень прочен.
Он обладает высокой способностью к соединению с разными элементами, что позволяет получать широкий спектр сплавов. Даже если добавить в состав незначительное количество другого химического элемента, это серьезно изменит характеристики металла и расширит возможности его применения.
В чистом виде алюминий не встречается в природе. Основной объем мирового алюминия производится из бокситов – запасы этого минерала сосредоточены в разных уголках планеты. В России для производства металла используется нефелиновая руда, добываемая в карьерных условиях.
Алюминиевые радиаторы устойчивы к коррозии и обладают отличной теплопроводностью. Ввиду высокой пластичности металла радиаторы не рекомендуется устанавливать в местах, где оборудование может быть подвергнуто механическому повреждению. Для повышения устойчивости металла к внешним механическим воздействиям его поверхность может дополнительно обрабатываться специальной порошковой краской.
Сталь
Для производства радиаторов отопления обычно используется низкоуглеродистая сталь, обладающая высокой коррозийной устойчивостью. Предварительно стальные панели проходят процесс обезжиривания, их покрывают порошковой эмалью и подвергают термической обработке.
Преимущественные характеристики низкоуглеродистых сталей:
- пластичность (это позволяет подвергать материал деформации без риска образования трещин);
- отличная способность к сварке и обработке, слабое закаливание.
Основная область применения низкоуглеродистых сталей – это изготовление различных изделий холодной штамповкой. Для придания материалу дополнительных свойств в него добавляются специальные элементы, меняющие состав и характеристики стали: повышение устойчивости к коррозии, улучшение прочностных характеристик и т.д. Углеродистая сталь с дополнительными добавками называется легированной.
Существует несколько технологий производства стали, в основном для ее получения используется чугун и металлолом. Наиболее распространенная технология выплавки – это кислородно-конвертерный способ. К новейшим методам выплавки можно отнести электролиз.
Недостатками низкоуглеродистой стали по сравнению низколегированными видами являются более низкие прочностные характеристики и меньшая ударная вязкость.
Чугун
Чугун состоит из углерода и железа. Процентное соотношение углерода может составлять до 6% и более. На свойства материала влияет наличие примесей в составе: марганца, серы, кремния и др. В зависимости от количества примесей различают три основных вида чугуна:
- белый – в основном применяется для производства стали;
- серый – вязкий металл, хорошо поддающийся обработке, используется в машиностроении и производстве различных конструкций, работающих в условиях повышенной интенсивности;
- легированный – так называют чугун, в состав которого добавляют элементы для повышения его основных характеристик: прочности, износостойкости и т.д.
Чугун используется для производства литых конструкций и деталей, эксплуатируемых в условиях невысокой динамической нагрузки. Материал хорошо обрабатывается и стоит дешевле стали (этим объясняется доступная цена радиаторов отопления).
Первый радиатор был отлит из чугуна в середине XVIII века. Позднее оборудование получило широкое распространение в Европе и России и пользуется спросом до сих пор, несмотря на развитие технологий по производству радиаторов из других материалов.
Одно из преимуществ чугуна, которое сделало его популярным материалом для производства батарей отопления – это высокая стойкость к коррозии. После установки поверхность радиатора покрывается сухой ржавчиной, что тормозит дальнейшее проникновение коррозии.
Стенки радиаторов из чугуна очень толстые, это повышает вес и прочность изделия, а также значительно продляет срок его службы. Еще один плюс – это неприхотливость к теплоносителю. Наличие примесей в воде не вредит батарее изнутри, материал сложно повредить поэтому чугунные радиаторы обеспечивают стабильную работу отопительной системы на протяжении долгого времени, не требуя замены (до 50 лет).
Высокая масса радиаторов обеспечивает отличную теплоемкость и инерционность, сглаживая изменения температурного режима в помещении. При длительной эксплуатации (более 40 лет) может возникнуть разрушение чугунных ниппелей. За счет пористости и шершавости чугуна на внутренних стенках радиаторов со временем образуется налет, что приводит к потере теплоотдачи.
Латунь
Латунь - это сплав на основе цинка и меди. Состав цинка в сплаве может достигать 45%, он влияет на повышение технологических и механических свойств латуни, а также снижает стоимость материала (так как обладает более низкой ценой, чем медь).
Из латуни получают различные изделия, в том числе радиаторные трубки, которые отличает повышенная прочность, длительный срок службы, устойчивость к воздействию коррозии и способность к сварке.
Материал хорошо поддается обработке и обладает высокими механическими свойствами. По сравнению с бронзой, латунь обладает более высокой прочностью и стойкостью к коррозии. К основным недостаткам латуни можно отнести слабую устойчивость на открытом воздухе и в соленой воде.
Высокая влажность способна спровоцировать развитие коррозии латуни, поэтому на стадии производства материал обрабатывается и подвергается низкотемпературному обжигу. Латунь сохраняет пластичность даже при понижении температуры, не становясь хрупким.
Плавка латуни осуществляется в печах разного типа, наиболее распространена технология выплавки в индукционных печах. По технологии сплав не рекомендуется нагревать до слишком высоких температур, поскольку это может привести к возгоранию некоторых составляющих.
Медь
Использовать медь человечество начало еще в IV тысячелетии до нашей эры, это объясняется тем, что данный металл может встречаться в природе.
Температура плавления меди составляет 1083° С. Это мягкий и ковкий металл, хорошо проводящий электрический ток и обладающий отличной теплоемкостью. При отрицательной температуре металл повышает свои прочностные характеристики и пластичность.
Медь устойчива к коррозии, при эксплуатации в условиях высокой влажности и атмосферы с повышенным содержанием углекислого газа поверхность металла покрывается специальным защитным налетом, имеющим зеленоватый оттенок. Данное покрытие называют патиной.
Практически 80% всей меди на планете выплавляют из сульфидных руд. Процесс включает в себя несколько процедур: отжиг, выплавка, рафинирование и др. Благодаря высоким теплопроводным свойствам металл используется для изготовления радиаторов отопления. Гибкость металла упрощает монтажные работы.
Существуют различные сплавы меди: бронза, латунь и т.д., повышающие качественные характеристики металла. Для получения сплавов в состав меди добавляют цинк, свинец, марганец и пр. Содержание самой меди в сплавах превышает 30%.
Медные радиаторы можно эксплуатировать при высоком атмосферном давлении, а максимальный температурный предел, который выдерживают батареи, составляет +150°. Устойчивость меди к воздействию многих химических активных веществ позволяет использовать в радиаторах разные виды теплоносителей, в том числе обычный бытовой антифриз.
К недостаткам металла можно отнести его высокую стоимость, что повышает цену радиаторов и ограничивает их широкое распространение.
Радиатор
Назначение и устройство радиатора
Радиатор предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости потоку воздуха, т. е. он является основным теплообменным узлом системы охлаждения двигателя.
Общее устройство радиатора жидкостной системы охлаждения двигателя представлено на рисунке 3
.
Более подробно устройство радиатора показано на рисунках 1
и 2
.
Верхний 9
(рис. 1,а
) и нижний 15
бачки радиатора соединены с сердцевиной 12
. В верхний бачок впаяны заливная горловина 8
с пробой 7
и патрубок для подсоединения гибкого шланга, который подводит нагретую охлаждающую жидкость к радиатору.
Сбоку заливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки.
В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга 13
.
К верхнему и нижнему бачкам прикреплены боковые стойки 6
, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойки и пластины образуют каркас радиатора.
Основным теплообменным элементом радиатора является его сердцевина, состоящая из многочисленных трубок, соединенных в соты с помощью металлических пластин или лент. Трубки радиатора могут иметь круглое, овальное или прямоугольное сечение. При этом чем меньше площадь проходного сечения и тоньше стенка трубки, тем выше ее теплообменная способность.
Для прохода охлаждающей жидкости применяют шовные или цельнотянутые трубки из латунной ленты толщиной до 0,15 мм
.
Сердцевины радиаторов автомобилей могут быть трубчато-пластинчатыми или трубчато-ленточными.
В трубчато-пластинчатых радиаторах охлаждающие трубки располагаются относительно потока воздуха в шахматном порядке в ряд или под углом (рис. 2,а-г
). Пластины оребрения выполняются плоскими или волнистыми. Для усиления теплоотдачи на них могут быть выполнены специальные турбулизаторы в виде отогнутых просечек, которые образуют узкие и короткие воздушные каналы, расположенные под углом к потоку воздуха (рис. 2,д
).
В трубчато-ленточных радиаторах (рис. 2,е ) охлаждающие трубки располагаются в ряд. Ленту для решетки изготовляют из меди толщиной 0,05…0,1 мм . Для усиления теплоотдачи создают завихрения воздушного потока путем выполнения на ленте фигурных выштамповок или отогнутых просечек (рис. 2,ж ).
В последнее время получили широкое распространение радиаторы из алюминиевого сплава, которые легче латунных и дешевле, однако их надежность и долговечность уступает радиаторам из латунных сплавов. Кроме того, латунные радиаторы проще ремонтировать при помощи пайки. Детали и элементы конструкции алюминиевых радиаторов соединяются обычно завальцовкой с применением герметизирующих материалов.
Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя патрубками и гибкими шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутами. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора без нарушения герметичности системы жидкостного охлаждения.
Пробка 7 , закрывающая горловину 8 радиатора, состоит из корпуса 18 (рис. 1,б ), парового 22 и воздушного 25 клапанов и запирающей пружины 21 .
На стойке 20
, с помощью которой к корпусу прикреплена запирающая пружина, установлен паровой клапан, прижатый пружиной 19
. Воздушный клапан 25
прижимается пружиной 26
к седлу 27
.
Плотное прилегание клапанов к седлам достигается установкой резиновых прокладок 23
и 24
. При повреждении резиновых прокладок система охлаждения становится открытой и охлаждающая жидкость закипает при температуре 100 ˚С
.
При исправных клапанах давление в системе несколько больше давления окружающей среды и температура кипения охлаждающей жидкости составляет 108…119 ˚С
.
В случае закипания охлаждающей жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При давлении 145…160 кПа
открывается паровой клапан 22
, преодолевая сопротивление пружины 19
. Система охлаждения сообщается с атмосферой, и пар выходит из радиатора через пароотводящую трубку 17
.
После охлаждения жидкости пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение.
При давлении 1…13 кПа
открывается воздушный клапан 25
и в радиатор через отверстие 28
, и клапан начинает поступать воздух из атмосферы. Паровой и воздушный клапаны предотвращают возможное повреждение радиатора вследствие высокого давления, как с внешней, так и с внутренней стороны.
В случае использования в системе охлаждения расширительного бачка, клапаны могут размещаться в его пробке.
Для регулирования потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, в системе охлаждения грузовых автомобилей и автобусов, а также легковых автомобилей устаревших конструкций применяют жалюзи с приводом из кабины водителя (рис. 1,а
).
Жалюзи изготовляются из набора вертикальных или горизонтальных пластин-створок из оцинкованного железа, которые объединены рамкой и шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный (или групповой) поворот пластин вокруг оси. При перемещении рукоятки 4
вперед до отказа створки жалюзи полностью открываются, и воздух свободно проходит между трубками радиатора, отбирая у них излишки теплоты. Для регулирования температурного режима рукоятку привода жалюзи можно установить на фиксаторе 5
в любом промежуточном положении.
В некоторых автомобилях применяются жалюзи в виде брезентовых или кожаных штор, подпружиненных в специальном тубусе и оснащенных механизмом подъема и опускания.
Современные легковые автомобили, как правило, не оснащаются жалюзи для регулирования воздушного потока к радиатору – чаще применяются системы автоматического включения и выключения вентилятора системы охлаждения с помощью электрических или гидравлических устройств. Это позволяет повысить комфорт управления автомобилем.
Эффективность обдува сердцевины радиатора воздухом повышается за счет применения направляющего кожуха – диффузора 16 , который крепится к рамке радиатора и охватывает по кругу вентилятор системы охлаждения. Диффузор направляет воздушный поток через сердцевину, исключая его движение мимо радиатора.
Особенности эксплуатации радиаторов
Поскольку радиатор изготовляют из тонкостенных трубок и пластин, он является очень нежным и хрупким устройством. Поэтому при обслуживании и ремонте необходимо бережно обращаться с радиатором, чтобы не повредить детали сердцевины, патрубки или бачки.
В летний период времени водители нередко используют в качестве охлаждающей жидкости воду – она дешевле и эффективнее участвует в процессах теплообмена благодаря физическим свойствам. Но такая экономия может привести к повреждению и даже разрушению деталей и узлов двигателя.
Не следует забывать, что антифризы уменьшают образование накипи на стенках рубашки охлаждения блока и головки блока. Кроме того, в современных автомобилях низкозамерзающие жидкости зачастую служат не только для охлаждения двигателя, но и для смазки некоторых узлов, например, подшипников жидкостного насоса системы охлаждения. Вода такие функции выполнять не может.
При использовании воды в жидкостной системе охлаждения вместо низкозамерзающих жидкостей в холодный период времени года, ее следует тщательно удалять из радиатора и рубашки охлаждения двигателя при постановке автомобиля на хранение в не отапливаемых помещениях и на открытой стоянке. В противном случае замерзшая вода (как известно, вода расширяется при замерзании) может нарушить герметичность системы, повредив стыковые соединения деталей и даже разорвать трубки сердцевины и бачки радиатора, головку блока и блок-картер двигателя.
По этой причине необходимо убедиться, что вода полностью вытекла через открытые краники на блоке и радиаторе (крышка радиатора при этом должна быть снята), а затем продуть систему несколькими оборотами коленчатого вала при помощи стартера или даже на несколько секунд запустив двигатель без охлаждающей жидкости.
Краны после слива воды из системы охлаждения лучше оставить открытыми.
Иногда вода в системе охлаждения может привести к перегреву двигателя при запуске в очень холодное время года, если в системе охлаждения предусмотрены терморегулирующие клапаны – термостаты. В период прогрева двигателя термостат закрывает допуск охлаждающей жидкости в радиатор, и направляет ее по малому кругу. В это время часть воды, находящаяся в радиаторе двигателя, патрубках и гибких шлангах, а также в радиаторе отопителя кабины, остается неподвижной и может замерзнуть, образовав ледяные пробки в различных участках большого круга, чаще всего – в трубках радиатора и патрубках.
После прогрева двигателя и открывания клапана термостата в большой круг системы охлаждения эти пробки зачастую не удается растопить из-за отсутствия циркуляции воды, и она продолжает перемещаться лишь по малому кругу, нагреваясь все сильнее. Это может привести к перегреву двигателя. В таких случаях необходимо принять меры к ликвидации ледяных пробок в системе – автомобиль срочно поставить в теплый гараж, а патрубки и трубки радиатора проливать горячей водой, пока пробки не растают. Если при этом двигатель не заглушается, следует внимательно следить за его температурой.
Избежать подобных неприятностей можно используя в системе охлаждения специальные низкозамерзающие жидкости - антифризы.