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.

Ремонт алюминиевых радиаторов всегда вызывал ажиотаж, как со стороны хозяев автомобилей, так и со стороны мастеров. Первые постоянно хотели устранить все неисправности, вторые заработать денег. В данной статье мы попробуем рассмотреть все аспекты ремонта алюминиевых радиаторов. Все нижеописанное в равной степени относится как к радиаторам охлаждения, так и к печным радиаторам.

Самые часто встречающиеся неисправности радиаторов:

• появление трещин на участке отводящих и подводящих труб радиаторов;
• нарушение герметичности трубок;
• нарушение герметичности уплотнителей;
• появление пробоин и трещин в результате механических повреждений;
• слабый проход жидкости, в результате засорения трубок.

Конструкция алюминиевых радиаторов

Вначале давайте рассмотрим конструкцию алюминиевых радиаторов и какие композитные материалы используются во время их производства. Первый вид - это традиционный алюминиевый радиатор с пластиковыми бачками , он может отличаться в зависимости от модели видом зажима бачков и изготовления сердцевины. Как правило, бачки зажимаются волновой вальцовкой или зубчиками.

Иногда может показаться, что отличие лишь в способе вальцовки, но это неверно. Не вдаваясь в подробности, отметим, что тип используемой прокладки между доньей радиатора и бачком накладывает определенные ограничения, или, говоря иначе, влечет за собой использование конкретного вида вальцовки. Теперь рассмотрим типы сердцевин.

Наборные

Наборные сердцевины делятся на:

• цельнопаянные;
• наборные (или сборные).

Цельнопаянные

Эти радиаторы более сложней в производстве, а, соответственно, и стоят они намного дороже сборных. Смысл сердцевины заключается в том, что она набирается, как и медная, но затем отправляется в специальную печь, с инертно-газовой средой и строго определенной температурой для спекания. Затем, когда сердцевина готова, к ней подсоединяют пластмассовые бачки с помощью волнового вальцевания. Естественно, в природе есть и комбинации вышеперечисленных способов.

Сборные

Как правило, сборные модели имеют в основе круглые трубки сечением 7-11 миллиметров, и наборные пластины теплоотвода, они не приварены к трубкам, а просто плотно надеты на них. Преимуществом данной конструкции является дешевизна, так как почти все работы происходят механическим способом, без помощи сварки. Но все же существует один вид сборных радиаторов, где трубки не вальцуются через силиконовые прокладки к металлической сетке, а припаиваются к алюминиевой. К этим радиаторам, в 99 процентов случаев, бачки подсоединены с помощью зубчатой вальцовки определенного вида.

Немного особняком находятся полностью алюминиевые радиаторы, в них и сердцевины, и бачки изготовлены из алюминия. Сердцевины этих радиаторов всегда изготовлены по цельнопаянной технологии .

Но, как ни удивительно, ни один радиатор охлаждения крупного изготовителя, не применяет эту технологию, так как на бачки может понадобиться столько же материала, как и непосредственно на сердцевину. Исключение имеют только эксклюзивные американские радиаторы, они производятся под заказ капризного хозяина «драга» или восстановленной «классики».

В нашей же стране, такая технология встречается или в печных радиаторах некоторых изготовителей (к примеру, Daewoo Nubira, Lanos), или в моделях откровенно китайского или отечественного изготовителя. Но эти два описанных варианта, хотя и дешевле медно-латунного радиатора, зато качество их сборки и проектирования полностью скопировано с латунных моделей, и наследует все «врожденные» недостатки. Помимо вышесказанного, нужно сказать и про алюминиевые печки, их бачки не приварены к сетке, как это должно быть, а приклеены, да еще с помощью клея, который опасно использовать даже к огородной лейке, не то, что к отопительному радиатору.

То есть, чтобы изготовить качественный алюминиевый радиатор, который, кроме хорошего теплоотвода, еще сможет выдержать механические и гидродинамические нагрузки продолжительное время, требуется тщательное проектирование, и использования сложного оборудования во время производства. А это удорожает стоимость конечного изделия, что сразу же переведет его из разряда лидеров, в сравнении с «медным» изделием, в уровень дорогостоящих аутсайдеров.

Так как, к примеру, у ГАЗели, при наших дорогах, латунный радиатор нечасто отъезжает без поломок 40000 Км, а это примерно год с ежедневной нагрузкой 100 Км. После капитального ремонта радиатора своими руками, время его жизни, в отличие от заводского, мы сможем увеличить в 2 раза, но проделать это с алюминиевым аналогом довольно сложно, и главное, не очень выгодно в финансовом плане. Здесь есть повод поразмыслить, нужно ли экономить при покупке между алюминиевым и латунным радиатором?

«Экзотика»

Как правило, мастера называют экзотикой печки и радиаторы, которые можно очень редко встретить. Как пример, можно привести отопительный прибор Опель Omega 1992 года , он изготовлен из полностью пластиковой сетки (доньи) и бачков, выполненных монолитно, и подсоединены к наборной сердцевине, которая имеет овальные трубки, с приваренным турбулятором. Кроме этого примера, также есть ряд редко встречающихся разновидностей, но это, опять же, редкость.

Нужно заметить, что чем экзотичней радиатор находится на вашем автомобиле, тем трудней его отремонтировать автослесарям, и не только из-за сложности сочетания разных материалов, но еще и по причине, что опыт многих мастеров просто не дает возможности применить с первого раза проверенный и верный вариант ремонта. То есть, неопытный мастер выполнит ремонт наугад, одновременно узнавая тонкости, так сказать, тренируясь своими руками на вашем радиаторе, набивая себе опыт.

Пластиковые бачки

Как уже и выше упоминалось, пластмассовые бачки облегчают ве с и удешевляют конструкцию. Но нужно оговориться, термин «пластиковый», рассматривая бачки, не очень корректен, так как в их основе находится полипропилен, а остальные добавки и примеси никто разглашать не будет, от этого зависит выживание в среде конкуренции. Здесь встречаются и армирование стекловолокном, и наполнители, и другие ухищрения.

По истечении определенного времени пластмассовые бачки пересыхают, основа пластмассы изменяется под воздействием постоянной температурной разности и они, становясь хрупкими, образуют течь. В этом случае наилучшим вариантом будет замена радиатора на новый, потому что замена бачка не всегда рентабельна. Но иногда, если рассматривать эксклюзивные модели, ничего не сделаешь, как отремонтировать трещины в бачке своими руками, но здесь появляется второй вопрос – какой вариант ремонта лучше?

Есть три основных варианта ремонта:

• замена бачка на металлический, который на место пластикового вваривается или впаивается;
• пайка бачка пластмассой;
• использование специальных полимеров.

Первый способ наиболее надежный, но и наиболее дорогостоящий, да и остается проблема со вторым бачком (так как их два в радиаторе). Если заменять два бачка, стоимость выйдет такой, что легче заказать новый, оригинальный радиатор, и все заверения мастеров, типа, радиатор будет вечным, нужно пропустить мимо ушей, так как у алюминиевой части тоже есть определенный ресурс, и он уменьшается одновременно с ресурсом пластмассовых бачков. Дорогая цена этих бачков объясняется тем, что их изготавливает не сам мастер, а промышленный завод, наподобие авиационного (КБ Антонова или ХАЗ), а мастер лишь вваривает его своими руками с помощью аргоновой сварки.

Следующие два способа более доступны, так как использование полимеров и пайка пластика и дешевле, и быстрей, и при эксплуатации уж очень старого радиатора даст возможность «перекантоваться» до приобретения нового, без больших капиталовложений. Но нужно сказать, что паять сложный состав полипропилена иногда даже опасно, можно сделать его еще более хрупким в участке пайки.

Ремонт сотовой части

Ремонт самих алюминиевых сот все время вызывал сильную головную боль, как у хозяев автомобилей, так и у мастеров. Главной причиной является, как иногда очень сложная, и почти неподдающаяся ремонту конструкция, так и довольно тонкий металл у радиаторов, не имеющих в конструкции так сказать, «слабых мест». Но рассмотрим все по порядку.

Сборные радиаторы

Первый вид, который мы опишем – это сборный радиатор автомобиля, который, как уже выше говорили недорогой, но его качественный ремонт требует довольно больших материальных вложений, но при этом руками профессионалов вполне возможет. Конструкция состоит из сотовой части , которая, между прочим, если и ломается, то не часто, как правило, первыми выходят из строя резиновые уплотнители. Круглые соты фиксируются к сетке с помощью вальцовки, через резиновый уплотнитель, который в начале жизни пластичный.

Но это лишь сначала, и только при заливке качественного тосола, затем же прокладка превращается просто в страшное зрелище. К примеру, ресурс немецкого радиатора, который эксплуатируется на качественном тосоле, примерно 11-16 лет, советского – 7-11 лет, ресурс современного и китайского – иногда может быть от 20 минут до нескольких лет .

Если спайка центральной части этого радиатора (ну, протер, или пробил отверткой) возможна с помощью специальных припоев, то выгодно и качественно для обеих сторон, сделать ремонт «зловещего соединения» почти невозможно. Некоторые мастерские, в свое время разработали состав, который дает возможность припаять к стальной сетке алюминиевые соты, но, естественно, пользоваться им в ремонте, к примеру, изделий для ВАЗ-2107 нецелесообразно, этот вариант хорошо подходит лишь при ремонте «иномарок» .

Это уже более продвинутое изделие, которое и требует при ремонте продвинутого, и дорогостоящего вмешательства. Так как цельнопаянный агрегат почти не встретить в бюджетных автомобилях (к примеру, Daewoo Lanos устанавливает цельнопаянный вариант, при этом Daewoo Sens, наборной) чуть более дорогая стоимость ремонта почти все время себя оправдывает.

Осложнение пайки , к примеру, угловых пакетов сот объясняется тем, что различная толщина металла не дадут мастеру, даже профессионально обращающемуся с горелкой, расплавить припой, температура которого часто достигает 500-650 градусов, и в это же время не повредить пластмассовый бачок.

Снимать его для этого тоже нецелесообразно, при этом можно повредить заводское соединение, альтернативой является качественный фотополимер или полимер.

В качестве итога, хотелось бы сказать, что алюминиевые радиаторы автомобиля с их пластмассовыми бачками хоть и довольно сложны в ремонте, но при грамотном подходе, и качественных материалах дают возможность добиться отличных результатов.

Роль радиатора в автомобилях мало чем отличается от роли радиатора в каких-либо других устройствах — он просто отводит лишнее тепло от двигателя. Радиатор является ключевым элементом системы охлаждения и его поломка практически полностью выводит ее из строя. Это чревато сильно перегреть мотор.

Исходя из тяжести поломки радиаторов автовладельци могут либо починить старый, либо купить новый. Зачастую ремонт не приводит ни к чему хорошему и через некоторое время радиатор снова начинает течь. Поэтому, если Вы не до конца уверенны в качестве ремонта или повреждения слишком велики, не пожалейте денег на новый радиатор охлаждения. Тем более живём мы уже не в СССР, дефицита запчастей нет. Такие запчасти можно найти в любом автомагазине.

Но прежде, чем покупать ознакомьтесь с видами радиаторов в автомобиль.

Виды автомобильных радиаторов

Первый — радиатор с круглыми трубками. Собираются они механическим способом. Основное достоинство — малая цена. Все остальное — сплошные недостатки — плохая теплоотдача круглых трубок, прихотливость к качественным прокладкам.

Второй — радиатор с овальными трубками. В принципе, здесь все то же самое, что и у первого только площадь охлаждения немного больше. Такой эффект достигается за счёт овальной формы трубок.

Третий — паяные радиаторы. Это совсем другой уровень продукции. За счёт пайки конструкция получается довольно прочной и надёжной. Однако цена таких радиаторов будет гораздо выше. Трубки, так же как и предыдущего вида — овальные.

Четвертый — последний вид радиаторов — полностью алюминиевые. Цена таких радиаторов ещё гораздо выше. За счёт полностью алюминиевой конструкции такие радиаторы очень хорошо отдают тепло, что является значительным плюсом. Однако есть и недостатки — алюминий подвержен коррозии и окислению. Радиаторы такого вида устанавливаются на дорогие иномарки топовых брендов.

Вот такие четыре вида радиаторов в автомобиль существует на сегодняшний день. Подбирайте тот вид, который подходит Вам и по цене и по качеству. Но, исходя из опыта, на запчастях лучше не экономить.

Радиатор является одним из ключевых и наиболее важных элементов Основной задачей становится рассеивание в атмосферу тепла, которое было отведено от двигателя охлаждающей жидкостью. Радиатор системы охлаждения двигателя можно считать важнейшей деталью самого силового агрегата.

Устройства, похожие на современный радиатор, устанавливались на самых ранних версиях автомобилей с , так как без указанного элемента охлаждения работа силовой установки становится попросту невозможной. Это устройство напрямую отвечает за поддержание нормальной рабочей температуры двигателя в строго отведенных рамках. Такая защита бережет мотор от перегрева, который неминуемо выведет практически любой двигатель внутреннего сгорания из строя.

Читайте в этой статье

История создания радиатора

Водяная система охлаждения появилась на заре двигателестроения. Впервые концепцию радиатора применили на первом серийном автомобиле под названием Benz Velo, который оказался в свободной продаже в 1886 году. Данную идею устройства продолжил развивать Вильгельм Майбах, который сконструировал изделие с сотами. Разработка нашла применение в конструкции модели Mercedes 35HP. За последующие десятилетия и до наших дней устройство радиатора не претерпело глобальных изменений, оставшись практически в том же самом виде, что и во времена Майбаха.

Первые жидкостные системы охлаждения двигателя не имели водяного насоса (помпы), который заставлял охлаждающую жидкость (в самом начале это была простая вода) принудительно циркулировать в системе. Ранние разработки системы охлаждения ДВС опирались на эффект термосифона.

Благодаря такому эффекту охлаждающая жидкость попадала в радиатор. Эффект термосифона основывается на том, что плотность воды понижается при нагреве. Разогретая вода благодаря этому свойству устремляется вверх. В итоге нагретая жидкость оказывалась в устройстве, проникая туда посредством прохода через верхний патрубок.

Внутри радиатора происходило охлаждение воды, плотность жидкости снова возрастала. Это приводило к тому, что вода опускалась в нижнюю часть радиатора, а уже оттуда проникала обратно в рубашку двигателя через нижний патрубок. Главным недостатком систем с эффектом термосифона стало то, что они не могли обеспечить должного охлаждения на фоне постоянно растущей мощности ДВС. Такие системы достаточно быстро вытеснили решения, которые основывались на применении центробежного водяного насоса (помпы).

Радиатор в системе жидкостного охлаждения

Главной задачей элемента является отвод тепла от силовой установки в атмосферу путем охлаждения жидкости, которая проходит внутри по каналам. Для обеспечения лучшего отвода тепла устройство монтируется в таком месте, где отмечен наилучший обдув встречным воздушным потоком в процессе движения автомобиля. Типичным местом установки в подкапотном пространстве является область за радиаторной решеткой спереди автомобиля. Стоит отметить, что даже в автомобилях с задним расположением ДВС радиатор зачастую устанавливается спереди. Отличием становится прокладывание более длинных магистралей системы охлаждения к двигателю.

Существуют и другие места для монтажа устройства охлаждения, но встречаются реже. Автомобили с заднемоторной компоновкой могут иметь радиатор, который установлен вдоль боковой стенки. Такое решение можно встретить на спортивных автомобилях, которые имеют сразу два радиатора охлаждения, расположенные вдоль обеих стенок моторного отсека. Эффективный обдув воздухом реализован путем использования воздухозаборников. Указанный воздухозаборник располагают в задней части машины на боковых стенках.

а – устройство; б – паровой клапан открыт; в – воздушный клапан открыт.

• Радиатор конструктивно имеет верхний (1) и нижний (7) бачок. Эти бачки соединены между собой трубками (5) из латуни или алюминия. К этим трубкам посредством пайки прикреплены пластины (6), которые увеличивают площадь поверхностного охлаждения элемента. Через эту поверхность тепло отводится от охлаждающей жидкости и отдается в окружающую среду.
• Верхний бачок имеет заливную горловину для заправки охлаждающей жидкостью. Горловина перекрывается пробкой (3). В этой пробке имеются паровой (11) и воздушный (12) клапаны.
• Верхний бачок также имеет патрубок (2) для того, чтобы соединить радиатор с рубашкой охлаждения мотора. Такое соединение реализовано посредством резинового шланга. Дополнительно имеется пароотводная трубка (4), а также датчик электрического термометра (13).
• Нижний бачок (7) имеет патрубок (8) для соединения устройства с насосом (помпой). Еще имеется дополнительный кран, который способен обеспечить слив охлаждающей жидкости. На раме автомобиля радиатор крепится специальными крепежными деталями (9).

Так называемые сердцевины (пластины радиатора) являются основными элементами теплообмена. В зависимости от типа сердцевины выделяют следующие типы радиаторов:

1. трубчатые;
2. пластинчатые;
3. трубчато-ленточные и т.д.

Бачки радиатора могут быть изготовлены из пластика или металла. Если взглянуть на устройство более детально, тогда основная часть сердцевины, по сути, является набором бесшовных алюминиевых или латунных трубок. Трубки, соединяющие верхний и нижний патрубки, имеют толщину стенок до 0,15 миллиметра. Жидкость, проходящая через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на большое количество микропотоков. Каждая такая трубка покрывается своеобразными ребрами, которые являются тонкой гофрированной медной или алюминиевой лентой.

Изделия из алюминия имеют меньший вес сравнительно с другими материалами изготовления, но склонны к ускоренному разрушению. Дело в том, что возникает ряд существенных сложностей при попытке сварки этого металла, а также алюминий плохо противостоит механическим повреждениям.

Для того чтобы алюминиевый продукт приблизился по качеству охлаждения к латунной конструкции, его необходимо изготавливать большим по размеру и увеличивать толщину элемента. В начале эпохи автомобилестроения активно использовались сотовые радиаторы. Такое устройство было выполнено из небольших отрезков латунных трубок, которые имели пятиугольное сечение. Жидкость внутри таких трубок не циркулировала принудительно, а весь процесс охлаждения осуществлялся посредством контакта металлических ребер со встречным потоком воздуха.

Вернемся к устройству современного радиатора. Паровой клапан, изображенный на рисунке, нагружается специальной пружиной (10). Пружина имеет упругость 1250-2000 г. Это позволяет нарастить давление в радиаторе охлаждения и повысить температуру закипания охлаждающей жидкости в жидкостной охлаждающей системе до отметки 110-119°С. Такое решение обеспечивает уменьшение объема охлаждающей жидкости во всей системе, что означает параллельное снижение массы двигателя. При этом сохраняется необходимая интенсивность охлаждения силового агрегата. Еще одним плюсом становится уменьшение потерь, под которыми следует понимать испарение охлаждающей жидкости.

Воздушный клапан также нагружают пружиной, но более слабой по силе противодействия. Упругость такой пружины находится на отметке 50-100 г. Задачей воздушного клапана является пропуск воздуха внутрь устройства в том случае, если произошла конденсация охлаждающей жидкости после того, как она закипела и была охлаждена.

Другими словами, внутри системы за счет явления парообразования может возникнуть избыточное давление. Точка кипения охлаждающей жидкости соответственно ему повышается, при этом нет зависимости от атмосферного давления, так как давление сброса задается клапаном в крышке. Такое свойство системы охлаждения незаменимо в процессе езды по горной местности. По причине пониженного атмосферного давления в горах охлаждающая жидкость закипает быстрее, чем в обычных условиях. Данное решение установки воздушного клапана позволяет таким образом предотвратить разрушение радиатора. который может быть попросту раздавлен атмосферным давлением.

Пробка, оснащенная клапанами, обеспечивает открытие выпускного клапана в случае закипания охлаждающей жидкости внутри системы и возникновения избыточного давления, которое приблизительно находится на отметке 0,5 кг/см 2 . Пар выводится в пароотводную трубку. Впускной клапан обеспечивает доступ воздуха тогда, когда давление внутри оказывается ниже атмосферного давления (ниже 1 кг/см 2), что возникает в устройстве при остывании охлаждающей жидкости.

Таким образом, устройство пробки полностью изолирует систему охлаждения от внешней атмосферы. По этой причине описанную систему называют системой охлаждения закрытого типа.

В закрытой системе охлаждения для слива охлаждающей жидкости нужно открыть сливные краны и извлечь пробку радиатора. Чтобы спустить жидкость из водяной рубашки двигателя, в нижней части блока отдельно предусмотрен соответствующий кран для слива. Существует также система охлаждения открытого типа. В открытой системе горловина устройства охлаждения закрыта пробкой без клапанов. В такой системе вода закономерно кипит при температуре 100°С.

Регулировка температуры охлаждающей жидкости

За поддержание постоянной температуры в системе охлаждения двигателя отвечает термостат. Данный элемент распределяет движение охлаждающей жидкости по контурам. Эти контуры называются малый и большой круг. Рубашку двигателя можно считать малым кругом, движение потока через радиатор-большой круг. Возникает такая ситуация, когда охлаждения наружным воздухом при движении ОЖ по большому кругу в жаркую погоду или при нагрузках оказывается недостаточно. Чтобы обеспечить эффективный отвод нагретого воздуха и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости дополнительно устанавливается один или целый ряд вентиляторов. Такие вентиляторы могут иметь механический привод (вискомуфту) или электрический привод.

Регулирование теплового режима «шторкой»

Жидкостная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть оснащена двойным регулированием теплового режима. Первым регулятором выступает термостат, о котором мы уже говорили. Вторым терморегулирующим элементом становится шторка-жалюзи.

Устройства с двойным регулированием конструктивно имеют жалюзи, установленные непосредственно перед радиатором. Благодаря такому решению в сильные морозы радиатор можно прикрыть, уменьшив интенсивность обдува наружным воздухом. Отвод тепла снизится, а само тепло можно более эффективно использовать для поддержания рабочей температуры ДВС и интенсивного отопления салона автомобиля.

Жалюзи представляют собой пластины из металла, которые соединены между собой шарнирами. Эти шторки могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение перед устройством. Управление таким решением осуществляется рукояткой из салона автомобиля, а также может быть реализовано автоматически в отдельных конструкциях. Принцип действия механического устройства заключается в том, что задвигая или вытягивая рукоять в салоне, водитель осуществляет поворот пластин. Происходит изменение щели между жалюзи и происходит регулировка интенсивности обдува радиатора воздушными потоками. Результатом становится воздействие на температуру охлаждающей жидкости.

В условиях предельно низких температур на капот и радиаторную решетку дополнительно крепят специальный утеплительный чехол. Такой чехол изготовлен из водонепроницаемой пожаробезопасной ткани. Указанные меры способствуют поддержанию рабочего теплового режима двигателя в необходимых рамках.

Установка дополнительного радиатора

Появление мощных высокофорсированных атмосферных и турбодвигателей, которые работают в самых разных режимах нагрузки, поставило перед разработчиками задачу установить дополнительные устройства охлаждения. Инженеры реализовали параллельную установку дополнительного радиатора. Такое решение получило свой отдельный электрический вентилятор. Не стоит путать дополнительный радиатор охлаждения с интеркулером, который устанавливается для охлаждения сжатого воздуха в .

Принцип работы

Для правильного функционирования современные жидкостные системы охлаждения в процессе работы учитывают множество важнейших параметров. Специальные датчики снимают показания температуры двигателя, температуры охлаждающей жидкости и моторного масла, температуры за бортом и т.д.

Если вкратце описывать принцип работы системы охлаждения, тогда за точку отсчета стоит принять жидкостной насос. Этот элемент заставляет охлаждающую жидкость постоянно двигаться и циркулировать по кругу. При этом проход через рубашку охлаждения двигателя (малый круг) позволяет жидкости омывать горячие стенки головки блока и цилиндров. Когда температура охлаждающей жидкости растет, тогда при определенных показателях срабатывает термостат и открывает доступ жидкости в большой круг (радиатор). Так удается избежать перегрева двигателя и эффективно отдать жидкости избыточное тепло от нагретых деталей мотора. Когда горячая жидкость попадает в устройство охлаждения, от неё происходит отвод тепла в окружающую атмосферу. Полный цикл заканчивается, а охлажденная жидкость движется аналогично по новому циклу.

Вполне очевидно, что радиатор является своеобразным теплообменником, который обеспечивает эффективное охлаждение не самого мотора, а охлаждающей жидкости. Установка дополнительного вентилятора или жалюзи позволяет поддерживать температуру жидкости на оптимальном для работы мотора уровне как в экстремальный холод, так и в сильную жару.

Главной диагностической процедурой является периодический контроль системы охлаждения двигателя на предмет утечек и снижения объема охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Контролировать количество жидкости можно визуально. Так как жидкость постоянно нагревается и охлаждается, со временем входящая в состав любой ОЖ вода частично выпаривается, что и приводит к общему снижению объема.

Если говорить о неисправностях радиатора, тогда основной является загрязнение его сот и каналов, а также их разрушение. Загрязнение приводит к тому, что циркуляция жидкости внутри устройства ухудшается, ОЖ при движении по большому кругу не успевает остыть. В таких условиях мощности вентилятора перестает хватать, так что перегрев двигателя неминуем.

Начинать ремонт радиатора охлаждения двигателя с загрязненными сотами стоит начинать с обычной промывки сердцевины проточной водой. Необходимо отсоединить нижний патрубок, а далее через горловину начинать заливать воду. Крайне желательно осуществлять промывку сот устройства охлаждения водой под давлением. В ряде случаев, когда радиатор сильно забит, его можно распаять и произвести демонтаж верхнего и нижнего бачков. После демонтажа становится возможным осуществить чистку сердцевины механическим способом.

В процессе эксплуатации верхний или нижний бачок, а также и сами соты начинают течь. Это происходит по причине использования низкосортных охлаждающих жидкостей, механических повреждений и т.д. Если подтекание незначительное, тогда можно попытаться засыпать или залить в радиатор специально предназначенное для временного устранения таких дефектов решение из автомагазина. К «дедовским» методам относят добавку большой порции горчичного порошка, который размокает и затягивает трещину. Как первый, так и второй способ не ремонтирует устройство полностью, а только позволяет устранить течь на время дороги до СТО и постановки автомашины на ремонт.

Что касается расширительного бачка, то пробку на нем при разогретом моторе нужно отвинчивать с аналогичной осторожностью. Слегка прокрутите пробку, но не до конца. Вы услышите характерный звук вырывающегося воздуха, похожий на тот, что возникает при открытии крышки на бутылке газированной воды. После такого стравливания крышку бачка можно постепенно открывать полностью и осуществлять контроль или долив охлаждающей жидкости.

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.