+7 495 665 08 52

+7 495 508 19 83

Открытая система охлаждения двигателя


как устроена и нужно ли ее промывать? — журнал За рулем

Выясняем, какие могут быть характерные неисправности у системы охлаждения двигателя и как их избежать.

Воздушка или водянка

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.

Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Как работает система охлаждения двигателя

А автомобильный двигатель выделяет много тепла во время работы и должен постоянно охлаждаться, чтобы избежать двигатель повреждение.

Обычно это делается путем циркуляции охлаждающая жидкость жидкость обычно вода смешивается с антифриз решение через специальные охлаждающие проходы. Некоторые двигатели охлаждаются воздухом, проходящим через ребра цилиндр кожухи.

Как циркулирует охлаждающая жидкость

Типичная система водяного охлаждения с вентилятором с двигателем: обратите внимание на перепускной шланг, отводящий горячую охлаждающую жидкость для нагревателя.Крышка давления на расширительном баке имеет подпружиненный клапан, который открывается при превышении определенного давления.

Система охлаждения с водяным охлаждением

A с водяным охлаждением блокировка двигателя и крышка цилиндра связаны между собой каналы охлаждающей жидкости, проходящие через них. В верхней части головки цилиндров все каналы сходятся к одному выходу.

А насос , ведомый шкивом и ремнем от коленчатый вал , подает горячую охлаждающую жидкость из двигателя на радиатор , которая является формой теплообменник ,

Нежелательное тепло передается от радиатора в воздушный поток, а затем охлажденная жидкость возвращается во впускное отверстие в нижней части блока и снова возвращается в каналы.

Обычно насос подает охлаждающую жидкость вверх через двигатель и вниз через радиатор, используя тот факт, что горячая вода расширяется, становится легче и поднимается над холодной водой при нагревании. Его естественная тенденция - течь вверх, а насос способствует циркуляции.

Радиатор связан с двигателем резиной шланги и имеет верхний и нижний резервуар, соединенный сердечником, с множеством мелких трубок.

Трубки проходят через отверстия в пачке тонких ребер из листового металла, так что сердечник имеет очень большую площадь поверхности и может быстро отводить тепло к проходящему через него воздуху охладителя.

На старых автомобилях трубы движутся вертикально, но на современных автомобилях с низким фасадом установлены радиаторы с поперечным потоком и трубки, идущие из стороны в сторону.

В двигателе с обычной рабочей температурой охлаждающая жидкость находится чуть ниже нормальной температуры кипения.

Риск кипения можно избежать, увеличив давление в системе, которая повышает температуру кипения.

Дополнительное давление ограничено крышкой радиатора, которая имеет давление клапан в этом. Избыточное давление открывает клапан, и охлаждающая жидкость вытекает через переливную трубу.

В система охлаждения этого типа происходит постоянная небольшая потеря охлаждающей жидкости, если двигатель работает очень сильно. Систему нужно пополнять время от времени.

Более поздние автомобили имеют герметичную систему, в которой любой перелив переходит в расширительный бак , из которого он всасывается обратно в двигатель, когда остальная жидкость остывает.

Как помогает вентилятор

Радиатору необходим постоянный поток воздуха через его сердечник для адекватного охлаждения. Когда машина движется, это происходит в любом случае; но когда он неподвижен поклонник используется, чтобы помочь потоку воздуха.

Вентилятор может приводиться в движение двигателем, но если двигатель не работает усердно, он не всегда необходим во время движения автомобиля, поэтому энергия используется в вождении отходов топливо ,

Чтобы преодолеть это, некоторые автомобили имеют вязкая муфта жидкость сцепление работает с помощью чувствительного к температуре клапана, который отсоединяет вентилятор до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет заданного значения.

У других автомобилей есть электрический вентилятор, также включаемый и выключаемый по температуре датчик ,

Для быстрого прогрева двигателя радиатор закрывается термостат Обычно располагается над насосом. Термостат имеет клапан, работающий от камеры, заполненной воском.

Когда двигатель прогревается, воск плавится, расширяется и толкает клапан в открытое положение, позволяя охлаждающей жидкости протекать через радиатор.

Когда двигатель останавливается и охлаждается, клапан снова закрывается.

Вода расширяется, когда она замерзает, и если вода в двигателе замерзает, она может взорвать блок или радиатор.Так антифриз обычно этиленгликоль добавляется в воду, чтобы понизить его Точка замерзания до безопасного уровня.

Антифриз не следует сливать каждое лето; обычно его можно оставить на два или три года.

Системы охлаждения двигателя с воздушным охлаждением

В с воздушным охлаждением Двигатель, блок и головка цилиндра выполнены с глубокими ребрами снаружи.

Ребра на цилиндре с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам.

Воздушное охлаждение через ребра

Ребра на цилиндре с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Ребра на цилиндре с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла.

Водоклапанная система отопления

В нагревателе, работающем от водяного клапана, весь воздух проходит через матрицу. Температура матрицы контролируется путем регулирования количества горячей воды, проходящей через нее.

Часто воздуховод проходит вокруг ребер, а вентилятор с приводом от двигателя продувает воздух через воздуховод, чтобы отвести тепло от ребер.

Чувствительный к температуре клапан контролирует количество воздуха, подаваемого вентилятором, и поддерживает постоянную температуру даже в холодные дни.

Охлаждение масла

,
Принцип работы систем охлаждения менее чем за 5 минут

Узнайте, как работает система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Система охлаждения необходима, чтобы помочь двигателю вашего автомобиля поддерживать его работу температура без перегрева. Эта система использует охлаждающую жидкость, чтобы помочь передать тепло двигателя радиатор, где тепло охлаждающей жидкости отводится, а затем рециркулирует обратно в двигатель через водяной насос. К системе охлаждения двигателя прикреплен пассажирский салон обогреватель, который обеспечивает тепло в салоне пассажиров.Каждый компонент системы охлаждения соединен с использованием шлангов охлаждающей жидкости и нагревателя. шланги. Пока двигатель холодный, термостат системы охлаждения используется для блокировки потока охлаждающей жидкости до двигатель прогрелся до рабочей температуры.

Что не так?

Система охлаждения подвержена вибрации и нагреву двигателя. Со временем это может привести к усталости и выходу из строя компонентов, шлангов, прокладок и уплотнений вызывая течет система охлаждения. Эти утечки являются распространенной автомобильной проблемой и могут быть предотвращается проверкой системы всякий раз, когда осуществляется автосервис.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Что делает систему охлаждения?

Большинство автомобилей (включая гибриды) будут иметь следующие компоненты, включенные в их система охлаждения двигателя.

1. Охлаждающая жидкость двигателя

Хладагент или антифриз (то же самое) используется для передачи тепла от двигатель к радиатор и должен быть добавлен и обслуживаться регулярно промывать охлаждающую жидкость, чтобы предотвратить коррозию и Избегать перегрева двигателя.

2. Шланги радиатора

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Шланги охлаждающей жидкости или радиатора используются для подачи охлаждающей жидкости к каждому компоненту и являются удерживается с помощью хомутов. Эти шланги изготавливаются индивидуально для каждого автомобиля и каждое применение и представляют собой предварительно отлитые из нейлона двойные стенки, способные выдерживать температуру двигателя и вибрации. Верхний и нижний шланги радиатора больше по размеру, чем нагреватель и обойти шланги и нести больший объем охлаждающей жидкости.Проверить кондиционер подождите, пока двигатель не остынет, и сожмите шланг. Если шланг хрупкий или очень мягкий шланги радиатора следует заменить.

3. Водяной насос

Насос для воды или охлаждающей жидкости используется для циркуляции охлаждающей жидкости двигателя по всей системе, чтобы помочь сохранить двигатель остыл во время работы. Этот насос может приводиться в движение двигателем змеевик ремень, ремень ГРМ или цепь ГРМ.На гибридных автомобилях и внедорожниках это насос может приводиться в действие электродвигателем внутри самого насоса. Эти насосы может потерпеть неудачу из-за старения и утечки или издаст скрипучий или ворчащий звук, в котором дело Водяной насос должен быть заменен.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

4. Радиатор

Радиатор используется для отвода тепла от охлаждающей жидкости двигателя и передачи его наружу. Атмосфера через ребра радиатора.Когда воздух проходит через эти плавники либо с помощью охлаждающего вентилятора или впереди автомобилей При движении он понижает температуру охлаждающей жидкости, которая затем возвращается в двигатель. В приведенном ниже примере ребра радиатора заблокированы с грязью и мусором, который будет заставить двигатель нагреваться. Если в верхнем или нижнем пластиковом резервуаре или алюминиевом сердечнике появляется утечка радиатор необходимо заменить.

5.Крышка радиатора

Крышка радиатора предназначена для поддержания давления в системе охлаждения, которое будет увеличить температуру кипения охлаждающей жидкости двигателя. Эта подпружиненная крышка имеет верхнее и нижнее уплотнение и могут быть расположены либо на бачке с охлаждающей жидкостью, либо на бачок радиатора.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

6. Резервуар охлаждающей жидкости

резервуар с охлаждающей жидкостью используется в качестве расширительного бачка для жидкости а также охлаждающая жидкость, которая выталкивается из системы охлаждения, когда двигатель нагревается.Как только двигатель остынет, дополнительная жидкость будет засосать обратно в радиатор, чтобы предотвратить попадание пузырьков воздуха в система.

7. Термостат двигателя

термостат двигателя - чувствительное к температуре устройство, которое предназначено для открытия и охлаждающая жидкость поступает в радиатор при работающем двигателе температура около 200 °. Это устройство находится в корпусе термостата на двигателе, который может быть расположен либо в верхней или нижнее соединение шланга радиатора на двигателе.Общий сбой термостата заключается в придерживаться закрыт, вызывая двигатель закипит в течение 15 минут езды. Также термостат может зависнуть, в результате чего двигатель остынет, что повлияет на компьютер и обогреватель автомобиля. В любом случае термостат должен быть заменен.

8. Вентиляторы радиатора

Вентилятор охлаждения радиатора может быть электронным или управляемым вручную. Вентилятор с приводом от двигателя называется вентилятор сцепления и может заблокироваться, вызывая рев, когда двигатель ускоряется, в котором чехол сцепления Вентилятор должен быть заменен.Эти вентиляторы расположены за радиатором и вытягивают воздух через охлаждающие ребра, чтобы снизить температуру охлаждающей жидкости двигателя. Электродвигатель, который приводит в действие охлаждающий вентилятор в автомобилях с передним приводом и некоторые заднеприводные автомобили могут выйти из строя из-за использования. Если этот сбой происходит, радиатор Двигатель вентилятора должен быть заменен во избежание повреждения двигателя.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

9. Нагреватель Core

Сердцевина нагревателя системы охлаждения предназначена для обеспечения нагретый воздух до пассажиры машины.Сердечник нагревателя обеспечивает небольшое количество охлаждающее действие, которое поможет радиатору и находится внутри HVAC система, которая используется в режимах кондиционирования и размораживания. Подключен к системе охлаждения с помощью шланги отопителя когда обогреватель Утечки в сердечнике позволят охлаждающей жидкости двигателя попасть в салон может быть обнаружен на боковой доске пассажира.

10. Масляный радиатор

Охладитель моторного масла предназначен для уменьшения нагрева двигателя через моторное масло.Моторное масло проходит через кулер который погружен в охлаждающую жидкость. Не все автомобили имеют такие кулеры, которые будут различаться по размеру и расположение. Из-за конструкции этого конкретного кулера, когда они выходят из строя, это позволит масло для входа в систему охлаждения, а также охлаждающая жидкость для входа в моторное масло.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Есть вопросы?

Если у вас есть вопросы о Система охлаждения двигателя, пожалуйста, посетите наш форум.Если тебе надо Совет по ремонту автомобиля, пожалуйста, попросите наше сообщество механиков с радостью помочь вам, и это всегда на 100% бесплатно.

Статья опубликована 2018-06-29

,

Система охлаждения двигателя - MATLAB & Simulink

В этом примере показано, как смоделировать систему охлаждения двигателя с масляным контуром охлаждения с использованием блоков Simscape ™ Fluids ™ Thermal Liquid. Система включает в себя контур охлаждающей жидкости и контур масляного охлаждения. Насос с фиксированным рабочим объемом пропускает охлаждающую жидкость через охлаждающий контур. Основная часть тепла от двигателя поглощается охлаждающей жидкостью и рассеивается через радиатор. Температура системы регулируется термостатом, который отводит поток к радиатору только тогда, когда температура превышает пороговое значение.Контур масляного охлаждения также поглощает часть тепла от двигателя. Тепло, добавленное к маслу, передается охлаждающей жидкости теплообменником масляного теплоносителя. Радиатор представляет собой блок теплообменника E-NTU (TL) с потоком воздуха, контролируемым входами физического сигнала. Теплообменник с масляным теплоносителем представляет собой блок теплообменника E-NTU (TL-TL). Как насос охлаждающей жидкости, так и масляный насос приводятся в движение частотой вращения двигателя.

Модель

Подсистема двигателя

Тепловая мощность, создаваемая двигателем, рассчитывается как функция мгновенной частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя.Эта мощность разделена на две части, идущие к охлаждающей жидкости и масляному контуру. Предполагается, что 50% количества тепла, отводимого от двигателя, добавляется к охлаждающей жидкости, а 20% тепла, отводимого от двигателя, добавляется к маслу.

Тепловой поток в подсистеме двигателя

Подсистема вентилятора

Подсистема вентилятора

Скорость охлаждающего воздуха в радиаторе моделируется с помощью справочной таблицы 2D в зависимости от мгновенной скорости автомобиля и контроллера вентилятора сигнал.

Подсистема управления вентиляторами

Блок контроллера вентилятора имеет два уровня управления. Первичный уровень работает при температурах охлаждающей жидкости, превышающих целевую температуру первичного контроля. Как только температура охлаждающей жидкости превышает температурный порог, активируется вторичный уровень.

Двухуровневая подсистема контроллера вентилятора

Воздушная подсистема

Подсистема ездового цикла

Реальный цикл движения автомобиля представлен на основе мгновенной скорости автомобиля, частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя.

Подсистема скорости вала

Результаты моделирования из областей

Результаты моделирования из Simscape Logging

Эти графики показывают эффект открытия термостата в системе охлаждения двигателя. Температура блока двигателя постоянно повышается, пока термостат не откроется. В этот момент поток охлаждающей жидкости через радиатор резко поднимается, и поток охлаждающей жидкости через обходной шланг уменьшается. Поскольку охлаждающая жидкость, проходящая через радиатор, выделяет тепло в атмосферу, температура блока цилиндров двигателя повышается медленнее.

Этот график показывает плотность охлаждающей жидкости в разных местах в системе охлаждения с течением времени. Плотность охлаждающей жидкости изменяется по всей сети в зависимости от локальной температуры и давления.

На этих графиках показаны мгновенные профили скорости автомобиля, частоты вращения двигателя и крутящего момента. Транспортное средство начинает с ускорения покоя до почти максимальной скорости. Впоследствии автомобиль замедляется до полной остановки.

.

Смотрите также

тел. (495) 665 08 52

тел. (495) 508 19 83

ооо «автопроект» 2005 - 2019