Устройство радиатора

Устройство радиатора охлаждения двигателя мало чем отличается от конструкции любого другого устройства с аналогичными функциями. Изготавливаются радиаторы преимущественно из меди и алюминия, как материалов прочных, удобных в ремонте и имеющих хорошие параметры теплоотдачи. Современный радиатор двигателя может быть:

  1. трубчатым;
  2. пластинчатым;
  3. иметь форму сот.

Между пластинами, сотами или трубами располагаются поперечные латунные полоски, делающие изделие более жестким, а также увеличивают площадь обдува, что повышает качество охлаждения. Постоянное круговое движение жидкого теплоносителя в системе обеспечивается специальным устройством – помпой. Все части системы соединяются между собой термостойкими патрубками, чаще всего прорезиненными.

В качестве теплоносителя, циркулирующего в радиаторе, чаще всего применяются всем известные составы, такие как антифриз или тосол, хотя многие автолюбители в теплое время заливают туда и простую дистиллированную воду. Жидкость заливается в специальный расширительный бачок, предназначаемый не только для повышения удобства наполнения, но и для обеспечения возможности расширения жидкости в системе, ведь ее объем варьируется в зависимости от температуры и давления.

Устройство радиатора охлаждения двигателя

Принудительное охлаждение радиатора осуществляется с помощью вентилятора. В современных автомобилях реализуется одна из двух концепций вентиляторов:

  • приводимые в движение коленвалом;
  • приводимые в движение отдельным электромотором.

Если первые работают постоянно, то вторые включаются автоматически только тогда, когда температура жидкости в системе охлаждения достигает критического значения. Например, такое случается при продолжительной стоянке заведенного автомобиля, когда естественный обдув радиатора встречным воздухом отсутствует.

Очистка и промывка радиатора автомобиля

Для промывки радиатора необходимо полностью слить охлаждающую жидкость. После этого система охлаждения заполняется чистой водой (желательно дистиллированной). При промывке радиатора воду следует лить в заливную горловину радиатора.

Чем промыть радиатор автомобиля? Очень часто в воду при промывке добавляют каустическую соду для более эффективной очистки внутренних поверхностей. Пропорция, в которой необходимо приготавливать смесь – 50 грамм соды на 1 литр чистой воды.

Теперь нужно запустить двигатель, дать ему поработать на холостом ходу порядка 10-15 минут.

Средство для промывки радиатора

Существуют также специальные химические средства для очистки радиаторов, например, всем известный «Hi-Gear». Они также добавляются в воду, которой промывается радиатор. Благодаря своей высокой концентрации они позволяют значительно ускорить весь процесс. С их помощью радиатор промывается всего около 7 минут, однако при использовании подобных химикатов нужно четко следовать инструкции, иначе можно повредить внутренние поверхности системы охлаждения.

Для того чтобы слить воду из системы, на нижнем бачке радиатора и блоке цилиндров есть специальные краники. При сливе жидкости заливную горловину следует держать открытой. После того, как жидкость слита, заливается новая порция, и процесс промывки продолжается до тех пор, пока из радиатора не будет сливаться чистая вода.

После окончания промывки вся вода сливается, и система промывается обычной чистой водой 4-5 раз.

Зачастую причиной перегрева двигателя автомобиля являются загрязнения наружной поверхности радиатора. Это может быть пыль, гряз, пух, останки различных насекомых и т. д.

Чтобы очистить радиатор снаружи, его продувают или промывают. Чистка радиатора сжатым воздухом может осуществляться непосредственно на автомобиле, однако такой способ малоэффективен. Промывают радиатор снаружи чаще всего водой под давлением с помощью обычных мини-моек, например, всем известный «Керхер». Однако здесь будьте аккуратны с давлением – слишком сильный напор способен повредить мягкие соты радиатора.

Водные процедуры для радиатора никогда не повредят

По завершении промывки радиатора система охлаждения заполняется свежей жидкостью. Для того чтобы избавиться от завоздушивания системы, следует открыть пробку радиатора, завести двигатель и дать ему поработать несколько минут. Лишний воздух выйдет, а вам лишь останется долить необходимое количество охлаждающей жидкости.

Система охлаждения. Радиатор и его принцип работы

Как только водитель поворачивает ключ зажигания, сразу запускается процесс подогрева двигателя до оптимальной рабочей температуры. Чтобы мотор бесперебойно работал и не перегревался, в машинах предусмотрена система охлаждения. В ней важным элементом является радиатор. Из статьи Вы узнаете, какие функции выполняет система охлаждения, какие есть виды системы охлаждения, а также устройство и принцип работы радиатора.

Система охлаждения

Во время работы мотора, все детали нагреваются и помимо основной функции, система охлаждает:

  • масло в системе смазки;
  • воздух в системе турбонаддува;
  • отработанные газы в системе рециркуляции отработанных газов;
  • жидкость в АКП.

А также система охлаждения нагревает воздух в системе вентиляции, кондиционирования и отопления.

Систему охлаждения можно разделить на несколько видов:

  • воздушная – тепло от нагретых деталей отводит поток воздуха;
  • жидкостная — тепло от нагретых деталей отводит поток жидкости;
  • комбинированная — тепло от нагретых деталей отводит поток воздуха и жидкости.

В основном машины оборудуют жидкостной системой из-за равномерного охлаждения и низкого уровня шума.

В состав системы входят:

  • радиатор;
  • расширительный бачок;
  • теплообменник отопителя;
  • термостат;
  • масляный радиатор;
  • патрубки;
  • вентилятор;
  • центробежный насос;
  • рубашка «охлаждения» мотора;
  • элементы управления.

Конструкция системы охлаждения остается неизменной, даже если вместо бензинового мотора будет стоять дизельный.

Устройство радиатора

Радиатор системы охлаждения поддерживает рабочую температуру двигателя и защищает его от перегрева. Без радиатора силовой агрегат функционировать не сможет.

Внешне радиатор состоит из верхнего и нижнего баков, сердцевины и деталей крепления. Сплав латунь – отличный теплопроводник, поэтому элементы радиатора изготавливают из этого материала.

Сердцевина состоит из плоских вертикальных трубок, которые припаяны к тонким поперечным пластинам. Охлаждающая жидкость поступает в сердцевину, а затем растекается на множество потоков. Из-за большой площади соприкосновения жидкости со стенками трубок, процесс охлаждения становится интенсивнее.

С помощью патрубков баки радиатора соединяются с рубашкой охлаждения. Нижний бак имеет краник для слива жидкости, а чтобы спускать воду из водяной рубашки, снизу также есть краник.

Охлаждающую жидкость заливают в систему через горловину бака. Жидкостная система отличается присутствием регулирования теплового режима: шторкой и термостатом. Шторка – это такое полотно, где один конец крепится на сматывающем механизме монтированный в барабан, а другой неподвижно соединен снизу радиатора.

Принцип работы

Система охлаждения предназначена для контроля температуры двигателя, масла, жидкости, снаружи салона и т.д. Каков же принцип работы радиатора?

Жидкостный насос заставляет охлаждающую жидкость циркулировать по кругу и омывать нагревшиеся стенки головки блока и цилиндров. От нагревшихся запчастей отходит тепло и мотор не перегревается. Затем огненная жидкость протекает в радиатор и он помогает отвести тепло в окружающую среду. Процесс заканчивается, но охлажденная жидкость проходит все сначала.

Получается, что радиатор выступает в роли теплообменника и охлаждает жидкость. Для того, чтобы улучшить работу радиатора перед мотором крепят автомобильный вентилятор. С помощью датчика он запускается автоматически как только рабочая температура заходит за допустимые границы. С ним теплообмен увеличивается в несколько раз.

Без радиатора система охлаждения не сможет существовать, а соответственно и машина далеко не уедет. Если в системе произойдет сбой, то лучше Вы это заметите первым. Поэтому время от времени поглядывайте на приборку и следите за температурой. А запчасти для системы охлаждения Вы можете купить на нашем сайте в разделе «Категория запчастей».

Читайте также  Пресс для подшипников

Классификация по материалу изготовления

Радиаторы должны служить длительно и выдерживать различные агрессивные воздействия. В многоэтажном доме условия эксплуатации не совсем подходящие, т. к. теплоноситель не отличается качеством. В квартире не ставятся приборы из алюминия, т.к. радиатор работает на износ и быстро выйдет из строя.

Производители заботятся о порче внутренностей и защищают поверхность полимерами, но такие варианты стоят дорого и не всегда востребованы. Биметаллические и стальные установки меньше разрушаются от коррозии. Для централизованного отопления от городской ветки подходят чугунные батареи.

Чугун

Тяжелый радиатор состоит из секций, отличается мощной теплопередачей. Прибор переносит загрязнение энергоносителя, но на внутренностях скапливается известковый налет и накипь. Установки работают долгое время, иногда их снимают, разбирают и прочищают под давлением, чтобы вернуть изначальную теплоотдачу.

Одновременно с чисткой меняются межсекционные прокладки, которые со временем выходят из строя. Чугунные батареи имеют устаревший дизайн и не ставятся в замкнутых автоматических отопительных системах. В квартирах, которые обогреваются от центральной ветки, такие батареи выдерживают изменение давления и гидравлический удар.

Алюминий

Алюминиевый радиатор в системе отопления эффективно отдает энергию и обладает большой площадью из-за внушительного числа ребер. Выпускаются приборы, выдерживающие давление в системе около 12 атм., а напор при опрессовке – на уровне 18 атм.

Варианты устройства алюминиевого радиатора отопления в разрезе:

  • цельные конструкции с литыми секциями;
  • экструдированный тип с элементами, соединенными механически;
  • комбинированные варианты.

К достоинствам алюминиевых радиаторов относятся небольшие габариты, легкость, большая площадь. Недостатком считается разрушение металла в водной среде, особенно в присутствии блуждающих токов в магистрали. Оксидная пленка внутри нарушается при агрессивном энергоносителе, при реакции выделяется газ, который в закрытой схеме ведет к разрыву батареи.

Биметалл

Биметаллические установки отличаются повышенным качеством. Назначение и устройство радиатора позволяет прибору работать в условиях высокого давления и при опасности гидроударов.

Батареи выпускаются секционные или литые, бывают двух видов:

  • из алюминия и стали;
  • из алюминия и меди.

В биметаллических приборах контакт воды с алюминием не предусмотрен. При такой конструкции улучшается теплопроводность, снижается вес и увеличивается прочность. Радиаторы из двух металлов выдерживают давление до 100 атм., коррозии не наблюдается.

История появления радиатора

Использовать систему охлаждения ДВС, в которой теплоносителем являлась вода, стали еще на заре автомобилестроения. Впервые радиатор установили на автомобиле Benz Velo, свободно продававшимся начиная с 1886 года. Эта техническая идея в дальнейшем была развита немецким предпринимателем Вильгельмом Майбахом, сконструировавшим охлаждающее устройство с сотами. Его разработку вскоре применили в конструкции автомобиля Mercedes 35HP (цифра «35» в его обозначении, должна была говорить, что его мощность в лошадиных силах равна 35). В дальнейшем, вплоть до нашего времени, конструкция радиатора охлаждения существенно не изменялась.

Первые водяные системы охлаждения для автомобильных двигателей не имели насосов (помп), принуждающих охлаждающую жидкость (ОЖ) к движению по замкнутому кругу, и работали по принципу термосифона. То есть, движение воды возникало из-за того, что при нагреве ее плотность уменьшалась, и она начинала перемещаться вверх. В результате подогретая жидкость попадало в охлаждающее устройство, проходя через его верхний патрубок.

Оказавшись внутри радиатора, вода становилась более прохладной, ее плотность возрастала, и она опускалась вниз, а пройдя нижний патрубок, снова проникала в рубашку двигателя. Но в связи с постоянным ростом мощности ДВС системы, использующие эффект термосифона, очень скоро стали не пригодными для более новых автомобилей. Они достаточно быстро были вытеснены решениями, включавшими жидкостные насосы (помпы) центробежного типа.

Принцип работы

Принцип работы радиаторов для отопления довольно прост. При нагревании, как всем известно, с уроков физики 5 класса более нагретая жидкость находиться вверху, а более холодная внизу. Также точно и с ним вода, нагреваясь до определенной температуры попадает в верхнюю часть котла, далее попадает в трубу и начинает отдавать тепло вашей квартире. После этого она по тому же закону физики, остывая, опускается в трубу отвода, откуда возвращается в котел отопления. Так и происходит циркуляция в радиаторах.

Конвекционный способ ускорено согревает пространство комнаты, при нем тепло передается через поверхность батареи. А излучение отличается тем, что тепло исходит от нагретого источника с повышенной теплоемкостью и высокой температурой нагрева. Устройство системы отопления может быть и смежным в этом случае, она будет называться радиаторной-конвекционной.

Движение воздуха при конвекционном отоплении

При осмотре устройства радиатора отопления стоит отметить, что для ускоренного прогрева квартиры подходит конвекционная система, но она имеет один недостаток. При прохождении конвекций в воздух попадает много пыли что естественно сказывается на здоровье окружающих не с лучшей стороны.

Несмотря на теплоту батареи, она будет отдавать излучением только 60 % тепла, остаточное тепло будет передаваться конвективным способом.

Из-за этого хорошо прогреваются объекты, находящиеся в помещении. Сам принцип обогрева близок к процессу работы системы «теплый пол».

Принцип работы и устройство радиатора отопления

В основе работы отопительных радиаторов нет никакой сложности. Нагретая до нужной температуры вода движется в помещение по системе труб, а затем попадает в нагревательные приборы, от которых, в свою очередь, происходит нагрев воздуха в жилище.

В том случае, если способ передачи тепла является конвекционным, то есть ускоренным, то аппарат обогрева будет именоваться конвектором. А если в основе передачи тепла лежит принцип излучения, что означает нагрев пространства за счет нагретой до определенной температуры поверхности, то такой механизм будет называться радиатором.

Нередки случаи, когда производители изготавливают отопительные батареи комбинированного типа, которые представляют собой конвекторы-радиаторы панельного образца.

Несмотря на показатели температуры в нагревательных приборах, эти агрегаты будут производить около 60% тепла посредством излучения энергии, а оставшиеся 40% будут производиться способом конвекции. Это позволяет максимально снизить конвекцию нагретого воздуха и делает возможным качественный обогрев находящихся в помещении объектов. Подобное устройство в некоторой степени напоминает конструкцию теплого пола.

Радиатор охлаждения двигателя – принцип работы

Принцип охлаждения жидкости достаточно прост: проходя через блок цилиндров, тосол забирает на себя большую часть тепла, после чего поступает в радиатор системы охлаждения двигателя. Направление движения – с верхнего бачка через соты в нижнюю часть. Сердцевина радиатора является основным участником охлаждения, при движении обдув жидкости воздухом происходит именно через нее, вследствие чего температура тосола несколько понижается.

Для стабильной и экономичной работы двигателя требуется постоянная температура охлаждающей жидкости (диапазон примерно от 80 до 90 °С). С целью ее стабилизации в одном из патрубков устанавливается термостат. Когда температура ниже 80 °С – термостат закрыт и жидкость перемещается по малому кругу, но как только она достигает контрольной отметки, термостат открывается, вследствие чего поток направляется в верхний отсек радиатора, специальный бачок.

На грузовых автомобилях также установлен радиатор охлаждения масла двигателя, благодаря этому горячая смазка не разжижается и не пригорает к раскаленным деталям мотора. Конструкция его практически ничем не отличается (кроме горизонтального расположения сот и меньших размеров).

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

  • Радиатор системы охлаждения.
  • Вентилятор радиатора.
  • Малый и большой охлаждающие контуры.
  • Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
  • Датчик температуры.
  • Термостат.
  • Расширительный бачок.
  • Насос (помпа).
  • Радиатор печки.
  • Масляный радиатор (опционально).
  • Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).
Читайте также  Плазморез википедия

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

Большой и малый круги циркуляции ОЖ

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

  • Сердцевина. Она может быть трубчатой (вертикальные трубки овального или круглого сечения, объединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатой (изогнутые пары пластин, спаянные по краям) и сотовой (спаянные трубки с сечением в виде правильного шестиугольника).
  • Верхний бачок. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для установки шланга, подводящего антифриз. В горловине выполнено отверстие для установки пароотводящей трубки. Последняя имеет паровой клапан, который открывается в случае закипания.
  • Воздушный клапан. Он необходим для наполнения радиатора воздухом после остановки двигателя. Когда охлаждающая жидкость полностью остывает, без подачи дополнительного объема воздуха в системе может возникнуть сильное разрежение, провоцирующее сдавливание трубок.
  • Нижний бачок. Оснащен патрубком для крепления шланга отвода жидкости.
  • Крепления.

Принцип работы радиатора основан на многоуровневой циркуляции воздуха в его сердцевине, что делает снижение температуры охлаждающей жидкости, проходящей через него, более интенсивным.

Наиболее эффективными являются радиаторы пластинчатого типа, но они подвержены быстрому загрязнению, а потому самой популярной конструкцией стали трубчатые.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Температурный датчик позволяет контролировать состояние системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости просто: как правило, он расположен в канале головки блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента снижается, а при ее уменьшении увеличивается. Показатель сопротивления передается на электронный блок управления двигателем. Чтобы при этом данные состояния охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью погружен в нее. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть порядка 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если же отклонения больше допустимых, датчик необходимо заменить.

В некоторых моделях автомобилей может быть предусмотрено два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а второй представляет собой датчик указателя текущей температуры охлаждающей жидкости.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

В роли рабочей жидкости в системах охлаждения изначально применялась дистиллированная или деионизированная вода. Однако для современных двигателей она не обеспечивает нужный диапазон рабочих температур. Помимо этого, она склонна к коррозионной активности в отношении металлов, что снижает срок эксплуатации системы охлаждения. Для устранения этих недостатков в качестве охлаждающей жидкости сегодня применяются составы со специальными присадками (этиленгликоль, ингибиторы коррозии), что повышает характеристики всей системы. Чаще всего используется антифриз, который имеет более низкий порог замерзания.

При возникновении ситуации, когда требуется экстренный долив охлаждающей жидкости, можно использовать обычную чистую воду. Однако для корректной работы системы при первой возможности такой раствор необходимо заменить на качественный антифриз.

Замена охлаждающей жидкости проводится каждые 60-100 тысяч километров пробега. В охлажденном состоянии (при выключенном двигателе) ее количество должно быть на уровне нижнего края патрубка расширительного бачка охлаждающей системы. Для удобства на нем выполнены отметки “Min” и “Max”. Когда количество жидкости ниже минимальной отметки – выполняют долив. Если после работы уровень вновь упал – это свидетельствует о разгерметизации системы.

Значимость системы охлаждения двигателя не вызывает сомнений. А потому стоит регулярно проводить профилактический осмотр ее основных узлов. Это позволит избежать перегрева двигателя и возникновения критических поломок.