Что входит в большой круг системы охлаждения

Устройство системы охлаждения двигателя. Основные части

Система охлаждения двигателя состоит из следующих основных частей:

• радиатора
• расширительного бачка
• насоса охлаждающей жидкости
• вентилятора
• термостата
• подающих магистралей

Система охлаждения двигателя дает возможность быстрого прогрева двигателя и предохраняет его от перегрева, поддерживая оптимальную температуру. Радиатор соединен трубкой с расширительным бачком. Горловину радиатора закрывает пробка, оснащенная предохранительным клапаном, сбрасывающем излишек нагретой жидкости из радиатора в расширительный бачок, а также впускной клапан, дающий возможность возврата жидкости в радиатор в случае снижения температуры двигателя.

У пробки в положении «закрыто» выступы должны прилегать к бачку. Уровень жидкости проверяется на расширительном бачке. В случае снижения уровня жидкости ниже метки «LOW», необходимо ее долить столько, чтобы уровень поднялся до отметки «FULL».

Насос охлаждающей жидкости, установленный в передней части корпуса двигателя, приводится в движение зубчатым ремнем механизма газораспределения.

Рис. Составные части системы охлаждения в машине (радиатор, расширительный бачок, вентилятор): 1 — радиатор, 2 — пробка радиатора, 3,4,5 — элементы крепления, 6 — кожух вентилятора, 7 — крыльчатка вентилятора, 8 — двигатель вентилятора, 9 — расширительный бачок, 10 — трубка, соединяющая радиатор с расширительным бачком

Рис. Составные части системы охлаждения (магистрали подачи жидкости): 1 — крышка термостата, 2 — прокладка крышки, 3 — термостат, 4 — подводящий шланг радиатора, 5 — отводящий шланг радиатора, 6 — подводящий шланг двигателя, 7 — приемный патрубок двигателя, 8 — прокладка, 9 — подводящий шланг радиатора обогревающего устройства, 10 — отводящий подводящий шланг радиатора обогревающего устройства.

Основные элементы жидкостной системы охлаждения и их назначение

В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.

Основные части жидкостной системы охлаждения:

• Рубашка охлаждения (1) представляет собой полость, огибающую части двигателя, требующие охлаждения. Циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость отбирает у них тепло и переносит его к радиатору.
• Насос охлаждающей жидкости, или помпа (5) — обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру охлаждения. В некоторых двигателях, например мини-тракторов, может применяться термосифонная система охлаждения — то есть система с естественной циркуляцией охлаждающей жидкости, в которой этот насос отсутствует. Может приводиться в движение либо через ременную передачу от вала двигателя, либо от отдельного электродвигателя.
• Термостат (2) — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей.
• Радиатор системы охлаждения (3) обычно имеет пластинчатую структуру, которая обдувается снаружи потоком воздуха. Обычно для изготовления радиатора используют алюминий, но могут применить и другие материалы хорошо проводящие тепло. К примеру, для изготовления масляных радиаторов не редко применяют медь.
• Вентилятор (4) необходим для нагнетания дополнительного воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. В старых моделях автомобилей вентилятор приводили в движение от вала двигателя с помощью ременной передачи, но в современных автомобилях, за исключением крупных грузовиков, он работает от электродвигателя.
• Расширительный бак содержит запас охлаждающей жидкости. С атмосферой расширительный бак сообщается через клапан, поддерживающий избыточное давление охлаждающей жидкости при работе, что позволяет двигателю работать при большей температуре, не допуская кипения охлаждающей жидкости. В старых моделях автомобилей часто расширительные бачки отсутствовали и запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. С распространением антифризов на основе этиленгликоля использование расширительного бака стало обязательным, т.к. при нагреве специальная жидкость имеет свойство расширяться.

Схема циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения автомобиля

Всем привет, дорогие мои читатели! То, что современный автомобиль оснащен несколькими ключевыми системами, сегодня знает даже школьник старших классов. Какая — то отвечает за питание, другая за смазку, третья за охлаждение от перегрева. Предлагаю остановиться подробнее на том, какая предусмотрена схема циркуляции охлаждающей жидкости – от этого будет зависеть понимание важности охлаждения в целом.

Что происходит на холодном моторе

Пока двигатель внутреннего сгорания функционирует, он выделяет значительные объемы тепла. Вследствие этого множество самых разных деталей подвергается действию высоких температур. Для отвода излишнего тепла была предусмотрена схема движения антифриза по разным кругам: так называемым ”большому” и ”малому”. Каждый из них является замкнутым, но отличается списком оборудования и деталей, которые в нем участвуют.

Подробнее о том, как устроена система охлаждения, мы говорим в отдельном материале. Итак, запускаем мотор, и сразу же начинает циркулировать антифриз. Обеспечивается это работой водяного насоса – помпы, который, в свою очередь, функционирует благодаря приводному ремню. Вначале движок у нас еще холодный, поэтому жидкость циркулирует между ним и водяной помпой. Это называется малым кругом, и происходит так до тех пор, пока мотор не прогреется до определенного температурного уровня.

После этого термостат автоматически закрывает малый круг, но открывает движение по большому кругу. Помпа снова закачивает антифриз в силовой агрегат. Как только его температура повысится до уровня рабочей, он через патрубки достигнет радиатора. С его помощью излишки тепла выводятся в окружающую среду, и двигатель снова работает в приемлемом температурном режиме.

Применение ”большого” круга

Охлажденный антифриз снова поступает в мотор благодаря закачиванию водяным насосом. Однако может возникнуть ситуация, при которой этого недостаточно для нормального охлаждения. На помощь придут вентиляторы, а их включение обеспечит специальный датчик. Он так и называется ”датчик включения вентиляторов” и расположен под радиатором. Когда происходит замыкание его контактов, эти приборы включаются, обеспечивая дополнительное принудительное охлаждение.

Спустя время, температура антифриза падает, и вентиляторы отключаются. Условно приемлемой для большинства ДВС считается показатель в районе 90 градусов, хотя некоторые термостаты рассчитаны на поддержание 87 градусов. Эффективная работа всей системы охлаждения в целом достигается применением вышеописанной схемы. Когда движок не разогрет, отвод тепла не требуется. Но при дальнейшей работе понадобится включение в охлаждающий процесс дополнительного оборудования.

Эффективность данной схемы

Производители не зря установили определенный температурный режим. Именно при нем тепловые зазоры являются оптимальными. Все это проявляет себя в поведении двигателя. Его мощность повышается, одновременно возрастает динамика и приемистость. В то же время, потребление топлива приходит в норму. Задача системы охлаждения состоит не только в понижении температуры, но и в наиболее быстром прогреве – а это необходимо для того, чтобы он вышел на свой уровень производительности. Наиболее актуальна данная ситуация в холодную погоду. Вот почему существует разделение на большой круг и малый.

Уважаемые подписчики! Плохая циркуляция охлаждающей жидкости обязательно даст о себе знать, в некоторых случаях может помочь промывка системы. Это могут быть различные подтекания и влажные пятна, падение уровня антифриза в бачке, перегрев движка с потерей его динамики и т.п. Рекомендую чаще осматривать свое авто не только снаружи, но и под днищем кузова и в подкапотном пространстве. Мы еще вернемся к теме охлаждения, пока!

Система циркуляции охлаждающей жидкости

Многие автомобилисты знают, для чего в машине нужна охлаждающая система и жидкость, циркулирующая по ней. Но далеко не каждый знает, как происходит сам процесс протекания антифриза по трубкам в системе. Если вам это интересно, то мы предлагаем узнать, как выглядит схема циркуляции охлаждающей жидкости и как происходит весь процесс.

Охладительная система нужна для охлаждения деталей мотора, которые нагреваются во время его работы. Это самый простой ответ. Но мы заглянем поглубже и для начала узнаем, какие функции выполняет система охлаждения (далее — СО), кроме самой важной:

• осуществляет нагрев воздушного потока в отопительной и вентиляционной системах;
• греет масло в системе смазки;
• охлаждает отработанные газы;
• охлаждает трансмиссионную жидкость (в случае с АКПП).

Охладительная система двигателя

Циркуляция охлаждающей жидкости (ОЖ) необходима любому автомобилю, а если в СО наблюдаются сбои, то это отразится на работе машины в целом. В зависимости от типа охлаждения можно выделить несколько видов систем:

• закрытая СО (жидкостная);
• открытая СО (воздушная);
• комбинированная.

В жидкостном режиме работы тепло от горячих деталей мотора отводится при помощи потока охлаждающей жидкости. В открытой СО функцию охлаждения выполняет воздушный поток, а в комбинированной объединены два первых типа систем.

Но сегодня нам интересно, как именно циркулирует хладагент, поэтому и говорить мы будем об этом.

Двигатель автомобиля «Газель»

Как циркулирует охлаждающая жидкость?

Сами системы в бензиновых и дизельных авто похожи, принципиальных различий в их конструкции и работе нет. Они включают в себя множество компонентов, а для их регулирования применяются элементы управления. Чтобы понять, как антифриз циркулирует, рассмотрим основные компоненты СО:

Основные компоненты СО
Радиатор	Нужен для охлаждения горячей ОЖ воздушным потоком.
Масляный радиатор	Охлаждает моторное масло.
Теплообменник отопителя	Служит для нагревания воздушного потока, который проходит через этот элемент. Чтобы компонент функционировал эффективней, его устанавливают у места выхода горячего антифриза из мотора.
Расширительный бачок для жидкости	Через него осуществляется заполнение системы расходником, а его предназначение заключается в компенсации изменения объема ОЖ от температуры в СО.
Центробежный насос или помпа	С его помощью осуществляется непосредственный процесс циркуляции жидкости по СО. В зависимости от конструкции двигателя, на нем может быть установлен дополнительный насос.
Термостат	Обеспечивает оптимальную температуру в СО, регулируя поток ОЖ, который проходит через радиатор.
Датчик температуры ОЖ	В случае ее увеличения выше нормы, сигнализирует водителю об этом при помощи электронного блока управления.

Новый радиатор СО двигателя

Непосредственное функционирование СО обеспечивает система управления мотором. В современных моторах принцип работы основывается на математической модели, учитывающей множество параметров и определяющей нормальные условия активации и работы всех компонентов.

Понятное дело, что «Тосол» не может проходить по СО сам, поэтому его поток обеспечивается центробежным насосом. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит через «рубашку охлаждения». В результате этого мотор транспортного средства охлаждается, а «Тосол» нагревается. Сам ход движения ОЖ в агрегате может происходить либо от первого цилиндра к последнему, или от выпускного коллектора к впускному.

Рассмотрим процесс кругооборот ОЖ подробнее:

• когда двигатель заводится утром, сразу же начинается оборот антифриза по СО. Сам процесс потока создается насосом, который запускается от ремня ГРМ или специального, отдельного ремня;
• пока ОЖ не нагрелась, она закачивается в двигатель при помощи насоса. В тот момент, когда она проходит по цилиндрам агрегата, они ее нагревают, поскольку в цилиндрах выделяется много тепла за счет проходящих в нем процессов. Так ОЖ забирает себе тепло мотора, одновременно увеличивая свою температуру. Затем хладагент возвращается обратно к центробежному насосу, повторяя этот круг, пока полностью не нагреется. Такой процесс называется малым кругом оборота расходного материала по СО;

Установленный в автомобиле термостат

когда ОЖ достигла определенной температуры, начинается большой круг вращения жидкости. Если он начинает работать, термостат перекрывает малый круг;

когда начался большой круг циркуляции, центробежный насос закачивает ОЖ в мотор. Антифриз, имея уже высокую температуру, проходит по трубкам и попадает в радиатор, где оставляет свое тепло, отдавая окружающей среде и воздушной системе. Она, в свою очередь, использует это тепло для обогрева салона, если на печке включена соответствующая функция;

затем ОЖ вновь закачивается в агрегат при помощи насоса;

если имеющегося охлаждения ОЖ в радиаторе не хватает, а температура хладагента увеличивается, включается специальный датчик активации вентиляторов, который установлен в нижней части радиатора;

одновременно начинает работу вентилятор, установленный прямо на радиаторе;

когда хладагент охладился до необходимой температуры, оба вентилятора отключаются;

если хладагент успевает остынуть до такой температуры, что закрывается термостат, при повторном запуске мотора он опять начнет проходить в СО по малому кругу.

Во время работы мотора всегда должна поддерживаться примерно одна температура, которая и определяет его функционирование. Условно она составляет 90 градусов. Такая температура позволяет двигателю развивать хорошую скорость и обеспечивает приемлемый расход бензина. Именно поэтому схема потока хладагента по СО такая сложная и разделена на несколько кругов, чтобы мотор мог скорее выйти на такой режим работы.

Схема циркуляции

Предлагаем вам своими глазами увидеть схему протекания хладагента. Представлены большой и малый круги.

Схема циркуляции антифриза в системе охлаждения

• а) малый круг круг;
• б) большой круг.

1. радиатор охлаждения;
2. трубка для потока хладагента;
3. расширительный бачок;
4. термостат;
5. центробежный насос;
6. устройство охлаждения блока цилиндров двигателя;
7. устройство охлаждения головки блока;
8. радиаторный отопитель с вентилятором;
9. краник радиатора;
10. отверстие для слива антифриза из блока;
11. отверстие для слива хладагента непосредственно из радиатора;
12. вентилятор.

Видео от Рамиля Абдуллина «Система охлаждения двигателя»

В этом видео подробно описан процесс охлаждения двигателя антифризом, а также рассмотрено устройство СО.

Вам пригодился этот материал? Может быть, вам есть что добавить? Расскажите об этом!

Система охлаждения автомобильного двигателя: устройство и принцип действия

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и их составные части подвергаются сильному нагреву во время эксплуатации различных транспортных средств. При этом, как перегрев, так и переохлаждение мотора способны спровоцировать выход его из строя. В связи с этим одной из важнейших задач разработчиков силовых агрегатов является обеспечение оптимального теплового режима их работы. Грамотно организованная система охлаждения двигателя способствует получению наилучших эксплуатационных параметров ДВС, к которым относятся:

1. Максимальная мощность.
2. Минимальный расход горючего.
3. Увеличенный срок эксплуатации.

Влияние температурных параметров на работу мотора

За один рабочий цикл температура в цилиндрах ДВС изменяется от 80…120 градусов Цельсия во время впуска горючей смеси до 2000…2200 градусов Цельсия в процессе ее сгорания. При этом силовой агрегат достаточно сильно нагревается.

Принято считать, что двигатель нормально функционирует, если интервал изменения температуры в районе блока цилиндров находится в пределах 90 – 110 градусов Цельсия.

Если мотор во время работы охлаждается недостаточно интенсивно, то его детали сильно нагреваются и изменяются в размерах. Значительно уменьшается (из-за выгорания) и объем моторного масла, залитого в картер. В итоге увеличивается трение между взаимодействующими деталями, что приводит к их быстрому износу или даже заклиниванию.

Однако и переохлаждение ДВС отрицательно сказывается на его работе. На стенках цилиндров холодного двигателя происходит конденсация паров топлива, которые, смывая слой смазки, разжижают моторное масло, находящееся в картере.

Для исключения негативных последствий, связанных с нарушением теплового режима, системы охлаждения проектируются так, чтобы исключить перегрев и переохлаждение мотора в процессе эксплуатации.

В результате химические свойства последнего ухудшаются, что способствует:

• увеличенному расходу моторного масла;
• интенсивному износу трущихся поверхностей;
• падению мощности силового агрегата;
• увеличению расхода горючего.

Классификация

При работе мотора необходимо обеспечить отвод от 25 до 35% выделяемого тепла. Для его эффективного поглощения (отвода) чаще всего используют воду, воздух или специальную жидкость (тосол, антифриз). Материал теплоносителя определяет способ охлаждения силового агрегата.

1. Принудительного воздушного охлаждения.
2. Жидкостного охлаждения с замкнутым циклом.

Жидкостная система охлаждения

В настоящее время для эффективного охлаждения автомобильных двигателей используют закрытую систему жидкостного охлаждения с замкнутым циклом.

Конструкция

В обязательном порядке система содержит расширительный бачок, который служит для компенсации изменения объема жидкости при изменении ее температуры. Кроме того, через него заливают теплоноситель.

Также в состав системы входят:

• водяная рубашка силового агрегата (пространство между двойными стенками блока цилиндров и его головки в местах отвода чрезмерного количества тепла);
• датчик температуры;
• биметаллический или электронный термостат, обеспечивающий оптимальную температуру в системе;
• помпа-насос центробежного типа, обеспечивающий принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости в системе;
• вентилятор, с помощью которого усиливается поток встречного воздуха на основной радиатор системы;
• радиатор, осуществляющий передачу тепла окружающей среде;
• радиатор отопителя, предназначенный для передачи тепла непосредственно в салон автомобиля;
• контрольный прибор, встроенный в панель приборов автомобиля.

Принцип действия

Охлаждающая жидкость заливается в систему через расширительный бачок. Постоянно циркулируя внутри системы, она отводит тепло от составных частей мотора, нагревающихся в процессе работы, нагревается, попадает в радиатор, охлаждается в радиаторе встречным потоком воздуха и возвращается обратно.

При необходимости включается вентилятор, усиливая эффективность охлаждения. Для замкнутых систем охлаждения температура теплоносителя не должна превышать 126 градусов Цельсия. Таким образом, обеспечивается оптимальный тепловой режим работы силового агрегата.

Дополнительные функции

Кроме своей главной задачи – отвода тепла от нагревающихся элементов, жидкостная система охлаждения двигателя обеспечивает также:

• Прогрев силового агрегата в холодное время года

В современных системах жидкостного охлаждения предусмотрено два контура, по которым может циркулировать охлаждающая жидкость. Это сделано для того, чтобы в момент пуска холодного двигателя, когда его детали и сама жидкость имеют низкую температуру, циркуляция теплоносителя осуществлялась по малому кругу (мимо радиатора).

Обеспечивается это термостатом, который в момент, когда температура поднимется до определенного уровня (70-80 градусов Цельсия), открывается, давая возможность теплоносителю циркулировать по большому кругу (через радиатор). Таким образом, осуществляется ускоренный процесс прогрева двигателя.

• Нагревание воздуха в салоне автомобиля

В холодное время года с помощью горячего теплоносителя происходит нагревание воздуха в салоне автомобиля. Для этого служит дополнительный радиатор, установленный в салоне и оснащенный собственным вентилятором. С их помощью тепло, отобранное от горячей жидкости, распространяется по всему объему салона.

• Снижение температуры нагнетаемого в цилиндры воздуха

Специально для двигателей, оснащенных турбонагнетателями, предусмотрены двухконтурные системы, в которых один контур обеспечивает охлаждение жидкости, а второй – охлаждение воздуха.

Кроме того, контур охлаждения теплоносителя также представляет собой двухконтурную систему, один контур которой охлаждает головку блока цилиндров, а другой – сам блок.

Это вызвано тем, что в турбированном моторе температура головки блока цилиндров должна быть ниже температуры самого блока на 15…20 градусов Цельсия. Особенностью такой системы охлаждения является то, что каждый контур контролируется собственным термостатом.

Достоинства и недостатки

Жидкостная система охлаждения двигателя присутствует практически у всех современных автомобилей. Принципиально отличаясь от систем воздушного охлаждения, она гарантирует:

• равномерное и быстрое прогревание силового агрегата;
• эффективный отвод тепла в любых условиях эксплуатации двигателя;
• снижение затрат мощности;
• стабильный тепловой режим работы мотора;
• возможность использования выделяемого тепла для нагревания воздуха в салоне и пр.

Среди немногочисленных недостатков жидкостной системы охлаждения можно отметить:

• необходимость регулярного обслуживания и сложность ремонта;
• повышенную чувствительность к изменениям температуры.

Неисправности и способы их устранения

Всем системам жидкостного охлаждения свойственны характерные неисправности. Чаще всего встречаются:

1. заклинивание термостата в закрытом положении (циркуляция жидкости осуществляется по малому кругу);
2. поломка помпы;
3. повреждение выпускного клапана, встроенного в пробку расширительного бачка;
4. утечка теплоносителя вследствие разгерметизации системы (повреждение уплотнителей, коррозия и пр.).
5. Кроме того, достаточно часто термостат заклинивает в положении «Открыто» (теплоноситель циркулирует по большому кругу), что увеличивает время прогрева холодного мотора и способствует нестабильности теплового режима при его дальнейшей работе.

Все эти неисправности характеризуются значительным повышением рабочей температуры силового агрегата, что может привести к закипанию теплоносителя и перегреву мотора.

Устраняются все дефекты путем замены неисправных и/или поврежденных деталей или комплектующих.

Воздушная система охлаждения

Моторами воздушного охлаждения оснащались транспортные средства в 50-70 годах прошлого века. Типичными представителями таких автомобилей являются «Запорожец» или FIAT 500. Сейчас моторы с воздушным охлаждением в автомобилестроении практически не встречаются.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно система принудительного воздушного охлаждения монтируется в подкапотном пространстве транспортного средства и состоит из:

• отсасывающего или нагнетающего вентилятора;
• направляющих ребер рубашки охлаждения двигателя;
• органов управления (дроссельные заслонки, управляющие подачей воздуха или муфта, регулирующая частоту вращения вентилятора в автоматическом режиме);
• температурного датчика, установленного в силовом агрегате;
• контрольного прибора, выведенного на приборную панель в салоне автомобиля.

Охлаждение мотора осуществляется встречным холодным воздухом. Для усиления его потока чаще всего используют вентилятор нагнетающего типа. Он усиливает поток холодного плотного воздуха и обеспечивает его подачу в больших количествах при малых энергетических затратах.

Отсасывающий вентилятор требует больших затрат мощности, однако обеспечивает более равномерный отвод тепла от деталей силового агрегата.

Достоинства и недостатки

Моторы с принудительным воздушным охлаждением отличаются:

• простотой конструкции;
• низкими требованиями к изменению температуры окружающей среды;
• небольшим весом;
• несложным техническим обслуживанием.

К недостаткам системы воздушного охлаждения относят:

• большую потерю мощности мотора, которая расходуется на обеспечение работы вентилятора;
• высокий уровень шума во время работы вентилятора;
• недостаточное охлаждение отдельных элементов двигателя из-за неравномерного обдува;
• невозможность использования излишков тепла для обогрева салона.