Система охлаждения в автомобиле как работает


Система охлаждения двигателя: описание и принцип работы

Помимо главной функции отвода тепла от основных узлов двигателя автомобиля, система охлаждения решает ряд дополнительных задач. Фактически она участвует в работе системы смазки, отопления салона, выхлопа и рециркуляции отработавших газов, турбонаддува и коробки передач. О том, как она устроена, а также в чем заключается принцип работы охлаждающей системы и пойдет речь далее.

Виды систем охлаждения двигателя

Регулирование температуры автомобильного двигателя может осуществляться при помощи охлаждающей жидкости (антифриза, ОЖ) и посредством циркуляции воздуха. Исходя из этого различают три вида систем:

  • Воздушная. Физически представляет собой обдув, благодаря которому происходит вытеснение горячего воздуха из подкапотного пространства в атмосферу. Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным (с использованием вентилятора). В силу низкой эффективности как самостоятельная система практически не применяется.
  • Жидкостная. Представляет собой систему трубчатых контуров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Жидкостное охлаждение может быть принудительным (перекачка насосом), термосифонным (за счет разности в плотности нагретой и охлажденной жидкостей) и комбинированным (охлаждение головки блока цилиндров осуществляется принудительно, а остальные узлы термосифонным принципом). Такая система более эффективна в сравнении с воздушной, но при определенных режимах работы (длительный простой с включенным двигателем, повышенные температуры окружающей среды) может быть недостаточной для качественного охлаждения.
  • Комбинированная. Представляет собой использование и воздушного обдува, и жидкостных контуров.

Системы охлаждения на основе жидкости также разделяются на открытые и закрытые. Первые имеют сообщение с атмосферой при помощи пароотводной трубки, а во вторых жидкость полностью изолирована от окружающей среды. В закрытых системах давление антифриза больше, а следовательно, выше и температура кипения. Это позволяет использовать их при высоких температурах нагрева жидкости (до 120°C).

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Система охлаждения двигателя

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).

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

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

, Как работает термостат в системе охлаждения автомобиля?

Любой автомобильный двигатель с жидкостным охлаждением имеет небольшое устройство, называемое термостатом , которое находится между двигателем и радиатором. Термостат в большинстве автомобилей составляет около 2 дюймов (5 см) в диаметре. Его задача - блокировать поток охлаждающей жидкости в радиатор, пока двигатель не прогреется. Когда двигатель холодный, охлаждающая жидкость не протекает через двигатель. Как только двигатель достигает своей рабочей температуры (обычно около 200 градусов F, 95 градусов C), термостат открывается.Позволяя двигателю прогреться как можно быстрее, термостат уменьшает износ двигателя, отложения и выбросы.

Если у вас когда-нибудь будет возможность испытать его, термостат - это удивительная вещь для наблюдения, потому что то, что они делают, кажется невозможным Вы можете поставить один в кастрюлю с кипящей водой на плите. Когда он нагревается, его клапан открывается примерно на дюйм, очевидно, по волшебству! Если вы хотите попробовать это сами, зайдите в магазин автомобильных запчастей и купите его за пару баксов.

Секрет термостата заключается в маленьком цилиндре, расположенном на стороне двигателя устройства. Этот цилиндр заполнен воском , который начинает плавиться, возможно, при температуре 180 градусов по Фаренгейту (разные термостаты открываются при разных температурах, но обычная температура составляет 180 градусов по Фаренгейту / 82 ° C). Стержень, соединенный с клапаном, вдавливает в этот воск. Когда воск тает, он значительно расширяется и выталкивает стержень из цилиндра, открывая клапан. Если вы прочитали, как работают термометры, и провели эксперимент с бутылкой и соломой, вы видели тот же процесс в действии.Случается, что воск значительно расширяется, потому что он меняется от твердого к жидкому в дополнение к расширению от жары.

Этот же метод используется в автоматических открывающих устройствах для вентиляционных отверстий в теплицах и световых люков. Смотрите эту страницу для примера. В этих устройствах воск плавится при более низкой температуре.

Эти ссылки помогут вам узнать больше:

,

Как работает система охлаждения автомобиля

Задумывались ли вы, что тысячи раз взрывы происходят в вашем двигателе? Если вы похожи на большинство людей, эта мысль никогда не приходит вам в голову. Каждый раз, когда зажигается свеча, топливно-воздушная смесь в этом цилиндре взрывается. Это происходит сотни раз за цилиндр в минуту. Можете ли вы представить, сколько тепла выделяет?

Эти взрывы относительно невелики, но в большом количестве они производят сильную жару. Рассмотрим температуру окружающего воздуха 70 градусов.Если двигатель холодный на 70 градусов, то через сколько времени после запуска весь двигатель работает при рабочей температуре? Это займет всего несколько минут на холостом ходу. Как избавиться от избыточного тепла, создаваемого в процессе сгорания?

В автомобилях используются два типа систем охлаждения. Двигатели с воздушным охлаждением редко используются в современных транспортных средствах, но были популярны в начале двадцатого века. Они до сих пор широко используются в садовых тракторах и технике по уходу за двором. Двигатели с жидкостным охлаждением почти исключительно используются всеми автопроизводителями по всему миру.Здесь мы рассмотрим двигатели с жидкостным охлаждением.

Как работает система охлаждения

Двигатели с жидкостным охлаждением

имеют несколько общих частей:

  • Водяной насос
  • Антифриз
  • Радиатор
  • Термостат
  • Куртка охлаждающей жидкости двигателя
  • Нагреватель Core

Каждая система также имеет шланги и клапаны, расположенные и расположенные по-разному. Основы остаются прежними.

Система охлаждения заполнена смесью 50/50 этиленгликоля и воды.Эта жидкость называется антифризом или охлаждающей жидкостью. Это носитель, используемый системой охлаждения для отвода тепла двигателя и его рассеивания. Антифриз находится под давлением в системе охлаждения, так как тепло расширяет жидкость до 15 фунтов на квадратный дюйм. Если давление превышает 15 фунтов на квадратный дюйм, предохранительный клапан в крышке радиатора открывается и выпускает небольшое количество охлаждающей жидкости для поддержания безопасного давления.

Двигатели

работают оптимально при температуре 190-210 градусов по Фаренгейту. Когда температура поднимается и превышает устойчивую температуру 240 градусов, может произойти перегрев.Это может привести к повреждению двигателя и компонентов системы охлаждения.

Водяной насос : Водяной насос приводится в действие серпантиновым ремнем или ремнем ГРМ или цепью. Он содержит рабочее колесо, которое циркулирует антифриз в системе охлаждения. Поскольку он приводится в движение ремнем, привязанным к другим системам двигателя, его поток всегда увеличивается примерно в той же пропорции, что и обороты двигателя.

Радиатор : антифриз циркулирует от водяного насоса в радиатор. Радиатор представляет собой систему трубок, которая позволяет большой площади поверхности антифриза выделять тепло, которое он содержит.Воздух проходит через охлаждающий вентилятор или проходит через него и отводит тепло от жидкости.

Термостат : следующая остановка антифриза - двигатель. Шлюз, через который он должен пройти, является термостатом. До тех пор, пока двигатель не достигнет рабочей температуры, термостат остается закрытым и не позволяет охлаждающей жидкости циркулировать через двигатель. Как только рабочая температура достигнута, термостат открывается и антифриз продолжает циркулировать в системе охлаждения.

Двигатель : антифриз проходит через небольшие проходы, окружающие блок двигателя, известный как кожух охлаждающей жидкости. Хладагент поглощает тепло от двигателя и уносит его, продолжая путь циркуляции.

Нагреватель Core : Затем антифриз входит в систему отопления автомобиля. Внутри салона установлен сердечник обогревателя, через который проходит антифриз. Вентилятор обдувает ядро ​​обогревателя, отводя тепло от внутренней жидкости, и теплый воздух поступает в салон.

После активной зоны нагревателя антифриз продолжает поступать к водяному насосу, чтобы снова начать его циркуляцию.

,

Смотрите также