Kühlsystem des Verbrennungsmotors. Kühlsystem des Automotors Was ist im Kühlsystem des Autos enthalten?

Neben der Hauptfunktion der Wärmeabfuhr von den Hauptkomponenten des Automotors löst das Kühlsystem eine Reihe weiterer Aufgaben. Tatsächlich ist es am Betrieb des Schmiersystems, der Innenraumheizung, der Abgas- und Abgasrückführung, der Turboaufladung und des Getriebes beteiligt. Wie es funktioniert und wie das Kühlsystem funktioniert, wird weiter besprochen.

Arten von Motorkühlsystemen

Die Temperatur eines Automotors kann mittels Kühlmittel (Frostschutzmittel, Kühlmittel) und mittels Luftzirkulation geregelt werden. Darauf aufbauend werden drei Arten von Systemen unterschieden:

• Luft. Physikalisch handelt es sich um einen Luftstrom, durch den heiße Luft aus dem Motorraum in die Atmosphäre verdrängt wird. Die Luftkühlung kann natürlich oder erzwungen (mit einem Ventilator) erfolgen. Aufgrund seines geringen Wirkungsgrades wird es praktisch nicht als eigenständiges System eingesetzt.
• Flüssig. Es ist ein System von rohrförmigen Kreisläufen, durch die Kühlmittel zirkuliert. Flüssigkeitskühlung kann forciert (umgepumpt), Thermosiphon (aufgrund des Dichteunterschieds von erwärmter und gekühlter Flüssigkeit) und kombiniert (Zylinderkopfkühlung wird forciert, die restlichen Einheiten nach dem Thermosiphon-Prinzip) kombiniert werden. Ein solches System ist im Vergleich zu einem Luftsystem effizienter, kann aber unter bestimmten Betriebsbedingungen (lange Leerlaufzeit bei laufendem Motor, erhöhte Umgebungstemperaturen) für eine hochwertige Kühlung nicht ausreichen.
• Kombiniert. Stellt die Verwendung von Druckluft- und Flüssigkeitskreisläufen dar.

Flüssigkeitsbasierte Kühlsysteme werden ebenfalls als offen oder geschlossen klassifiziert. Die ersten stehen über ein Dampfrohr mit der Atmosphäre in Verbindung, und bei der zweiten ist die Flüssigkeit vollständig von der Umgebung isoliert. In geschlossenen Systemen ist der Druck des Frostschutzmittels höher und damit auch der Siedepunkt höher. Dadurch können sie bei hohen Flüssigkeitserwärmungstemperaturen (bis 120°C) verwendet werden.

Das Gerät und das Funktionsprinzip des Kühlsystems des Verbrennungsmotors

Das beliebteste in modernen Autos ist ein kombiniertes Motorkühlsystem mit Zwangsluft- und Flüssigkeitszirkulation. Es besteht aus folgenden Elementen:

• Kühler des Kühlsystems.
• Kühlerlüfter.
• Kleine und große Kühlkreisläufe.
• Kühlmantel (Kanalsystem im Zylinderblock).
• Temperatursensor.
• Thermostat.
• Ausgleichsbehälter.
• Pumpe (Pumpe).
• Herd Heizkörper.
• Ölkühler (optional).
• Abgasrückführungskühler (optional).

In dem Moment, in dem der Motor anspringt, beginnt die Pumpe, Flüssigkeit entlang eines kleinen Kreislaufs zu pumpen. Wenn der Motor Betriebstemperatur erreicht, aktiviert der Thermostat und öffnet den zweiten (großen) Kühlkreislauf. Beim Durchgang durch die Motorkomponenten erwärmt sich das Kühlmittel und dehnt sich aus. Bei steigender Temperatur gelangt ein Teil der Flüssigkeit in das Ausdehnungsgefäß. So können Sie überschüssiges Volumen kompensieren, unabhängig davon, wie viel Druck im System aufgebaut ist.

Beim Durchlaufen des Kühlerabschnitts des Kühlsystems kühlt das Frostschutzmittel wieder ab und kehrt zu einem neuen Zyklus zurück. Reicht dieser Temperaturabsenkungsmodus nicht aus, wird ein Temperatursensor angesteuert, der ein Signal an das Motorsteuergerät sendet und das Luftkühlgebläse startet. Wenn es nicht ausreicht, wird ein Signal über die Überhitzung des Motors an das Armaturenbrett gesendet (Anzeige).

Ein Ölkühler und ein AGR-Kühler sind möglicherweise nicht in allen Kühlsystemen vorhanden. Sie sind notwendig für die gleichzeitige Reduzierung der Schmier- und Abgastemperaturen, was das Fahrzeug sicherer und wirtschaftlicher macht. Fahrzeuge mit Turbolader können auch einen zusätzlichen Kühlkreislauf haben, um die Ladelufttemperatur zu senken.

So funktioniert der Kühler des Motors

Der Kühler des Motorkühlsystems besteht aus folgenden Elementen:

• Kern. Es kann rohrförmig (vertikale Rohre mit ovalem oder kreisförmigem Querschnitt, verbunden durch dünne horizontale Platten), lamellar (gebogene Plattenpaare, an den Rändern verlötet) und wabenförmig (verschweißte Rohre mit einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Hexagon).
• Oberer Tank. Ausgestattet mit einem Einfüllstutzen mit abgedichtetem Stopfen sowie einem Abzweigrohr zum Einbau eines Frostschutzschlauches. In den Hals wird ein Loch zum Installieren eines Dampfrohres gebohrt. Letztere hat ein Dampfventil, das bei Sieden öffnet.
• Luftventil. Nach dem Abstellen des Motors muss der Kühler mit Luft gefüllt werden. Beim vollständigen Abkühlen des Kühlmittels ohne zusätzliche Luftzufuhr in das System kann ein starker Unterdruck entstehen, der die Rohre quetschen lässt.
• Unterer Tank. Ausgestattet mit einem Abzweigrohr zum Anschließen des Flüssigkeitsauslassschlauchs.
• Halterungen.

Das Funktionsprinzip des Kühlers basiert auf einer mehrstufigen Luftzirkulation in seinem Kern, wodurch die Temperaturabnahme des durch ihn strömenden Kühlmittels intensiver wird.

Am effektivsten sind Plattenheizkörper, aber sie sind anfällig für eine schnelle Verschmutzung, und daher wurde rohrförmiges Design das beliebteste Design.

Merkmale des Kühlmitteltemperatursensors

Mit dem Temperatursensor können Sie den Zustand des Systems überwachen. Den Standort des Kühlmitteltemperatursensors zu bestimmen ist einfach: Er befindet sich in der Regel im Kanal des Zylinderkopfes. Es handelt sich um einen Thermistor in einem abgedichteten Gehäuse, das aus Bronze, Kunststoff und Messing bestehen kann. Der Körper hat ein Gewinde zum Einbau in die Rinne.

Das Funktionsprinzip des Sensors beruht auf folgendem Effekt: Bei steigender Temperatur sinkt der Widerstand des empfindlichen Elements, bei sinkender Temperatur steigt er. Die Widerstandsanzeige wird an das elektronische Motorsteuergerät übertragen. Damit dies genau ist, müssen die Kühlmittelzustandsdaten vollständig in den Sensor eintauchen. Bei einer Temperatur von 100 °C sollte der Widerstand des Kühlmitteltemperatursensors etwa 177 Ohm betragen. Unter Berücksichtigung von Messfehlern ist eine Widerstandsanzeige von 190 Ohm zulässig. Sind die Abweichungen mehr als zulässig, muss der Sensor ausgetauscht werden.

Einige Automodelle haben möglicherweise zwei Temperatursensoren. Einer ist allein für das Einschalten des Kühlerlüfters verantwortlich und der zweite ist eine Anzeige für die aktuelle Kühlmitteltemperaturanzeige.

Was werden als Kühlmittel verwendet

Als Arbeitsflüssigkeit in Kühlsystemen wurde zunächst destilliertes oder entionisiertes Wasser verwendet. Für moderne Motoren bietet es jedoch nicht den erforderlichen Betriebstemperaturbereich. Außerdem neigt es dazu, gegenüber Metallen korrosiv zu wirken, was die Lebensdauer des Kühlsystems verkürzt. Um diese Nachteile zu beseitigen, werden heute als Kühlmittel Zusammensetzungen mit speziellen Additiven (Ethylenglykol, Korrosionsinhibitoren) verwendet, was die Eigenschaften des Gesamtsystems verbessert. Am häufigsten wird Frostschutzmittel verwendet, das eine niedrigere Gefrierschwelle hat.

Wenn eine Notfall-Kühlmittelnachfüllung erforderlich ist, können Sie normales sauberes Wasser verwenden. Damit das System jedoch so schnell wie möglich ordnungsgemäß funktioniert, muss eine solche Lösung durch ein hochwertiges Frostschutzmittel ersetzt werden.

Das Kühlmittel wird alle 60-100 Tausend Kilometer ausgetauscht. Im abgekühlten Zustand (bei ausgeschaltetem Motor) sollte seine Menge auf Höhe der Unterkante des Ausgleichsbehälter-Abzweigrohrs des Kühlsystems liegen. Der Einfachheit halber hat es die Markierungen "Min" und "Max". Wenn die Flüssigkeitsmenge unter der Mindestmarke liegt, füllen Sie nach. Ist der Füllstand nach der Arbeit wieder gesunken, deutet dies auf eine Druckentlastung des Systems hin.

Die Bedeutung des Motorkühlsystems steht außer Zweifel. Daher lohnt es sich, regelmäßig eine vorbeugende Untersuchung der Haupteinheiten durchzuführen. Dadurch werden eine Überhitzung des Motors und kritische Schäden vermieden.

Auf dem Foto ein Diagramm des Kühlsystems des Nissan Almera G15-Motors

• kühlt das Öl im Schmiersystem;
• kühlt die im Turbolader zirkulierende Luft;
• kühlt Abgase in ihrem Rückführsystem;
• kühlt die Arbeitsflüssigkeit des Automatikgetriebes;
• erwärmt die zirkulierende Luft in Lüftungs-, Heizungs- und Klimaanlagen.

Autos verwenden meistens ein Flüssigkeitskühlsystem. Es kühlt die Motorteile gleichmäßig und effizient und arbeitet geräuschärmer als Luft. Aufgrund der Popularität des Flüssigkeitssystems wird an seinem Beispiel das Funktionsprinzip der Kühlsysteme des Automotors insgesamt betrachtet.

Diagramm des Motorkühlsystems

Das Foto zeigt ein Diagramm des Motorkühlsystems eines VAZ 2110 mit Vergaser und eines VAZ 2111 mit Injektor (Ausrüstung für die Kraftstoffeinspritzung).

1. konventionell, Ölkühler und Kühlmittelkühler;
2. Kühlerlüfter;
3. Zentrifugalpumpe;
4. Thermostat;
5. Heizung Wärmetauscher;
6. Ausgleichsbehälter;
7. Motorkühlmantel;
8. Steuersystem.

Betrachten wir jedes dieser Elemente separat:

1. Heizkörper.

1. Bei einem herkömmlichen Kühler wird die erhitzte Flüssigkeit durch den Gegenstrom von Luft gekühlt. Um die Effizienz zu erhöhen, wird bei der Konstruktion ein spezielles Rohrgerät verwendet.
2. Der Ölkühler soll die Temperatur des Öls im Schmiersystem senken.
3. Um die Abgase zu kühlen, verwenden ihre Rückführsysteme einen dritten Kühlertyp. Es lässt das Luft-Kraftstoff-Gemisch beim Verbrennen abkühlen, was zu einer geringeren Stickoxidbildung führt. Der Zusatzkühler ist mit einer separaten Pumpe ausgestattet, die ebenfalls im Kühlsystem enthalten ist.

• hydraulisch;
• mechanisch (fest mit der Kurbelwelle eines Automotors verbunden);
• elektrisch (betrieben durch Batteriestrom).

3. Kreiselpumpe. Mit Hilfe einer Pumpe im Kühlsystem wird dessen Flüssigkeit umgewälzt. Eine Kreiselpumpe kann mit einer anderen Antriebsart ausgestattet sein, beispielsweise Riemen oder Zahnrad. Bei aufgeladenen Motoren kann zusätzlich zum Hauptmotor eine zusätzliche Kreiselpumpe zur effizienteren Kühlung von Turbolader und Ladeluft eingesetzt werden. Ein Motorsteuergerät wird verwendet, um den Betrieb der Pumpen zu steuern.

4. Thermostat. Der Thermostat regelt die Flüssigkeitsmenge, die in den Heizkörper gelangt. Im Abzweigrohr, das vom Motorkühlmantel zum Kühler führt, ist ein Thermostat eingebaut. Dank des Thermostats können Sie die Temperatur des Kühlsystems steuern.

Bei Autos mit starkem Motor kann ein etwas anderer Typ verwendet werden - mit elektrischer Heizung. Es ist in der Lage, die Temperatur der Systemflüssigkeit in einem zweistufigen Bereich in drei Betriebsstellungen zu regeln.

Im geöffneten Zustand befindet sich ein solcher Thermostat während des maximalen Motorbetriebs. Dadurch wird die Temperatur des durch den Kühler strömenden Kühlmittels auf 90 °C gesenkt, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Motordetonation verringert wird. In den anderen beiden Betriebsstellungen des Thermostats (offen und halboffen) wird die Flüssigkeitstemperatur auf 105 °C gehalten.

5. Heizungswärmetauscher. Die in den Wärmetauscher eintretende Luft wird für die spätere Verwendung in der Fahrzeugheizung erwärmt. Um die Effizienz des Wärmetauschers zu erhöhen, wird dieser direkt am Auslass des Kühlmittels platziert, das durch den Motor geströmt ist und eine hohe Temperatur hat.

6. Ausdehnungsgefäß. Aufgrund von Temperaturänderungen des Kühlmittels ändert sich auch sein Volumen. Um dies auszugleichen, ist im Kühlsystem ein Ausgleichsbehälter eingebaut, der das Flüssigkeitsvolumen im System auf gleichem Niveau hält.

7. Motorkühlmantel. Im Design ist ein solcher Mantel ein Fluidkanal, der durch den Motorblockkopf und den Zylinderblock verläuft.

8. Kontrollsystem. Als Bedienelemente des Motorkühlsystems lassen sich folgende Geräte darstellen:

1. Temperatursensor des zirkulierenden Umlaufmediums. Der Temperatursensor wandelt den Temperaturwert in den entsprechenden elektrischen Signalwert um, der an das Steuergerät gesendet wird. In Fällen, in denen das Kühlsystem zur Kühlung von Abgasen oder für andere Zwecke verwendet wird, kann darin ein zusätzlicher Temperatursensor am Auslass des Kühlers installiert werden.
2. Elektronische Kontrolleinheit. Durch den Empfang elektrischer Signale vom Temperatursensor reagiert die Steuereinheit automatisch und führt entsprechende Aktionen an anderen Betätigungselementen des Systems durch. Normalerweise verfügt die Steuereinheit über eine Software, die alle Funktionen zur Automatisierung des Signalverarbeitungsprozesses und zum Einrichten des Betriebs des Kühlsystems ausführt.
3. An der Steuerung können auch folgende Geräte und Elemente beteiligt sein: Motorkühlungsrelais nach dem Stoppen, Zusatzpumpenrelais, Thermostatheizung, Kühlerlüftersteuergerät.

Das Prinzip des Motorkühlsystems in Aktion

• Schmieröltemperatur;
• die Temperatur der zum Kühlen des Motors verwendeten Flüssigkeit;
• Umgebungstemperatur;
• andere wichtige Indikatoren, die den Betrieb des Systems beeinflussen.

Mit Hilfe einer Kreiselpumpe wird die Kühlflüssigkeit im System zwangsweise umgewälzt. Beim Durchlaufen des Kühlmantels erwärmt sich die Flüssigkeit, und sobald sie in den Kühler gelangt, kühlt sie ab. Durch die Erwärmung der Flüssigkeit kühlen die Motorteile selbst ab. Im Kühlmantel kann die Flüssigkeit sowohl längs (entlang der Zylinderlinie) als auch quer (von einem Sammler zum anderen) zirkulieren.

Der Zirkulationskreis hängt von der Temperatur des Kühlmittels ab. Wenn der Motor gestartet wird, sind der Motor selbst und das Kühlmittel kalt, und um seine Erwärmung zu beschleunigen, wird die Flüssigkeit unter Umgehung des Kühlers in einen kleinen Kreislauf geleitet. Später, wenn der Motor warm wird, heizt sich der Thermostat auf und wechselt seine Betriebsstellung auf halb geöffnet. Dadurch beginnt das Kühlmittel durch den Kühler zu fließen.

Wenn der entgegengesetzte Luftstrom vom Kühler nicht ausreicht, um die Temperatur der Flüssigkeit auf den erforderlichen Wert zu senken, wird der Lüfter eingeschaltet und bildet einen zusätzlichen Luftstrom. Die abgekühlte Flüssigkeit tritt wieder in den Kühlmantel ein und der Zyklus wiederholt sich.

Wenn das Auto Turboaufladung verwendet, kann es mit einem Zweikreis-Kühlsystem ausgestattet werden. Sein erster Kreislauf kühlt den Motor selbst und der zweite - den Ladeluftstrom.

Sehen Sie sich ein informatives Video über das Funktionsprinzip des Motorkühlsystems an:

Wenn Kraftstoff im Zylinder verbrannt wird, steigt die Gastemperatur auf 2000 ° C an. Wärme wird für mechanische Arbeit verbraucht, teilweise mit Abgasen abgeführt, für Strahlung und Erwärmung von Motorteilen verwendet. Wenn es nicht gekühlt wird, verliert es an Leistung (die Füllung der Zylinder mit dem Arbeitsgemisch verschlechtert sich, es kommt zu einer vorzeitigen Selbstentzündung des Gemisches usw.), der Verschleiß von Teilen nimmt zu (Öl brennt in den Spalten aus) und die die Wahrscheinlichkeit ihres Zusammenbruchs infolge einer Abnahme der mechanischen Eigenschaften von Materialien steigt.

Bei Unterkühlung des Motors nimmt die an Arbeit abgegebene Wärmemenge ab, der Kraftstoff kondensiert an den kalten Zylinderwänden, strömt in das Kurbelgehäuse (Ölreservoir) und verdünnt den Schmierstoff, was auch zu erhöhtem Verschleiß der reibenden Teile und einer Verringerung der Motorleistung. Daher ist die Aufrechterhaltung eines bestimmten thermischen Regimes des Motors wichtig und zwingend. Daher verfügen alle Automotoren über ein Kühlsystem.

Es gibt Flüssigkeits- und Luftkühlsysteme. Flüssigkeitskühlsysteme haben sich weiter verbreitet, da sie ein günstigeres thermisches Regime für Motorteile schaffen, die Möglichkeit, Motorteile aus relativ kostengünstigen Materialien herzustellen. Solche Motoren erzeugen aufgrund des Vorhandenseins von Doppelwänden (Mantel) und einer Kühlmittelschicht weniger Lärm während des Betriebs.

Kühlsystem - flüssig, geschlossener Typ, mit Zwangsumlauf. Die Dichtheit des Systems wird durch die Ein- und Auslassventile im Ausgleichsbehälterstopfen sichergestellt. Das Auslassventil hält bei einem heißen Motor einen erhöhten (im Vergleich zum atmosphärischen) Druck im System aufrecht (dadurch wird der Siedepunkt der Flüssigkeit höher und die Dampfverluste werden reduziert). Es öffnet bei einem Druck von 1,1-1,5 kgf / cm2. Das Einlassventil öffnet, wenn der Druck im System relativ zum Atmosphärendruck um 0,03-0,13 kgf / cm2 (bei einem kühlenden Motor) abfällt.

Der thermische Modus des Motors wird von einem Thermostat und einem elektrischen Kühlerlüfter aufrechterhalten. Letzteres wird durch einen in den linken Kühlertank eingeschraubten Sensor (bei einem VAZ-2110-Motor) oder durch ein Relais auf ein Signal von einem elektronischen Motorsteuergerät (bei VAZ-2111, -2112-Motoren) eingeschaltet. Die Sensorkontakte schließen bei einer Temperatur von 99 ± 2 ° C und öffnen bei einer Temperatur von 94 ± 2 ° C.

Zur Überwachung der Kühlmitteltemperatur wird ein an die Temperaturanzeige am Armaturenbrett angeschlossener Sensor in den Zylinderkopf des Motors eingeschraubt. Im Auslassrohr von Einspritzmotoren (VAZ-2111, -2112) ist ein zusätzlicher Temperatursensor eingebaut, der Informationen für das elektronische Motorsteuergerät liefert.

Die Kühlmittelpumpe ist eine Flügelrad-Fliehkraftpumpe, die von der Kurbelwellenriemenscheibe durch einen Zahnriemen angetrieben wird. Der Pumpenkörper besteht aus Aluminium. Die Rolle dreht sich in einem zweireihigen Lager mit einer "lebenslangen" Fettversorgung. Der Außenring des Lagers ist mit einer Schraube gesichert. Auf das vordere Ende der Walze ist eine Zahnscheibe und auf das hintere Ende ein Laufrad aufgepresst. Gegen das Ende des Laufrades wird ein Anlaufring aus einer graphithaltigen Zusammensetzung gepresst, unter dem sich eine Öldichtung befindet. Bei Ausfall der Pumpe wird empfohlen, die komplette Pumpe auszutauschen.

Die Umverteilung der Flüssigkeitsströme wird von einem Thermostat gesteuert. Bei kaltem Motor schließt das Thermostat-Bypass-Ventil das zum Kühler führende Rohr, und die Flüssigkeit zirkuliert nur in einem kleinen Kreis (durch das Thermostat-Bypass-Rohr) unter Umgehung des Kühlers. Bei einem VAZ-2110-Motor umfasst ein kleiner Kreis einen Heizkörper, einen Ansaugkrümmer, eine Vergaserheizung und eine Flüssigkeitskammer einer halbautomatischen Startvorrichtung. Bei VAZ-2111, -2112-Motoren wird die Flüssigkeit zusätzlich zur Heizung der Drosselklappen-Heizeinheit zugeführt (eine Heizung des Ansaugkrümmers ist nicht vorgesehen).

Bei einer Temperatur von 87 ± 2 ° C beginnt sich das Bypassventil des Thermostats zu bewegen und öffnet das Hauptabzweigrohr; während ein Teil der Flüssigkeit in einem großen Kreis durch den Kühler zirkuliert. Bei einer Temperatur von etwa 102 ° C öffnet sich das Abzweigrohr vollständig und die gesamte Flüssigkeit zirkuliert in einem großen Kreis. Der Hub des Hauptventils muss mindestens 8 mm betragen.

Der Thermostat des VAZ-2112-Motors hat einen erhöhten Widerstand des Bypassventils (Drosselloch), wodurch der Flüssigkeitsfluss durch den Heizkörper zunimmt.

Das Kühlmittel wird durch den Ausgleichsbehälter in das System eingefüllt. Es besteht aus durchscheinendem Polyethylen, mit dem Sie den Flüssigkeitsstand visuell überwachen können. Auch das Bordüberwachungssystem meldet ein Absinken des Flüssigkeitsspiegels, hierfür ist ein Sensor im Tankdeckel vorgesehen. An den Vorratsbehälter sind auch zwei Dampfrohre angeschlossen: eine vom Heizungskühler, die andere vom Kühler des Motors.

Der Kühler besteht aus zwei vertikalen Kunststofftanks (links - mit Trennwand) und zwei horizontalen Reihen aus runden Aluminiumrohren mit aufgepressten Kühlplatten. Um die Kühlleistung zu erhöhen, werden die Platten mit einer Kerbe gestanzt. Die Schläuche sind über eine Gummidichtung mit den Tanks verbunden. Die Flüssigkeit wird durch das obere Abzweigrohr zugeführt und durch das untere abgeführt. Neben dem Einlass befindet sich ein dünnes Rohr für das Dampfrohr.

Die Kapazität des Flüssigkeitskühlsystems hängt von der Größe und dem Kraftgrad (zum Beispiel dem Kompressionsgrad) des Motors ab und beträgt durchschnittlich 0,2, 0,3 Liter pro PS. Daher enthält es in Autos bis zu 8 ... 12 Liter Flüssigkeit, in Lastkraftwagen mit Benzinvergasermotor - bis zu 30 Liter und in Lastkraftwagen mit Dieselmotor - bis zu 50 Liter. Frostschutzmittel mit Korrosionsschutz- und Entschäumungszusätzen sowie Zusätzen, die die Bildung von Zunder ausschließen, Frostschutzmittel der Klasse A-40 oder A-65 haben eine Eindickungstemperatur von - 40 bzw. - 65 ° C. Wenn der Motor läuft, erwärmt sich die Flüssigkeit, die seine Zylinder und den Kopf wäscht, und öffnet ein automatisches Ventil (Thermostat), das sich in der Rohrleitung befindet, die den Motor mit dem Kühler verbindet. Eine von der Kurbelwelle angetriebene Pumpe wälzt Flüssigkeit im System um. Durch die Kühlerrohre strömende heiße Flüssigkeit gibt Wärme an die vom Lüfter zugeführte Luft ab. Die Kühlrate des Motors kann durch Änderung der Flüssigkeitszirkulationsrate oder der Luftströmungsrate durch den Kühler in Abhängigkeit von der Umgebungslufttemperatur oder den Fahrbedingungen (Geschwindigkeit, Last usw.) geändert werden.

Heute aus unserer regelmäßigen Kolumne „ Wie es funktioniert»Sie lernen das Gerät und seine Funktionsweise kennen Motorkühlsystem, wofür ist das thermostat und Kühler, und warum es nicht weit verbreitet war Luftkühlsystem.

Kühlsystem Verbrennungsmotor führt Wärmeabfuhr durch von Motorteilen und gibt es an die Umwelt ab. Neben der Hauptfunktion erfüllt das System eine Reihe von Nebenfunktionen: Ölkühlung im Schmiersystem; Heizungsluft in der Heizungs- und Klimaanlage; Abkühlung von Abgasen usw.

Bei der Verbrennung des Arbeitsgemisches kann die Temperatur im Zylinder 2500°C erreichen, während die Arbeitstemperatur des Verbrennungsmotors 80-90°C beträgt. Um das optimale Temperaturregime aufrechtzuerhalten, gibt es ein Kühlsystem, das je nach Kühlmittel folgende Typen haben kann: Flüssigkeit, Luft und kombiniert ... Es sollte erwähnt werden, dass das flüssige System in seiner reinen Form wird praktisch nicht mehr verwendet, da es den Betrieb moderner Motoren nicht lange unter optimalen thermischen Bedingungen aufrechterhalten kann.

Kombiniertes Motorkühlsystem:

In einem kombinierten Kühlsystem ist das Kühlmittel oft Wasser wird verwendet, da es eine hohe spezifische Wärmekapazität, Verfügbarkeit und Unbedenklichkeit für den Körper hat. Wasser hat jedoch eine Reihe wesentlicher Nachteile: die Bildung von Kesselstein und Einfrieren bei niedrigen Temperaturen... In der Wintersaison muss das Kühlsystem mit Flüssigkeiten mit niedrigem Gefrierpunkt gefüllt werden - Frostschutzmittel (wässrige Lösungen von Ethylenglykol, Mischungen von Wasser mit Alkohol oder Glycerin, mit Zusätzen von Kohlenwasserstoffen usw.).

Das betrachtete Kühlsystem besteht aus: einer Flüssigkeitspumpe, einem Kühler, einem Thermostat, einem Ausgleichsbehälter, einem Kühlmantel für Zylinder und Köpfe, einem Lüfter, einem Temperatursensor und Versorgungsschläuchen.

Es sollte festgelegt werden, dass die Kühlung des Motors erzwungen wird, was bedeutet, dass darin ein übermäßiger Druck (bis zu 100 kPa) aufrechterhalten wird, wodurch der Siedepunkt des Kühlmittels steigt auf 120 °C.

Beim Starten eines kalten Motors erwärmt sich dieser allmählich. Zuerst zirkuliert das Kühlmittel unter der Wirkung einer Flüssigkeitspumpe im kleinen Kreis, also in den Hohlräumen zwischen den Zylinderwänden und den Motorwänden (Kühlmantel), ohne in den Kühler zu gelangen. Diese Begrenzung ist für die schnelle Einführung des Motors in ein effektives thermisches Regime erforderlich. Wenn die Motortemperatur die optimalen Werte überschreitet, beginnt das Kühlmittel durch den Kühler zu zirkulieren, wo es aktiv gekühlt wird (genannt ein großer Kreislauf).

Gerät und Funktionsprinzip:

Das durch die Kühlerrohre "laufende" Kühlmittel wird bei Bewegung mit dem ankommenden Luftstrom gekühlt.

FAN verbessert Luftstrom durch den Kühlerkern. Die Lüfternabe ist an der Flüssigkeitspumpenwelle befestigt. Zusammen werden sie über Riemen von der Kurbelwellenriemenscheibe angetrieben. Der Lüfter ist in einem am Kühlerrahmen montierten Gehäuse untergebracht, das die Geschwindigkeit des Luftstroms durch den Kühler erhöht. Am häufigsten werden vier- und sechsflügelige Lüfter verwendet.

Luftkühlsystem:

In einem Luftkühlsystem wird die Wärme durch einen von einem leistungsstarken Lüfter erzeugten Luftstrom zwangsweise von den Wänden der Brennkammern und Motorzylinder abgeführt. Dieses Kühlsystem ist das einfachste, da keine komplexen Teile und Steuerungssysteme erforderlich sind. Die Intensität der Luftkühlung der Motoren hängt maßgeblich von der Gestaltung der Luftströmungsrichtung und dem Standort des Lüfters ab.

Bei Reihenmotoren sitzen die Lüfter vorne, seitlich oder kombiniert mit einem Schwungrad, bei V-Motoren meist im Sturz zwischen den Zylindern. Je nach Standort des Lüfters werden die Zylinder mit Luft gekühlt, die in das Kühlsystem gedrückt oder angesaugt wird.

Als optimales Temperaturregime für einen luftgekühlten Motor wird eines angesehen, bei dem die Temperatur des Öls im Motorschmiersystem in allen Motorbetriebsarten 70 ... 110 ° C beträgt. Dies ist unter der Voraussetzung möglich, dass bis zu 35 % der bei der Verbrennung von Kraftstoff in den Motorzylindern freigesetzten Wärme mit der Kühlluft an die Umgebung abgegeben wird.

Das Luftkühlsystem verkürzt die Aufwärmzeit des Motors, sorgt für eine stabile Wärmeabfuhr von den Wänden der Brennkammern und Motorzylinder, ist zuverlässiger und komfortabler im Betrieb, wartungsfreundlicher, effizienter bei Heckanbau des Motors, Unterkühlung des Motors ist unwahrscheinlich... Allerdings ist das Luftkühlsystem erhöht die Gesamtabmessungen des Motors, schafft erhöhter Lärm Wenn der Motor läuft, ist die Herstellung schwieriger und erfordert die Verwendung von Kraftstoffen und Schmiermitteln von besserer Qualität. Die Wärmekapazität der Luft ist gering, die es nicht ermöglicht, eine große Wärmemenge gleichmäßig aus dem Motor abzuleiten und dementsprechend kompakte, leistungsstarke Kraftwerke zu schaffen.

Zweck und Aufbau des Motorkühlsystems

Das Kühlsystem dient dazu, die Motorteile während seines Betriebs zu kühlen und eine normale Temperatur aufrechtzuerhalten, das günstigste thermische Regime des Motorbetriebs. Es gibt Flüssigkeitskühlung, Luftkühlung und Kombinationskühlung.

Eine Überhitzung des Motors verschlechtert die mengenmäßige Füllung des Zylinders mit einem brennbaren Gemisch, verursacht eine Verdünnung und einen Ölbrand, wodurch die Kolben in den Zylindern verklemmen und die Lagerschalen schmelzen können.

Unterkühlung des Motors führt zu einer Verringerung der Motorleistung und der Wirtschaftlichkeit, Benzindämpfe kondensieren an kalten Teilen und tropfen in Form von Tropfen am Zylinderspiegel herunter, das Abwaschen des Schmiermittels, die Reibungsverluste erhöhen sich, der Verschleiß der Teile steigt und es besteht Bedarf an häufige Ölwechsel. Außerdem kommt es zu einer unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs, weshalb sich an den Wänden der Brennkammer eine große Kohlenstoffschicht bildet - möglicherweise hängen die Ventile.

Für den normalen Motorbetrieb sollte die Kühlmitteltemperatur 80-95 Grad betragen.

Die Wärmebilanz kann in Form eines Diagramms dargestellt werden.

Reis. Wärmebilanzdiagramm eines Verbrennungsmotors.

Bei Motoren der inländischen Produktion wird ein geschlossenes Zwangsflüssigkeitskühlsystem verwendet, das von einer Wasserpumpe ausgeführt wird. Es kommuniziert nicht direkt mit der Atmosphäre, daher wird es als geschlossen bezeichnet. Dadurch steigt der Druck im System, der Siedepunkt des Kühlmittels steigt auf 108 - 119 Grad und der Verbrauch für seine Verdampfung sinkt.

Diese Kühlsysteme sorgen für eine gleichmäßige und effiziente Kühlung und produzieren auch weniger Geräusche.

Betrachten Sie das Kühlsystem am Beispiel eines ZIL-Motors

Reis. Diagramm des Motorkühlsystems vom Typ ZIL. 1 - Kühler, 2 - Kompressor, 3 - Wasserpumpe, 4 - Thermostat, 5 - Heizungshahn, 6 - Einlassrohr, 7 - Auslassrohr, 8 - Heizungskühler, 9 - Wassertemperatursensor im Motorkühlsystem, 10 - Ablassventil des Zylinderblockmantels (in Stellung "offen"), 11 - Ablassventil des Kühlers.

Die Flüssigkeit im Motorkühlmantel erwärmt sich durch Wärmeabfuhr aus den Zylindern, strömt durch das Thermostat in den Kühler, wird darin gekühlt und unter Einfluss von Zentrifugalpumpe(zirkuliert das Kühlmittel im System) kehrt zum Motormantel zurück. Die Leute nennen eine Kreiselpumpe "Pumpe". Das Abkühlen der Flüssigkeit wird durch das intensive Anblasen des Kühlers und des Motors durch den Luftstrom des Lüfters erleichtert. Fan verbessert den Luftstrom durch den Kühlerkern, dient der besseren Kühlung der Flüssigkeit im Kühler. Der Lüfter kann einen anderen Antrieb haben.

– mechanisch- dauerhafte Verbindung mit der Motorkurbelwelle,

– hydraulisch- Flüssigkeitskupplung. Die Flüssigkeitskupplung umfasst ein hermetisch dichtes Gehäuse B, das mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Das Gehäuse nimmt zwei kugelförmige Gefäße D und D auf, die starr mit der Antriebswelle A bzw. der Abtriebswelle B verbunden sind.

Reis. Hydraulische Kupplung und - Funktionsprinzip; b - Gerät, 1 - Zylinderblockdeckel, 2 - Gehäuse, 3 - Gehäuse, 4 - Antriebsrolle, 5 - Riemenscheibe, 6 - Lüfternabe, A - Antriebswelle, B - Abtriebswelle, C - Gehäuse, D, D - Schiffe, T - Turbinenrad, H - Pumpenrad.

Das Funktionsprinzip des Hydrauliklüfters basiert auf der Fliehkraft der Flüssigkeit. Wenn ein mit Flüssigkeit gefüllter kugelförmiger Behälter D mit hoher Geschwindigkeit rotiert, tritt die Flüssigkeit in den zweiten Behälter D ein, wodurch dieser rotiert. Nachdem sie beim Aufprall Energie verloren hat, kehrt die Flüssigkeit in Behälter D zurück, beschleunigt darin, tritt in Behälter D ein und der Vorgang wird wiederholt.

– elektrisch- gesteuerter Elektromotor. Wenn die Kühlmitteltemperatur 90-95 Grad erreicht, öffnet das Sensorventil den Ölkanal im Schaltergehäuse und Motoröl gelangt aus dem Hauptschmiersystem des Motors in die Arbeitskammer der Flüssigkeitskupplung.

Der Lüfter ist in einem am Kühlerrahmen montierten Gehäuse untergebracht, das die Geschwindigkeit des Luftstroms durch den Kühler erhöht.

Reis. Heizkörper a - Gerät, b - Rohrmitte, c - Plattenmitte, 1 - oberer Tank mit Abzweigrohr, 2 - Dampfauslassrohr, 3 - Einfüllstutzen mit Stopfen, 4 - Kern, 5 - unterer Tank, 6 - Abzweig Rohr mit Ablasshahn, 7 - Rohre, 8 - Querplatten.

Besteht aus Top 1 und Bottom 5 Tanks und Kern 4 und Befestigungsteilen. Die Tanks und der Kern sind aus Messing (zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit).

Am gebräuchlichsten sind Rohr- und Plattenheizkörper. Für Rohrheizkörper, in Abbildung "b" gezeigt - der Kern besteht aus einer Reihe dünner horizontaler Platten 8, durch die viele vertikale Messingrohre verlaufen, wodurch Wasser, das durch den Kern des Heizkörpers fließt, in viele kleine zerfällt Ströme. Die horizontalen Platten dienen als zusätzliche Versteifung und erhöhen die Kühlfläche.

Plattenheizkörper bestehen aus einer Reihe flacher Messingrohre, die jeweils aus an den Rändern zusammengeschweißten Wellblechen bestehen.

Thermostat dient dazu, das Warmlaufen eines kalten Motors zu beschleunigen und optimale Temperaturverhältnisse zu gewährleisten. Der Thermostat ist ein Ventil, das die Flüssigkeitsmenge reguliert, die durch den Heizkörper fließt.

Beim Anlassen des Motors sind der Motor selbst und sein Kühlmittel kalt. Um das Aufwärmen des Motors zu beschleunigen, bewegt sich das Kühlmittel im Kreis und umgeht den Kühler. Gleichzeitig wird der Thermostat geschlossen, wenn sich der Motor aufheizt (auf eine Temperatur von 70-80 Grad), das Thermostatventil öffnet sich unter der Einwirkung von Flüssigkeitsdämpfen, die seinen Zylinder füllen, und das Kühlmittel beginnt sich in einem großen zu bewegen Kreis durch den Kühler.

Moderne Autos sind ausgestattet mit Zweikreis-Kühlsysteme... Dieses System umfasst zwei unabhängige Kühlkreisläufe:

- Kühlkreislauf des Zylinderblocks;

- Kühlkreislauf des Zylinderkopfes.