Urządzenie i zasada działania układu chłodzenia silnika spalinowego. Interaktywny schemat układu chłodzenia silnika

W samochodzie ma za zadanie chronić jednostkę roboczą przed przegrzaniem, a tym samym kontroluje osiągi całego zespołu silnika. Chłodzenie to najważniejsza funkcja w pracy silnika spalinowego.

Konsekwencje nieprawidłowego działania chłodzenia silnika spalinowego mogą być śmiertelne dla samej jednostki, aż do całkowitej awarii bloku cylindrów. Uszkodzone jednostki nie mogą już podlegać pracom konserwatorskim, ich konserwacja wyniesie zero. Do operacji należy podchodzić z całą starannością i odpowiedzialnością oraz przeprowadzać okresowe płukanie układu chłodzenia silnika.

Kontrolując układ chłodzenia, właściciel samochodu bezpośrednio dba o „zdrowie serca” swojego żelaznego „konia”.

Cel układu chłodzenia

Temperatura w bloku cylindrów podczas pracy jednostki może wzrosnąć do 1900 ℃. Z tej ilości ciepła tylko część jest użyteczna i jest wykorzystywana w wymaganych trybach pracy. Resztę usuwa układ chłodzenia na zewnątrz komory silnika. Wzrost reżimu temperatury powyżej normy jest obarczony negatywnymi konsekwencjami, które prowadzą do wypalenia smarów, naruszenia luzów technicznych między niektórymi częściami, zwłaszcza w grupie tłoków, co doprowadzi do skrócenia ich żywotności. Przegrzanie silnika w wyniku awarii układu chłodzenia silnika jest jedną z przyczyn detonacji mieszanki palnej dostarczanej do komory spalania.

Niepożądane jest również przechłodzenie silnika. W jednostce „zimnej” pojawia się utrata mocy, wzrasta gęstość oleju, przez co wzrasta tarcie jednostek niesmarowanych. Pracująca mieszanka paliwowa jest częściowo skondensowana, co pozbawia smarowanie ścianki cylindra. Jednocześnie powierzchnia ścianki cylindra podlega korozji w wyniku tworzenia się osadów siarki.

Układ chłodzenia silnika ma na celu stabilizację reżimu termicznego niezbędnego do normalnej pracy silnika pojazdu.

Rodzaje systemów chłodzenia

Układ chłodzenia silnika jest klasyfikowany według sposobu odprowadzania ciepła:

• chłodzenie cieczami typu zamkniętego;
• chłodzenie powietrzem typu otwartego;
• połączony (hybrydowy) system odprowadzania ciepła.

W dzisiejszych samochodach chłodzenie powietrzem jest niezwykle rzadkie. Ciecz może być również typu otwartego. W takich systemach ciepło jest odprowadzane do otoczenia rurą parową. System zamknięty jest odizolowany od atmosfery zewnętrznej. Dlatego ten typ jest znacznie wyższy. Przy wysokim ciśnieniu wzrasta temperatura wrzenia elementu chłodzącego. Temperatura czynnika chłodniczego w układzie zamkniętym może osiągnąć 120℃.

Chłodzenie powietrzem

Naturalne chłodzenie powietrzem nawiewanym to najprostszy sposób na odprowadzenie ciepła. Silniki z tym rodzajem chłodzenia oddają ciepło do otoczenia za pomocą żeberek chłodnicy umieszczonych na powierzchni urządzenia. Taki system cierpi na ogromny brak funkcjonalności. Faktem jest, że ta metoda zależy bezpośrednio od małej pojemności cieplnej powietrza. Ponadto występują problemy z równomiernością odprowadzania ciepła z silnika.

Te niuanse uniemożliwiają instalację jednocześnie wydajnej i kompaktowej instalacji. W układzie chłodzenia silnika powietrze przepływa nierównomiernie do wszystkich części, dlatego należy unikać możliwości miejscowego przegrzania. Zgodnie z cechami konstrukcyjnymi, żebra chłodzące są montowane w tych miejscach silnika, w których masy powietrza są najmniej aktywne ze względu na właściwości aerodynamiczne. Te części silnika, które są najbardziej podatne na nagrzewanie, znajdują się w kierunku mas powietrza, natomiast obszary „zimniejsze” znajdują się z tyłu.

Wymuszone chłodzenie powietrzem

Silniki z tego rodzaju rozpraszaniem ciepła wyposażone są w wentylator i żebra chłodzące. Ten zestaw jednostek konstrukcyjnych umożliwia sztuczne wtryskiwanie powietrza do układu chłodzenia silnika w celu zdmuchnięcia żeberek chłodzących. Nad wentylatorem i lamelami zamontowana jest osłona ochronna, która uczestniczy w kierunku przepływu mas powietrza do chłodzenia i zapobiega przedostawaniu się ciepła z zewnątrz.

Pozytywnymi aspektami tego typu chłodzenia są prostota konstrukcji, niewielka waga oraz brak jednostek zasilających i cyrkulacyjnych czynnika chłodniczego. Wadą jest wysoki poziom hałasu funkcjonowania systemu oraz masywność urządzenia. Również w przypadku wymuszonego chłodzenia powietrzem problem z miejscowym przegrzaniem urządzenia i roztargnionym przepływem powietrza nie został rozwiązany, pomimo zainstalowanych obudów.

Ten rodzaj zapobiegania przegrzaniu silnika był aktywnie stosowany do lat 70-tych. Działanie układu chłodzenia silnika z wymuszonym obiegiem powietrza jest popularne w małych pojazdach.

Chłodzenie płynami

Zdecydowanie najbardziej popularny i rozpowszechniony jest system chłodzenia cieczą. Proces usuwania ciepła odbywa się za pomocą płynu chłodzącego krążącego przez główne elementy silnika przez specjalne zamknięte autostrady. System hybrydowy łączy jednocześnie elementy chłodzące powietrzem i cieczą. Ciecz jest chłodzona w chłodnicy z lamelami i wentylatorem z osłoną. Również taka chłodnica jest chłodzona przez masy powietrza nawiewanego podczas ruchu pojazdu.

Układ chłodzenia cieczą silnika zapewnia minimalny poziom hałasu podczas pracy. Ten typ uniwersalnie zbiera ciepło i usuwa je z silnika z dużą wydajnością.

Zgodnie z metodą ruchu ciekłego czynnika chłodniczego systemy są klasyfikowane:

Urządzenie układu chłodzenia silnika

Konstrukcja chłodzenia cieczą ma tę samą strukturę i elementy zarówno dla silnika benzynowego, jak i silnika wysokoprężnego. System składa się z:

• blok chłodnicy;
• chłodnica oleju;
• wentylator z zamontowaną obudową;
• pompy (pompa odśrodkowa);
• zbiornik do rozprężania ogrzanej cieczy i kontroli poziomu;
• termostat obiegu czynnika chłodniczego.

Podczas płukania układu chłodzenia silnika wpływa to na wszystkie te węzły (z wyjątkiem wentylatora), co zapewnia wydajniejszą dalszą pracę.

Chłodziwo krąży w przewodach wewnątrz urządzenia. Zbiór takich fragmentów nazywany jest „płaszczem chłodzącym”. Obejmuje obszary silnika, które są najbardziej podatne na ciepło. Czynnik chłodniczy, poruszając się wzdłuż niego, pochłania ciepło i przenosi je do bloku chłodnicy. Ochładzając się, powtarza koło.

Operacja systemowa

Jednym z głównych elementów w urządzeniu układu chłodzenia silnika jest chłodnica. Jego zadaniem jest chłodzenie czynnika chłodniczego. Składa się ze skrzyni chłodnicy z rurkami do przepływu płynu wewnątrz. Płyn chłodzący wpływa do chłodnicy dolną rurą odgałęzioną i wychodzi przez górną, która jest zamontowana w górnym zbiorniku. Na szczycie zbiornika znajduje się szyjka, zamykana pokrywką ze specjalnym zaworem. Gdy ciśnienie w układzie chłodzenia silnika wzrasta, zawór nieznacznie się otwiera i płyn dostaje się do zbiornika wyrównawczego, który jest przymocowany oddzielnie w komorze silnika.

Na chłodnicy znajduje się również czujnik temperatury, który za pomocą urządzenia zamontowanego w przedziale pasażerskim na panelu informacyjnym sygnalizuje kierowcy o maksymalnym podgrzaniu płynu. W większości przypadków do chłodnicy przymocowany jest wentylator (czasem dwa) z obudową. Wentylator uruchamia się automatycznie po osiągnięciu krytycznej temperatury chłodziwa lub jest wymuszany przez napęd z pompą.

Pompa zapewnia stałą cyrkulację chłodziwa w całym układzie. Pompa odbiera energię obrotową za pomocą przekładni pasowej z koła pasowego wału korbowego.

Termostat kontroluje duży i mały krąg obiegu czynnika chłodniczego. Przy pierwszym uruchomieniu silnika termostat uruchamia płyn w małym okręgu, dzięki czemu silnik szybciej nagrzewa się do temperatury roboczej. Następnie termostat otwiera duży krąg układu chłodzenia silnika.

Środek przeciw zamarzaniu lub woda

Jako chłodziwo stosuje się wodę lub płyn niezamarzający. Współcześni właściciele samochodów coraz częściej korzystają z tych ostatnich. Woda zamarza w temperaturach ujemnych i jest katalizatorem procesów korozyjnych, co negatywnie wpływa na układ. Jedynym plusem jest jego wysokie rozpraszanie ciepła i być może także przystępna cena.

Płyn niezamarzający nie zamarza w chłodne dni, zapobiega korozji, zapobiega osadzaniu się siarki w układzie chłodzenia silnika. Ma jednak mniejszy transfer ciepła, co ma negatywny wpływ w gorącym sezonie.

Awarie

Konsekwencją awarii chłodzenia jest przegrzanie lub przechłodzenie silnika. Przegrzanie może być spowodowane niewystarczającą ilością płynu w układzie, niestabilną pracą pompy lub wentylatora. Również termostat działa nieprawidłowo, gdy powinien otworzyć duży krąg chłodzenia.

Mogą być spowodowane silnym zanieczyszczeniem chłodnicy, żużlowaniem przewodów, złym działaniem korka chłodnicy, zbiornika wyrównawczego lub złej jakości płynu niezamarzającego.

Normalna praca elektrowni samochodu jest możliwa tylko w określonym reżimie temperaturowym. Dla większości samochodów optymalny zakres temperatur to 80-90 stopni. C. Przy niższym tempie tworzenie się mieszanki w cylindrach pogarsza się, a wysoka temperatura prowadzi do rozszerzania się metalu, co może powodować zakleszczanie się elementów.

Ogólny układ układu chłodzenia

Aby utrzymać temperaturę elektrowni w optymalnym zakresie, w konstrukcji silnika uwzględniono układ chłodzenia. To dzięki niej ciepło jest odprowadzane z najbardziej nagrzanych elementów – cylindrów.

Rodzaje systemów chłodzenia

W sumie silniki spalinowe wykorzystują dwa rodzaje chłodzenia - powietrze i ciecz.

Układ chłodzenia powietrzem, jego konstrukcja, wady

Układ chłodzenia powietrzem silnika

Ze względu na szereg niedociągnięć w transporcie drogowym, system lotniczy nie jest szeroko rozpowszechniony, choć strukturalnie jest znacznie prostszy od płynnego. Jego głównym elementem są żebra chłodzące na cylindrach.

Ciepło uwalniane z cylindrów było rozprowadzane do tych żeber, a przepływający przez nie przepływ powietrza je realizował. Aby stworzyć przepływ, w konstrukcji układu można było dodatkowo uwzględnić turbinę – specjalny wirnik napędzany wałem korbowym oraz tuleję, za pomocą której generowany strumień powietrza kierowany był do cylindrów. To jest cała struktura systemu powietrznego.

W pojazdach system pneumatyczny praktycznie nie jest używany, ponieważ:

• niemożliwe jest dostosowanie reżimu temperaturowego (zimą silnik nie osiągnął wymaganej temperatury, a latem bardzo szybko się przegrzewa);
• aby zapewnić równomierny rozkład przepływu powietrza, każdy cylinder stał osobno;
• podczas postoju z pracującym silnikiem, nawet w obecności turbiny, przepływ powietrza jest bardzo słaby, co prowadzi do szybkiego przegrzania;
• niemożliwe jest zaaranżowanie ogrzewania wnętrza.

Z powodu tych niedociągnięć układ powietrzny nie jest używany w samochodach, chociaż nadal zdarzały się pojedyncze przypadki - ZAZ-968 „Zaporoże” właśnie miał taki układ chłodzenia. Jest jednak szeroko stosowany w pojazdach silnikowych i sprzęcie wyposażonym w silniki dwusuwowe (piły łańcuchowe, wykaszarki, traktory prowadzone itp.).

Wideo: Układ chłodzenia silnika. Urządzenie i zasada działania

Urządzenie, konstrukcja, zasada działania

System chłodzenia cieczą

Zaletą systemu chłodzenia cieczą jest właśnie możliwość utrzymania temperatury w zadanym zakresie, dlatego jest lepszy niż powietrzny. Ale konstrukcja tego systemu jest znacznie bardziej skomplikowana.

Obejmuje:

1. Płaszcz chłodzący
2. Pompa wodna
3. Termostat
4. Grzejniki
5. Rury łączące
6. Wentylator

W tym przypadku głównym elementem roboczym takiego systemu jest specjalna ciecz - za pomocą której odprowadzane jest ciepło. Wcześniej zamiast tego używano zwykłej wody, ale ze względu na niski próg temperaturowy zamarzania i tworzenie się kamienia, stopniowo odchodziła od wody.

1. Kurtka chłodząca

Płaszcz chłodzący to specjalny system kanałów w bloku cylindrów i głowicy bloku, przez które przepływa płyn. Jeśli rozważymy wszystko w prosty sposób, wygląda to tak: jest blok, w którym zainstalowane są cylindry, a także główne elementy i mechanizmy. Na wierzchu tego bloku wykonana jest skorupa, a przestrzeń między nimi jest wykorzystywana jako kanały dla ruchu płynu. Taka konstrukcja umożliwia mycie cylindrów płynem, przejście obok zespołów zainstalowanych w bloku i głowicy, co zapewnia odprowadzenie z nich ciepła.

2. Pompa

Tak wygląda pompa wodna

W płaszczu chłodzącym zamontowana jest pompa wody. Składa się z koła napędowego (koła pasowego) i wirnika, który jest umieszczony wewnątrz koszulki, osadzonej na jednej osi. Jest napędzany z wału korbowego za pomocą paska.

To pompa wodna przepuszcza płyn w układzie. Odbierając obrót z wału korbowego, wirnik wymusza przepływ płynu przez kanały płaszcza.

3. Grzejnik

Jednocześnie płyn niezamarzający krąży nie tylko w koszuli. Gdyby tak było, to znaczy, że ciecz nie miałaby gdzie oddać ciepła. Aby temu zapobiec, jest on uwzględniony w projekcie.

Jest to konstrukcja składająca się z dwóch zbiorników - jeden zasilany jest płynem z płaszcza, a drugi powraca z powrotem. Zbiorniki te są połączone ze sobą dużą liczbą rurek, przez które przepływa między nimi ciecz. Dzięki czemu grzejnik wykonany jest z metali o wysokiej przewodności cieplnej (miedź, aluminium, mosiądz). Ponadto, w celu zwiększenia wymiany ciepła między rurami, umieszczane są specjalne taśmy, ułożone w określony sposób i mające dużą liczbę punktów styku z rurami.

Płyn przechodzący przez rurki oddaje część ciepła taśmom. Powietrze przechodzące przez grzejnik odprowadza ciepło i oddaje je do otoczenia. Aby zapewnić dobry przepływ powietrza, chłodnicę montuje się z przodu samochodu. Grzejnik z płaszczem chłodzącym połączony jest za pomocą rurek gumowych.

Oddzielnie zauważamy, że dzięki systemowi płynów możliwe było zapewnienie i. W tym celu do układu chłodzenia został włączony kolejny grzejnik, który został umieszczony w kabinie. Strukturalnie jest taki sam jak główny grzejnik, ale mniejszy. Przepływ powietrza do niego wytwarzany jest za pomocą silnika elektrycznego z wentylatorem.

Wideo: Przegrzanie silnika. Konsekwencje przegrzania.

4. Termostat

System chłodzenia musi zapewnić jak najszybszą wydajność elektrowni w optymalnym reżimie temperaturowym. Aby to zapewnić, w projekcie uwzględniono termostat. Aby zrozumieć, do czego to służy - mała teoria.

Gdyby konstrukcja systemu składała się tylko z płaszcza i pompy, to silnik bardzo szybko by się przegrzewał, ponieważ płyn przepływał tylko przez kanały w bloku i nie byłoby gdzie odprowadzać ciepła.

Urządzenie i zasada działania termostatu

Aby tego uniknąć, w projekcie uwzględniono grzejnik. Ale dzięki jego obecności zwiększyła się objętość, poza tym chłodnica ma odprowadzać ciepło, więc silnik będzie bardzo długo osiągał żądaną temperaturę, szczególnie zimą.

Aby zapewnić szybki dostęp do wymaganej temperatury, układ chłodzenia został podzielony na dwa pierścienie - mały (zaangażowany jest tylko płaszcz chłodzący i pompa) oraz duży (płaszcz + pompa + chłodnica).

Termostat zajmuje się również podziałem na pierścienie. Jest to zawór wyzwalany wzrostem temperatury. W różnych samochodach temperatura jego reakcji jest różna, ale ogólnie działa w zakresie - 85-95 stopni. Z.

Obudowa termostatu znajduje się zwykle na bloku cylindrów w pobliżu kanału prowadzącego do chłodnicy. Gdy temperatura silnika jest niska, termostat zamyka ten kanał i ciecz porusza się tylko wzdłuż płaszcza. Wraz ze wzrostem temperatury zawór ten zaczyna się stopniowo otwierać, przepuszczając ciecz przez duży pierścień z udziałem grzejnika. Po osiągnięciu określonej wartości temperatury otwiera się całkowicie, a ciecz porusza się już tylko po dużym pierścieniu.

5. Wentylator, czujniki

Zasada działania wentylatora chłodzącego

Zdarza się, że przepływ powietrza nie wystarcza, aby zapewnić normalne odprowadzenie ciepła z grzejnika. Na przykład dzieje się tak w korku, gdy silnik stale pracuje, ale nie ma nadjeżdżającego przepływu powietrza, ponieważ samochód jest unieruchomiony.

Aby zapobiec przegrzaniu cieczy, stosuje się wentylator do wytworzenia wymuszonego przepływu powietrza. Znajduje się za chłodnicą główną i jest napędzany silnikiem elektrycznym. Jego włączenie do pracy odbywa się dzięki czujnikowi temperatury zainstalowanemu w grzejniku.

Ponadto projekt obejmuje również czujnik temperatury, który przesyła dane o temperaturze na deskę rozdzielczą w kabinie, dzięki czemu kierowca może stale monitorować reżim temperaturowy silnika i w odpowiednim czasie zauważyć pojawienie się usterki, dlatego temperatura silnika” poszedł w górę”.

Główne awarie układu chłodzenia

W układzie chłodzenia silnika nie ma tak wielu usterek, ale konsekwencje z nich mogą być bardzo poważne. Najważniejsze z nich to:

• Wyciek chłodziwa;
• Awaria pompy, termostatu;
• Uszkodzone okablowanie czujnika.

Wideo: Wszystkie przyczyny przegrzania i wrzenia silnika. Eliminacja przyczyn przegrzania silnika VAZ NIVA

Wyciek płynu może wystąpić z powodu uszkodzenia płaszcza chłodzącego, uszczelki głowicy cylindrów, rur gumowych, chłodnicy lub z powodu zawodnego mocowania połączeń.

Nie jest trudno zidentyfikować tę usterkę, ponieważ w wyniku wycieku pod samochodem utworzy się kałuża płynu chłodzącego. Jeśli wyciek nie zostanie wyeliminowany w odpowiednim czasie, większość chłodziwa może wyciec, a system nie będzie już w stanie utrzymać reżimu temperatury.

Awaria pompy jest często związana. Towarzyszą temu ślady smug po stronie napędu, zwiększony hałas podczas pracy silnika oraz nierównomierne zużycie paska napędowego.

Jeśli pompa nie zostanie wymieniona w odpowiednim czasie, istnieje możliwość, że zablokuje się i złamie pasek napędowy, a to już jest obarczone dość poważnymi problemami, ponieważ często ten pasek jest również napędzany przez pasek rozrządu.

Problem z termostatem polega zwykle na tym, że utknął w jednej pozycji. Z tego powodu nie odbywa się przenoszenie cieczy między pierścieniami, porusza się ona tylko po małym lub dużym okręgu.

Uszkodzenie okablowania lub czujników prowadzi do tego, że odczyty nie są przesyłane na deskę rozdzielczą lub nie odpowiadają rzeczywistości, a wentylator nie włącza się w wymaganym czasie lub pracuje stale, co zakłóca reżim temperaturowy.

Układ chłodzenia przeznaczony jest do chłodzenia części silnika, które nagrzewają się w wyniku pracy silnika. W nowoczesnych samochodach układ chłodzenia, oprócz swojej głównej funkcji, spełnia szereg innych funkcji, w tym:

W zależności od metody chłodzenia rozróżnia się następujące typy układów chłodzenia: płynny (zamknięty), powietrzny (otwarty) i kombinowany. W układzie chłodzenia cieczą ciepło z rozgrzanych części silnika jest usuwane przez przepływ płynu. System powietrzny wykorzystuje przepływ powietrza do chłodzenia. Połączony system łączy systemy płynu i powietrza.

W samochodach najpopularniejszy układ chłodzenia cieczą. System ten zapewnia równomierne i wydajne chłodzenie, a także ma niższy poziom hałasu. Dlatego projekt i zasadę działania układu chłodzenia rozpatrzono na przykładzie układu chłodzenia cieczą.

Konstrukcja układu chłodzenia silników benzynowych i wysokoprężnych jest podobna. Układ chłodzenia silnika składa się z wielu elementów, w tym chłodnicy płynu chłodzącego, chłodnicy oleju, wymiennika ciepła nagrzewnicy, wentylatora chłodnicy, pompy odśrodkowej, a także zbiornika wyrównawczego i termostatu. Układ chłodzenia obejmuje „płaszcz chłodzący” silnika. Elementy sterujące służą do regulacji pracy systemu.

Chłodnica przeznaczona jest do chłodzenia podgrzanego płynu chłodzącego strumieniem powietrza. Aby zwiększyć przenoszenie ciepła, grzejnik ma specjalne urządzenie rurowe.

Wraz z chłodnicą główną w układzie chłodzenia można zamontować chłodnicę oleju i chłodnicę recyrkulacji spalin. Chłodnica oleju służy do chłodzenia oleju w układzie smarowania.

Chłodnica EGR chłodzi spaliny, zmniejszając w ten sposób temperaturę spalania mieszanki paliwowo-powietrznej i powstawanie tlenków azotu. Pracę chłodnicy spalin zapewnia dodatkowa pompa obiegowa płynu chłodzącego wchodząca w skład układu chłodzenia.

Wymiennik ciepła nagrzewnicy pełni funkcję przeciwną do chłodnicy układu chłodzenia. Wymiennik ciepła ogrzewa przechodzące przez niego powietrze. Dla wydajnej pracy wymiennik ciepła nagrzewnicy jest instalowany bezpośrednio na wylocie ogrzanego płynu chłodzącego z silnika.

Aby skompensować zmiany objętości chłodziwa spowodowane temperaturą w systemie, zainstalowany jest zbiornik wyrównawczy. System jest zwykle napełniany płynem chłodzącym przez zbiornik wyrównawczy.

Obieg chłodziwa w układzie zapewnia pompa odśrodkowa. W życiu codziennym nazywana jest pompa odśrodkowa przepych... Pompa odśrodkowa może mieć inny napęd: zębaty, pasowy itp. W niektórych silnikach z turbodoładowaniem montowana jest dodatkowa pompa obiegowa płynu chłodzącego w celu chłodzenia powietrza doładowującego i turbosprężarki, która jest połączona przez sterownik silnika.

Termostat przeznaczony jest do regulacji ilości płynu chłodzącego przechodzącego przez chłodnicę, co zapewnia optymalny reżim temperaturowy w układzie. Termostat montowany jest w rurce pomiędzy chłodnicą a „płaszczem chłodzącym” silnika.

Potężne silniki są wyposażone w elektrycznie podgrzewany termostat, który zapewnia dwustopniową regulację temperatury płynu chłodzącego. W tym celu termostat ma trzy pozycje robocze: zamkniętą, częściowo otwartą i całkowicie otwartą. Gdy silnik jest w pełni obciążony, termostat ogrzewania elektrycznego otwiera go całkowicie. W takim przypadku temperatura chłodziwa spada do 90 ° C, zmniejsza się skłonność silnika do detonacji. W innych przypadkach temperatura płynu chłodzącego jest utrzymywana w granicach 105 ° C.

Wentylator chłodnicy służy do zwiększenia intensywności chłodzenia cieczy w chłodnicy. Wentylator może mieć inny napęd:

• mechaniczny ( stałe połączenie z wałem korbowym silnika);
• elektryczny ( sterowany silnik elektryczny);
• hydrauliczny ( sprzęgło płynowe).

Najbardziej rozpowszechniony jest elektryczny napęd wentylatora, który daje szerokie możliwości regulacji.

Typowe elementy sterujące układu chłodzenia to czujnik temperatury płynu chłodzącego, elektroniczna jednostka sterująca i różne siłowniki.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego rejestruje wartość monitorowanego parametru i przetwarza go na sygnał elektryczny. W celu rozszerzenia funkcji układu chłodzenia (chłodzenie spalin w układzie recyrkulacji spalin, regulacja pracy wentylatora itp.) na wylocie chłodnicy montowany jest dodatkowy czujnik temperatury płynu chłodzącego.

Sygnały z czujnika są odbierane przez elektroniczną jednostkę sterującą i zamieniane na działania sterujące na siłownikach. Z reguły stosowany jest sterownik silnika z zainstalowanym odpowiednim oprogramowaniem.

W układzie sterowania można zastosować następujące siłowniki: grzałka termostatu, przekaźnik pomocniczej pompy płynu chłodzącego, sterownik wentylatora chłodnicy, przekaźnik chłodzenia silnika po zatrzymaniu.

Jak działa system chłodzenia

Pracę układu chłodzenia zapewnia system zarządzania silnikiem. W nowoczesnych silnikach algorytm pracy realizowany jest w oparciu o model matematyczny, który uwzględnia różne parametry (temperatura płynu chłodzącego, temperatura oleju, temperatura zewnętrzna itp.) i wyznacza optymalne warunki załączenia oraz czas pracy elementów konstrukcyjnych .

Płyn chłodzący w układzie ma wymuszony obieg, który zapewnia pompa odśrodkowa. Ruch płynu odbywa się przez „płaszcz chłodzący” silnika. To chłodzi silnik i podgrzewa płyn chłodzący. Kierunek ruchu płynu w „płaszczu chłodzącym” może być wzdłużny (od pierwszego do ostatniego cylindra) lub poprzeczny (od kolektora wydechowego do wlotu).

W zależności od temperatury ciecz krąży w małym lub dużym okręgu. Po uruchomieniu silnika sam silnik i płyn chłodzący w nim są zimne. Aby przyspieszyć rozgrzewanie silnika, płyn chłodzący porusza się po małym okręgu, omijając chłodnicę. Termostat jest jednocześnie zamknięty.

Gdy płyn chłodzący się nagrzewa, termostat otwiera się i płyn chłodzący porusza się po dużym okręgu przez chłodnicę. Ogrzana ciecz przechodzi przez chłodnicę, gdzie jest schładzana przez przeciwprądowy przepływ powietrza. W razie potrzeby ciecz jest chłodzona strumieniem powietrza z wentylatora.

Po schłodzeniu ciecz wraca do „płaszcza chłodzącego” silnika. Podczas pracy silnika cykl płynu chłodzącego powtarza się wielokrotnie.

W pojazdach z turbodoładowaniem można zastosować dwuobwodowy układ chłodzenia, w którym jeden obwód odpowiada za chłodzenie silnika, a drugi za chłodzenie powietrza doładowującego.

(dalej - ICE) to ścisła sekwencja mikrowybuchów materiałów palnych, które mają zostać zmiecione w butlach. Odpowiednio, temperatura silnika wzrasta i staje się krytyczna. Takie procesy nieuchronnie prowadzą do awarii jednostki napędowej dowolnego pojazdu. Dlatego we wszystkich nowoczesnych silnikach spalinowych koniecznie stosuje się układ chłodzenia.

Funkcje i rodzaje systemu

Głównym zadaniem układu chłodzenia silników spalinowych zarówno benzynowych jak i diesla jest wymuszone odprowadzenie ciepła z części silnika nagrzewających się podczas jego pracy oraz utrzymanie jego temperatury pracy.
Oprócz tej funkcji układ chłodzenia pojazdu wykonuje również szereg innych powiązanych zadań:

1. przyspieszenie rozgrzewania silnika do temperatury roboczej;
2. ogrzewanie powietrzne do ogrzewania wnętrz;
3. chłodzenie układu smarowania silnika spalinowego;
4. chłodzenie spalin (przy zastosowaniu recyrkulacji);
5. chłodzenie powietrzem (z turbodoładowaniem);
6. chłodzenie smaru w skrzyni biegów (z automatyczną skrzynią biegów).

W zależności od zasady działania i trybu działania zwyczajowo rozróżnia się następujące systemy chłodzenia:

• ciecz (oparta na odprowadzaniu ciepła przez przepływ cieczy);
• powietrze (w oparciu o chłodzenie strumieniem powietrza);
• połączone (łączące zasadę działania systemów cieczowych i powietrznych).

Struktura systemu

Zdecydowana większość silników spalinowych posiada układ chłodzenia cieczą (typu zamkniętego) wykorzystujący zasadę wymuszonego obiegu. To ona z jednej strony jest w stanie zapewnić najbardziej wydajne chłodzenie, z drugiej jest to bardziej ergonomiczny i komfortowy sposób odprowadzania nadmiaru ciepła z silnika.


Urządzenie i schemat ideowy układu chłodzenia silnika (zarówno diesla jak i benzyny) obejmuje działanie następujących elementów:

1. chłodnica z wentylatorem (elektryczna, mechaniczna lub hydrauliczna);
2. grzejnik („piec”) z wentylatorem elektrycznym;
3. płaszcze chłodzące bloku cylindrów i głowicy bloku;
4. pompa obiegowa (wodna) („pompa”);
5. zbiornik wyrównawczy;
6. kran grzejnikowy „piec”;
7. łączenie rur i węży.

Jako chłodziwo można stosować wodę, płyn niezamarzający, płyn niezamarzający. Układ chłodzenia przytłaczającej liczby samochodów wykorzystuje płyn niezamarzający, jako lepszą opcję, ze względu na dobry stosunek kosztów do właściwości funkcjonalnych.

Jak działa system

Zasada działania układu chłodzenia silnika (zarówno benzynowego, jak i diesla) jest bardzo prosta i opiera się na ukierunkowanym obiegu chłodziwa. Płyn chłodzący odbierając ciepło z części silnika (w płaszczach chłodzących) pod wpływem ciśnienia wytwarzanego przez pompę wodną zaczyna krążyć w układzie, dokonując wymiany ciepła.

Początkowo ruch cieczy odbywa się przy zamkniętym termostacie w małym okręgu, to znaczy bez działania grzejnika. Odbywa się to w celu przyspieszenia procesu rozgrzewania silnika i doprowadzenia go do temperatury roboczej. Po powrocie cieczy do płaszczy chłodzących proces cyrkulacji jest kontynuowany.

W przypadku, gdy temperatura osiągnie wysokie wartości (w granicach 100 stopni), termostat otwiera się, a płyn chłodzący zaczyna poruszać się po dużym okręgu, wchodząc do chłodnicy. To natychmiast chłodzi silnik, ponieważ do układu chłodzenia dostaje się nieużywany wcześniej płyn (który znajdował się w chłodnicy). Sam grzejnik jest chłodzony strumieniem powietrza atmosferycznego.


Przy dalszym nagrzewaniu silnika (na przykład latem), gdy ciecz nie ma czasu na schłodzenie do wymaganego poziomu temperatury, specjalne urządzenie automatycznie włącza wentylator elektryczny („lenistwo”), dodatkową chłodnicę i częściowo silnik. Wentylator pracuje do momentu osiągnięcia wymaganego poziomu temperatury płynu, a specjalne urządzenie go wyłącza. Wentylator w wersji mechanicznej, połączony z wałem korbowym za pomocą napędu pasowego, pracuje w trybie ciągłym.

W razie potrzeby (na przykład w zimnych porach roku) płyn chłodzący dostaje się do „pieca” przez otwarty kran grzejnika, gdzie z jednej strony ochładza się z jednej strony, oddając nadmiar ciepła, a z drugiej ręka, podgrzewa powietrze w aucie.

Poważne awarie systemu

Jeśli przejdziesz do paragrafu 2.3.1 przepisów ruchu drogowego i do "Listy usterek ...", z którymi ruch pojazdów jest ograniczony, to w nich można znaleźć całkowity brak wzmianki o problemach związanych z chłodzeniem silnika system. Oznacza to, że awarie systemu nie są pozycjonowane jako awarie, z którymi ruch jest zabroniony. A zatem układ chłodzenia i jego naprawa to osobista sprawa każdego kierowcy, stopień jego komfortu na drodze.

Jakie są główne „nieważne” problemy, które może napotkać układ chłodzenia silnika spalinowego?

Po pierwsze, najczęstsze wycieki lub wycieki płynu chłodzącego. Co więcej, jego przyczyną może być zmiana temperatury zewnętrznej (częściej - początek sezonu mrozowego). Jednym z popularnych powodów jest koksowanie rur i węży, które pod stałym wpływem wysokiej temperatury tracą elastyczność. Wyciek płynu chłodzącego jest również spowodowany fizycznym uszkodzeniem głównej chłodnicy i chłodnicy „pieca”, uzyskanymi albo chemicznie (na przykład odczynniki wchodzące w skład płynu niezamarzającego), albo przez działanie mechaniczne (na przykład wstrząs) .


Po drugie, równie popularną usterką jest awaria (lub zacięcie) termostatu. Zawór termostatyczny (urządzenie będące w stałym kontakcie z cieczą) stopniowo koroduje. Docelowo ulega zacięciu, co wyklucza pracę w układzie „otwarty-zamknięty”. Wyniki tego stanu termostatu są dwojakie:

1. po zablokowaniu w pozycji „otwartej” płyn chłodzący porusza się tylko po dużym okręgu (przy ciągłym użyciu chłodnicy), co prowadzi do słabego i przedłużonego nagrzewania się silnika, a tym samym do słabego nagrzewania wnętrza samochodu;
2. podczas zablokowania w pozycji zamkniętej płyn chłodzący natomiast porusza się tylko po małym okręgu (bez użycia chłodnicy), co powoduje przegrzanie silnika i może prowadzić do nieodwracalnych zmian w konstrukcji metalowej, zmniejszenia zasobu jednostka napędowa, a nawet jej awaria.

Po trzecie, awaria pompy obiegowej (lub „pompy”) wydaje się być poważnym utrapieniem. Najczęściej ta usterka wiąże się z awarią łożyska „pompy” - jego głównej części. Powody są banalne - zużycie lub słaba jakość części zamiennych. Trudno przewidzieć awarię, ale bardziej niż możliwe jest wyłapanie początku niestandardowej pracy „pompy” - po charakterystycznym świszczącym dźwięku łożyska. Oznacza to, że pompę obiegową należy natychmiast wymienić.


Po czwarte, w pewnych warunkach możliwe jest zatkanie układu chłodzenia silnika. Przyczyną tego stanu jest z reguły osadzanie się soli w kanałach układu chłodzenia (grzejnik, blok, głowica bloku). Zakłóca to cyrkulację płynu chłodzącego i pogarsza odprowadzanie nadmiaru ciepła z silnika i jego części. Ostatecznie prowadzi to do przegrzania silnika ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami.

Podstawy obsługi i konserwacji systemu

Monitorowanie stanu układu chłodzenia jest warunkiem komfortowej jazdy pojazdem. Pomimo tego, że awarie tego systemu nie uniemożliwiają eksploatacji samochodu, kierowca musi zrozumieć niebezpieczeństwo perspektywy jego awarii. Przegrzanie silnika, które jest więcej niż możliwe w ciepłym sezonie, a niedogrzanie wnętrza samochodu zimą powoduje konieczność napraw, czasem bardzo kosztownych.
Zgodność z podstawowymi zasadami działania układu chłodzenia silnika pozwoli uniknąć, w odpowiednim czasie zapobiec lub zminimalizować wpływ awarii na normalne działanie samochodu.

Ciągłe monitorowanie poziomu płynu chłodzącego

Zbiornik wyrównawczy służy do wizualnej kontroli poziomu cieczy w układzie chłodzenia. Faktem jest, że objętość układu chłodzenia jest stała, ale objętość cieczy zmienia się w zależności od warunków pracy. Jeśli poziom płynu chłodzącego (wskazany na zbiorniku wyrównawczym) spadnie lub wzrośnie, należy skorygować jego ilość w układzie.

Diagnostyka nieszczelności systemu

Stały spadek poziomu chłodziwa jest najczęściej związany z jego wyciekiem. Liczne połączenia rur z elementami układu chłodzenia, korozja grzejnika głównego lub grzejnika „pieca” prowadzą do stałego obniżania się poziomu cieczy w zbiorniku wyrównawczym. Zdiagnozowanie problemu wiąże się z wykryciem ciemnych plam na elementach i zespołach znajdujących się w komorze silnika, mokrych śladów na jezdni, a także charakterystycznego słodkawo-słodkiego zapachu płynu niezamarzającego. Poważniejsze jest wykrycie śladów płynu niezamarzającego na prętowym wskaźniku poziomu oleju, co prowadzi do kosztownych napraw silnika.

Objawy przegrzania silnika lub niewystarczającego nagrzewania

Przegrzanie może wynikać z kilku powodów:

1. zacinanie się termostatu w pozycji „zamkniętej”;
2. zatykanie kanałów systemowych;
3. niewystarczający poziom płynu w układzie.

Ale niedostateczne nagrzewanie się silnika samochodu wskazuje tylko na zacięty termostat, który działa tylko w pozycji „otwarty”.

Podsumować. Układ chłodzenia silnika pełni funkcje usuwania nadmiaru ciepła z jednostki napędowej, powstałego podczas pracy i utrzymania jego normalnego (pracy) trybu pracy.

Niezawodna i bezawaryjna praca silnika spalinowego (silnika spalinowego) nie może być prowadzona bez układu chłodzenia. Jego podstawowe zasady działania są wygodnie przedstawione w postaci schematu układu chłodzenia silnika. Głównym celem systemu jest usuwanie nadmiaru ciepła z silnika i. Dodatkową funkcją jest ogrzewanie samochodu piecem nagrzewnicy wnętrza. Urządzenie i zasada działania pokazane na schemacie są w przybliżeniu takie same dla różnych typów samochodów.

Schemat, elementy układu chłodzenia i ich praca

Główne elementy składające się na obwód układu chłodzenia silnika występują i są podobne w różnych typach silników: wtryskowym, wysokoprężnym i gaźnikowym.

Ogólny schemat układu chłodzenia silnika cieczą

Chłodzenie silnika cieczą umożliwia jednakowe odbieranie ciepła ze wszystkich jednostek i części silnika, niezależnie od stopnia obciążenia termicznego. Silnik chłodzony wodą wytwarza mniej hałasu niż silnik chłodzony powietrzem i szybciej się nagrzewa podczas rozruchu.

Układ chłodzenia silnika składa się z następujących części i elementów:

• płaszcz chłodzący (płaszcz wodny);
• kaloryfer;
• wentylator;
• pompa cieczy (pompa);
• zbiornik wyrównawczy;
• łączenie rur i kranów spustowych;
• ogrzewacz wnętrza.

• Za płaszcz chłodzący ("płaszcz wodny") uważa się wnęki łączące podwójne ścianki w miejscach, w których usuwanie nadmiaru ciepła jest najbardziej potrzebne.
• Kaloryfer. Zaprojektowany do rozpraszania ciepła do otaczającej atmosfery. Strukturalnie składa się z wielu zakrzywionych rurek z dodatkowymi żebrami w celu zwiększenia wymiany ciepła.
• Wentylator, który jest włączany elektromagnetycznym, rzadziej hydraulicznym sprzęgłem, po zadziałaniu czujnika temperatury płynu chłodzącego zwiększa przepływ powietrza w samochodzie. Wentylatory z „klasycznym” (zawsze włączonym) napędem pasowym są obecnie rzadkością, głównie w starszych samochodach.
• Odśrodkowa pompa cieczy (pompa) w układzie chłodzenia zapewnia stałą cyrkulację chłodziwa. Napęd pompy realizowany jest najczęściej za pomocą paska lub kół zębatych. Silniki z turbodoładowaniem i wtryskiem bezpośrednim są zwykle wyposażone w dodatkową pompę.
• Termostat jest główną jednostką regulującą przepływ chłodziwa, zwykle montowany między rurą wlotową chłodnicy a „płaszczem wodnym”, jest konstrukcyjnie wykonany w postaci zaworu bimetalicznego lub elektronicznego. Zadaniem termostatu jest utrzymanie określonego zakresu temperatury roboczej płynu chłodzącego we wszystkich trybach pracy silnika.
• Chłodnica nagrzewnicy jest bardzo podobna do mniejszej chłodnicy układu chłodzenia i znajduje się w przedziale pasażerskim. Podstawowa różnica polega na tym, że grzejnik nagrzewnicy przekazuje ciepło do kabiny pasażerskiej, podczas gdy grzejnik układu chłodzenia przekazuje ciepło do otoczenia.

Zasada działania

Zasada działania chłodzenia silnika cieczą jest następująca: cylindry otoczone są „płaszczem wodnym” płynu chłodzącego, który odprowadza nadmiar ciepła i przekazuje go do chłodnicy, skąd jest oddawany do atmosfery. Płyn, stale krążący, zapewnia optymalną temperaturę silnika.

Zasada działania układu chłodzenia silnika

Płyny chłodzące – płyn niezamarzający, płyn niezamarzający i woda – podczas pracy tworzą osad i kamień, które zakłócają normalną pracę całego układu.

Woda z zasady nie jest czysta chemicznie (z wyjątkiem wody destylowanej) - zawiera zanieczyszczenia, sole oraz wszelkiego rodzaju agresywne związki. W podwyższonych temperaturach wytrącają się i tworzą kamień.

W przeciwieństwie do wody, płyny niezamarzające nie tworzą kamienia, ale rozkładają się podczas pracy, a produkty rozkładu mają negatywny wpływ na działanie mechanizmów: na wewnętrznych powierzchniach elementów metalowych pojawia się korozyjny osad i warstwy substancji organicznych.

Ponadto do układu chłodzenia mogą dostać się różne obce zanieczyszczenia: olej, detergenty lub kurz. Służy również do awaryjnej naprawy uszkodzeń w grzejnikach, które mogą dostać się do środka.

Wszystkie te zanieczyszczenia osadzają się na wewnętrznych powierzchniach komponentów i zespołów. Charakteryzują się słabą przewodnością cieplną oraz zapychają cienkie rurki i ogniwa chłodnicy, zaburzając wydajną pracę układu chłodzenia, co prowadzi do przegrzewania się silnika.

Film o tym, jak działa chłodzenie silnika, zasada działania i awarie

Coś jeszcze przydatnego dla Ciebie:

Płukanie

Płukanie układu chłodzenia silnika to proces często zaniedbywany przez wielu kierowców, który prędzej czy później może spowodować fatalne konsekwencje.

Znaki, że czas się spłukać

1. Jeśli strzałka wskaźnika temperatury nie znajduje się pośrodku, ale podczas jazdy zmierza do czerwonej strefy;
2. W kabinie jest zimno, piec grzewczy nie daje odpowiedniej temperatury;
3. Wentylator chłodnicy włącza się zbyt często

Nie można przepłukać układu chłodzenia zwykłą wodą, ponieważ w układzie gromadzą się zanieczyszczenia, których nie można usunąć nawet wodą podgrzaną do wysokich temperatur.

Kamień usuwa się kwasem, a tłuszcze i związki organiczne wyłącznie alkaliami, ale niemożliwe jest jednoczesne wlanie obu kompozycji do grzejnika, ponieważ są one wzajemnie neutralizowane zgodnie z prawami chemii. Producenci produktów do spłukiwania, próbując rozwiązać ten problem, stworzyli szereg produktów, które można z grubsza podzielić na:

• alkaliczny;
• kwaśny;
• neutralny;
• dwuskładnikowy.

Pierwsze dwa są zbyt agresywne i prawie nigdy nie są używane w czystej postaci, ponieważ są niebezpieczne dla układu chłodzenia i wymagają neutralizacji po użyciu. Mniej powszechne są środki czyszczące dwuskładnikowe zawierające oba roztwory – zasadowy i kwaśny, które nalewa się naprzemiennie.

Największym popytem są neutralne środki czyszczące, które nie zawierają silnych zasad i kwasów. Środki te mają różny stopień skuteczności i mogą być wykorzystywane zarówno do profilaktyki, jak i do dokładnego płukania układu chłodzenia silnika przed silnymi zanieczyszczeniami.

Płukanie układu chłodzenia

Płukanie układu chłodzenia

1. Spuszcza się płyn niezamarzający, płyn niezamarzający lub wodę. Wcześniej musisz uruchomić silnik na kilka minut.
2. Napełnij system wodą i środkiem czyszczącym.
3. Włącz silnik na 5-30 minut (w zależności od marki środka czyszczącego) i włącz ogrzewanie wnętrza.
4. Po upływie czasu wskazanego w instrukcji silnik należy wyłączyć.
5. Spuść zużyty środek czyszczący.
6. Spłucz wodą lub specjalną mieszanką.
7. Wlać świeży płyn chłodzący.

Płukanie układu chłodzenia jest proste i niedrogie: mogą je wykonywać nawet niedoświadczeni właściciele samochodów. Operacja ta znacząco wydłuża żywotność silnika i utrzymuje jego osiągi na wysokim poziomie.

Awarie

Istnieje kilka najczęstszych problemów z chłodzeniem silnika:

1. Odpowietrzenie układu chłodzenia silnika: zdejmij śluzę powietrzną.
2. Niewystarczająca wydajność pompy: wymienić pompę. Wybierz pompę o maksymalnej wysokości wirnika.
3. Termostat jest uszkodzony: można go wyeliminować, wymieniając go na nowe urządzenie.
4. Niska wydajność chłodnicy: spłukiwanie starej lub wymiana standardowej na model o wyższych właściwościach rozpraszania ciepła.
5. Niewystarczająca wydajność głównego wentylatora: Zainstaluj nowy wentylator o wyższej wydajności.

Wideo - identyfikacja usterek układu chłodzenia w serwisie samochodowym

Regularna konserwacja, terminowa wymiana płynu chłodzącego gwarantuje długoletnią eksploatację pojazdu jako całości.