— система охлаждения, в которой для отвода тепла от двигателя используется циркуляция жидкости через каналы двигателя и радиатора.
Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наивыгоднейшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.
В период сгорания рабочей смеси температура в цилиндре достигает 2000 °C и более. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния двигателя в пределах 80-90°C. Сильный нагрев может вызвать нарушения нормальных рабочих зазоров и, как следствие, усиленный износ, заклинивание и поломку деталей, а также снижение мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, соприкасающиеся с горячими газами, отводя от них тепло в атмосферу непосредственно, либо при помощи промежуточного тела (воды, низкозамерзающей жидкости). При чрезмерно сильном охлаждении рабочая смесь, попадая на холодные стенки цилиндра конденсируется и стекает в картер двигателя, где разжижает моторное масло. Как следствие этого мощность двигателя уменьшается, а износ увеличивается. При понижении температуры масло густеет. Это является причиной того, что масло хуже подается в цилиндры и увеличивается расход топлива, уменьшается мощность. Поэтому система охлаждения должна ограничивать температурные пределы, обеспечивая наилучшие условия работы двигателя.
Типы систем охлаждения
Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.
Термические двигатели для А. требуют охлаждения цилиндров. Только для слабых, велосипедных газолиновых двигателей достаточно воздушного охлаждения при помощи рубцов, прилитых к поверхности цилиндра; для более сильных необходима циркуляция воды с помощью насоса между двойными стенками цилиндров, охлаждаемой в особом трубчатом приборе, помещаемом впереди А. и обдуваемом струей встречного воздуха.
Почему возникает перегрев двигателя?
Поломка термостата.
Отказавший термостат – самая распространенная поломка системы охлаждения. Термостат, не смотря на свое простое устройство, находится в агрессивной среде, покрывается окислами и отказывает… Двигатель будет перегреваться в случае заклинивания термостата в закрытом положении, так как антифриз не будет попадать в основной радиатор. Лечится такая неисправность заменой термостата на новый, который пред установкой имеет смысл «сварить».
Забитый радиатор.
Про забитый пылью радиатор и его чистку у нас есть отдельная статья. Забитый внутри радиатор с пластиковыми бачками, при сильном загрязнении, прочистить практически невозможно. Радиаторы с латунными бачками, раньше распаивали и пробивали соты шомполом, но в современных радиаторах это не возможно. При не сильном загрязнении имеет смысл промыть систему охлаждения. При сильном загрязнении радиатор обычно меняют.
Неисправная помпа.
Если вы не меняли своевременно антифриз и имевшиеся в нем ингибиторы коррозии прекратили работать, то вы вполне можете увидеть вот такую картину:
Так же помпа может заклинить или проскальзывать (в этом случае вы услышите свист ремня).
Помпу, как правило, меняют.
Позднее зажигание.
На старых моторах при неправильной регулировке зажигания возникал перегрев, но сегодня такие двигатели уже редкость.
Воздушное охлаждение
Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным.
Естественное воздушное охлаждение является самым простым видом охлаждения. Тепло от двигателя с такой системой охлаждения передаётся в окружающую среду через развитое оребрение на внешней поверхности цилиндров. Недостаток системы заключается в том, что она из-за низкой теплоёмкости воздуха не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки. Неравномерность обдува требует дополнительных мер для исключения локальных перегревов — более развитого оребрения в аэродинамической тени, обращения более нагретых выпускных каналов вперёд по потоку, а холодных впускных — назад и т.п. Естественное воздушное охлаждение распространено на двигателях лёгкой высокоподвижной техники: мотоциклы, мопеды, авиа- и автомодели. С систематическим ростом форсировки моторов мотоциклов на наиболее совершенных моделях воздушное охлаждение уступает место жидкостному. По причине малой массы естественное воздушное охлаждение широко применялось и на поршневых авиационных двигателях, где близкие к цилиндрическим и имевшие малую окружную скорость комли лопастей винта практически не работали как вентилятор, но скорость набегающего на самолёт потока была сама по себе очень высока.
Стационарные или плотно закапотированные двигатели оснащают системой принудительного воздушного охлаждения. В них с помощью вентилятора создаётся поток воздуха, который обдувает рёбра охлаждения. Вентилятор и оребрённые поверхности, как правило, закрыты направляющим кожухом. Достоинства такого двигателя аналогичны двигателям с естественным охлаждением: простота конструкции, малый вес, отсутствие охлаждающей жидкости. Однако такие двигатели отличаются повышенным шумом при работе, большими габаритами. Кроме того, при проектировании таких двигателей возникают проблемы с охлаждением отдельных элементов конструкции двигателя из-за неравномерного обдува. На легковых автомобилях, производимых в Европе, воздушное охлаждение широко применялось в 1950-х — 1970-х годах. В основном это небольшие машины типа Фольксваген Жук, Fiat 500, Citroën 2CV; особняком стоит представительская Tatra 613. В СССР самым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Выпускались грузовые автомобили с дизелями воздушного охлаждения (например грузовики под маркой «Татра» с момента начала выпуска и до начала 2010 годов оснащались исключительно такими двигателями). Двигатели с воздушным охлаждением имеют многие трактора (иногда — тяжёлые, например Т-330; чаще — малые, от обычных пропашных до мини-тракторов мелких частных хозяйств), для которых характерны установившиеся режимы работы двигателя и специфические требования к простоте обслуживания. В настоящее время (2015-е) принудительное воздушное охлаждение применяется на большинстве скутеров, моторизованном инструменте (бензопилы, газонокосилки и пр.), двигателях малогабаритных генераторных установок, на мотоблоках и прочих самоходных и стационарных малых сельскохозяйственных и коммунальных машинах. Для последних очень распространены унифицированные ряды простых одно-двухцилиндровых двигателей воздушного охлаждения, одинаковые у различных производителей (Briggs & Strattonruen, Honda, Subaru, китайские), в виде компактного законченного блока с креплением на горизонтальную плоскость.
Габариты
Выше среди недостатков мы выделили пункт о габаритах. Если сравнить между собой размеры моторов с разными типами охлаждения и прочими одинаковыми характеристиками, то преимущество все равно будет за «воздушником».
Даже несмотря на то, что вентилятор и дефлектор – это достаточно громоздкие устройства, параметры «воздушника» меньше, чем в варианте с жидкостным охлаждением.
Кроме того, для размещения традиционной водяной системы нужно больше пространства под капотом, чтобы разместить дополнительное оборудование. На кузове установлен немаленький радиатор с вентилятором. Немало места занимают шланги и патрубки.
Жидкостное охлаждение
Системы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.
Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых(проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.
К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода. В некоторых стационарных двигателях начала XX века мог отсутствовать радиатор, вместо этого имелся расширительный бак большого объёма — отчасти тепло рассеивалось за счёт испарения воды, отчасти — через стенки бака, а отчасти за счёт большого объёма воды, который не успевал достаточно прогреться за время работы двигателя.
«Воздушники» громкие
А вот это правда. Но даже огромный самосвал «Татра» не ревет, мотор просто более шумный. В особенностях конструкции не предусмотрено каких-либо эффективных звукопоглощающих систем. В жидкостных двигателях такие системы есть. Кроме того, шум усиливается за счет прохождения воздушных потоков через ребра цилиндров и головок.
Замкнутая система (Гибридный тип)
Сейчас гибридную систему называют также жидкостной. Фактически она всё же гибридная, так как там тоже участвует воздух.
Гибридный тип сочетает вышеуказанные системы: тепло от цилиндров отводится жидкостью, после чего она, на удалении от теплонагруженной части двигателя, охлаждается в радиаторах воздухом.
Внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев и обычно выполняются из отдельных частей:
внутренняя — рабочая втулка или гильза цилиндра
наружная — рубашка (у двигателей воздушного охлаждения рубашка имеет рёбра для эффективного отвода тепла)
Пространство между ними называется зарубашечным, в двигателе с водяным охлаждением тут циркулирует охлаждающая жидкость.
Система сохлаждения остоит из рубашки охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, одного или нескольких радиаторов, вентилятора принудительного охлаждения радиатора, жидкостного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Этот тип используется на всех современных автомобилях. Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая от неё тепло, а затем охлаждается сама в радиаторе. В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона входит именно в малый круг). Регулировка количества жидкости между кругами циркуляции жидкости осуществляется термостатом. Малый круг охлаждения предназначен для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. При этом охлаждающая жидкость фактически не охлаждается, так как не проходит через радиатор. Как только она нагреется до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать также и через радиатор, где непосредственно и охлаждается набегающим потоком воздуха (а в случае длительной стоянки — принудительно вентилятором). При этом, чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем сильнее открывается термостат, и тем сильнее жидкость охлаждается в радиаторе. Это и есть принцип поддержания оптимальной температуры двигателя 85-90 °C.
Очень опасным явлением является перегрев двигателя (кипение двигателя). При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Для предупреждения перегрева двигателя логично применять жидкости с высокой температурой кипения, однако проще всего оказалось держать всю систему под некоторым избыточным давлением (около 1,1 атм), при котором повышается температура кипения охлаждающей жидкости (около 110 °C и 120 °C для воды и антифриза соответственно). Кроме того, при превышении температуры охлаждающей жидкости более 105 °C, включается принудительный обдув радиатора вентилятором.
О ремонте и обслуживании
Для эксплуатации данных двигателей владелец должен немного понимать принцип работы системы и знать, где находится датчик температуры двигателя. В остальном, это надежная охлаждающая система, аналогов по простоте устройства которой нет. Не нужно раз в два года менять антифриз, не нужно использовать герметик для устранения течей, периодически менять помпу. И таких «не нужно» достаточно много.
Основные части жидкостной системы охлаждения
В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей наземного и воздушного транспорта, а также стационарных установок охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.
Основные части жидкостной системы охлаждения:
Рубашка охлаждения 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 — 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 — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей.
Радиатор имеет развитую поверхность, обдуваемую снаружи набегающим потоком воздуха. Радиатор изготавливается из материалов, хорошо проводящих тепло, чаще всего из алюминия (радиатор для охлаждения масла чаще всего делают из меди).
Вентилятор создаёт дополнительный поток воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. Может приводиться ременной передачей от вала двигателя, 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, которое может привести к повреждению двигателя. Автомобили начала-середины XX века часто не имели расширительных бачков. В них запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. Это было вполне допустимо, так как в основном в системе охлаждения использовалась вода, и её расширение при нагреве было небольшим. С распространением антифризов на основе этиленгликоля использование расширительного бака стало обязательным. Полупрозрачный бак, расположенный в доступном месте в верхней точке системы, облегчает также контроль уровня жидкости. В поршневой авиации также применяются двигатели, в которых цилиндры охлаждаются непосредственно набегающим воздухом, а головки цилиндров — с использованием жидкостной системы охлаждения. Такое решение позволяет снизить массу двигателя и одновременно более эффективно охлаждать головки цилиндров, которые являются наиболее теплонагруженными частями двигателя.
Назначение
В процессе работы ДВС температуры в камере сгорания могут достигать 2000 градусов. Если не будет надежной системы охлаждения, повысится расход масла и горючего. Перегрев приведет к быстрому износу и поломке двигателя.
Если мотор не будет достаточно прогреваться, это также будет на нем негативно сказываться. Если наблюдается переохлаждение, это грозит снижением мощности, интенсивным износу, повышенным расходом горючего.
Более того, в большинстве современных автомобилей, кроме основных задач, данная система выполняет и второстепенные функции. Первым делом это обеспечение работы отопителя. Также система призвана охлаждать не только сам двигатель, но и масло, жидкость в автоматической коробке передач. Иногда она действует и на дроссельный узел вместе с впускным коллектором.
В современной системе (будь то жидкостное или воздушное охлаждение двигателя) рассеивается до 35 процентов тепла, произведенного в результате горения топливо-воздушной смеси.
Испарительная система охлаждения
Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века. Кроме того в Китае по состоянию на 2014 год продолжают выпускаться дизели мощностью от 8 до 24 л.с. с испарительным охлаждением, предназначенные для мотоблоков и минитракторов.
Типичные неисправности
При всей надежности воздушных систем, поломки случаются и здесь. Одна из популярных неисправностей – это электроника. В системе имеется датчик температуры. Для тех, кто не знает, где находится датчик температуры двигателя: он расположен в масляном поддоне. В результате завышенных показаний данного датчика система может дать сбой.
Если на панели приборов загорелась лампа неисправности, то чаще всего причина заключается в обрыве ремня. Реже всего диагностируются проблемы, связанные с термостатом.
Полезные советы
Обратите внимание, не всегда снижение уровня антифриза или тосола указывает на проблемы именно с системой охлаждения. Охлаждающая жидкость может уходить прямо в цилиндры в том случае, если имеется повреждение прокладки ГБЦ, в головке или в блоке возникли трещины и т.д
В подобной ситуации двигатель часто дымит белым дымом, так как ОЖ в виде пара выходит через выпуск. В этом случае головку или блок необходимо снимать, в рамках диагностики производится опрессовка головки блока. Затем принимается решение о ремонте ГБЦ или замене элемента. Также антифриз или тосол может течь в том случае, если проблемы возникли с заглушками блока двигателя. Течи через заглушки укажут на необходимость замены заглушек двигателя.
Еще следует добавить, что с наступлением холодного времени года очень важно не только наличие ОЖ, залитой строго по уровню, но и плотность антифриза. Помните, если в процессе эксплуатации приходилось доливать дистиллированную воду, плотность раствора понижается
Простыми словами, при понижении температуры жидкость может замерзнуть. Результатом замерзания часто становятся как повреждения элементов системы охлаждения, так и самого ДВС.
Плотность ОЖ измеряется ареометром, при необходимости концентрацию антифриза следует повысить путем доливки концентрата. При этом смешивать антифризы и тосолы разных марок настоятельно не рекомендуется.
Также важно помнить, что концентрат ОЖ является сильнейшим ядом! Не допускайте попадания вещества на кожу, в глаза, не принимайте внутрь!
Еще раз отметим, что тосолы или антифризы на основе этиленгликоля имеют в своем составе пакет активных присадок, которые препятствуют образованию коррозии, обладают антиокислительными и противовспенивающими свойствами. Однако со временем присадки срабатываются и перестают работать.
В результате разрушается крыльчатка помпы, радиатор «разъедает» изнутри, ржавеют каналы в БЦ и ГБЦ. Также продукты распада ОЖ в совокупности с общим загрязнением могут закупорить каналы системы, нарушить работу термостата и т.д. По этой причине работа системы охлаждения ухудшается, значительно сокращается ресурс ее составных элементов. В отдельных случаях коррозия разрушает каналы рубашки охлаждения двигателя, тосол или антифриз попадает в цилиндры или в систему смазки.
Чтобы не допустить возможных последствий и избежать целого ряда проблем, охлаждающую жидкость нужно менять один раз в 2 года. Особенно это справедливо, если речь идет о ТОСОЛе. Замену желательно производить с промывкой системы охлаждения. Также сегодня существуют антифризы нового поколения типа G12+, которые рассчитаны на 3-4 года службы.
Если возникли сомнения в эффективности работы системы, а также под подозрением термостат и т.д., при первичной диагностике измерить температуру шлангов и патрубков позволяет инфракрасный термометр. Для быстрой проверки достаточно включить печку в салоне, затем замеряется температура подводящего и отводящего шлангов отопителя. Температура должна быть практически на одинаковой отметке. Если заметны явные отклонения, это может указывать на необходимость ремонта.
Напоследок отметим, что шланги при размещении в подкапотном пространстве следует обязательно проверять на отсутствие перегиба. Прежде всего, например, после замены патрубков, следует убедиться, что шланг не перегибается
Также важно, чтобы шланг не касался горячих поверхностей, не задевал за движущиеся элементы или острые кромки
Перегибы ухудшают циркуляцию ОЖ, что под нагрузкой может стать причиной перегревов. Что касается механический повреждений, движущиеся детали могут перетереть шланг, острые края вызывают порезы, контакт с нагретыми поверхностями становится причиной ускоренного растрескивания патрубков. Результат — утечка охлаждающей жидкости, которая может стать причиной перегрева ДВС.
Установка датчиков температуры в головку двигателя, общие рекомендации
Установка датчиков температуры в головки двигателя — не сложна. Для установки датчиков без снятия головок цилиндра с двигателя, необходимо заранее определить места подготовки углублений. К примеру, осмотрев аналог головки в магазине. При сверливании углубления под датчик, применяйте сверло диаметром на 2-3 сотки больше диаметра датчика и не сверлите головку насквозь! Минимальным считается углубление, в которое датчик помещается на высоту не менее 7 мм (относится к датчику кит набора). При этом на выступающую часть датчиков, следует одеть кембрик — лишив датчики обдува воздушным потоком. Идеальный вариант — датчики полностью погружены в тело головки и не выступают наружу. Плюс такой установки — один раз установил и забыл! В дальнейшем нет необходимости демонтировать датчики, к примеру, при замене свечей зажигания, а значит, нет риска повреждения. Чем ближе датчики располагаются к центру головок, тем точнее показания и оперативнее их смена. Устанавливать датчики в головку двигателя, со стороны выхлопного коллектора не рекомендуем — температура будет завышена.
Толщина головки в месте монтажа свечи зажигания, обычно равна длине резьбы свечи. Достаточно часто, углубление под датчик сверлят вблизи свечи, таким образом, что бы свеча находилась между датчиком и вентилятором. Такой способ правильный — датчик максимально приближен к центру головки. Если используете такой метод, учитывайте, что бы при монтаже свечи, ключ не касался датчика.
Перед установкой датчика в углубление, углубление обязательно наполняется термопастой КПТ 8 или аналогичной. Термопаста заполняет воздушные прослойки и способствует 99,9% передачи тепла от головки на датчик. Установив датчик, края углублений немного деформируются керном (деформировать датчики не допустимо). Таким образом датчик фиксируется от выпадения.
Установка датчика температуры в головку снегохода Буран
На наш взгляд не самое удачное место для установки. При такой установке датчика (со стороны выхлопа) показания будут более высокими. Ведь понятно, что выхлопные газы имеют значительные температуры. К тому же, провода датчиков остались не защищены и очень скоро, от вибрации потеряют изоляцию от замкнут. О том как работает кит набор Мото термометр на снегоходе Буран
Установка датчиков в головку двигателя снегохода Тайга
Место установки датчика выбрано в ребре жёсткости головки двигателя, проходящем крест на крест, от шпильки к шпильке. Толщина металла в этом месте около 26 мм
Масло для четырехтактных двигателей
Вязкость смазки определяет уровень защиты двигателя от износа
Если речь идет о смазке для четырехтактных моторов, то ключевым параметром будет вязкость, в общем, как и для автомобильных двигателей. Вязкость определяет уровень защиты двигателя от износа. Нагрузки в мотоциклетном двигатели существенно выше чем в автомобильном и масло довольно быстро вытесняется из трущихся пар именно это и определило то, что использование жидких масел недопустимо. Японские производители мотоциклетной настоятельно рекомендуют использовать такое масло как SAE 10w40. Его относят к всесезонным маркам. Опыт говорит о том, что такая смазка может быть использована в технике, которая эксплуатируется от оттепели до первого снега.
Но у такого мотомасла, есть существенный недостаток – при резком падении температуры на улице оно может быстро загустеть, высокая температура, приведет к его разжижению, до не допустимого предела.
Как к нам добраться?
При движении от ул. Профсоюзная в сторону Ленинского проспекта. Вам необходимо пересечь перекресток с ул. Академика Волгина прямо и проехать до пешеходного светофора, за светофором через 50 метров будет поворот направо под шлагбаум (при въезде будет необходимо сказать охране, что Вы едете в Автотехцентр Авангард), далее движетесь прямо 150 метров и Вы приехали, Добро пожаловать!
При движении от Ленинского просп. по ул. Миклухо-Маклая в сторону ул. Профсоюзная. Перед пешеходным светофором (это первый светофор от Ленинского в сторону Профсоюзная) не доезжая до него 50 метров будет поворот налево под шлагбаум (при въезде будет необходимо сказать охране, что Вы едете в Автотехцентр Авангард), далее движетесь прямо 150 метров и Вы приехали, Добро пожаловать! Тел.
