Система охолодження двигуна в автомобілі покликана захистити робочий агрегат від перегріву і тим самим контролює працездатність всього моторного блоку. Охолодження є найважливішою функцією в роботі двигуна внутрішнього згоряння.
Наслідки несправності охолодження ДВЗ можуть стати фатальними для самого агрегату, аж до повного виходу з ладу блоку циліндрів. Пошкоджені вузли вже можуть не підлягати відновлювальних робіт, їх ремонтопридатність буде дорівнює нулю. Слід зі всією увагою та відповідальністю поставитися до експлуатації та проводити періодичне промивання системи охолодження двигуна.
Контролюючи систему охолодження, автовласник безпосередньо дбає про “здоров’я серця” свого залізного “коня”.
Призначення системи охолодження
Температура в блоці циліндрів при працюючому агрегаті може підніматися до 1900 ℃. З цього обсягу тепла тільки частина є корисною і використовується в необхідних режимах роботи. Решта виводиться системою охолодження за межі моторного відсіку. Збільшення температурного режиму понад норми загрожує негативними наслідками, які призводять до прогорання палива і мастильних матеріалів, порушення технічних зазорів між певними деталями, особливо в поршневій групі, що призведе до зменшення терміну їх служби. Перегрів мотора, як наслідок несправності системи охолодження двигуна, є однією з причин детонації горючої суміші, що подається в камеру згорання.
Переохолодження двигуна також небажано. В “холодному” агрегаті з’являється втрата потужності, густина масла підвищується, із-за чого збільшується тертя незмащені вузлів. Робоча горюча суміш частково конденсується, тим самим позбавляючи стінки циліндра мастила. Разом з тим, поверхня стінки циліндра піддається процесу корозії унаслідок утворення сірчаних відкладень.
Система охолодження двигуна призначена стабілізувати тепловий режим, необхідний для нормального функціонування двигуна транспортного засобу.
Типи системи охолодження
Система охолодження двигуна класифікується за способом відведення тепла:
- охолодження за допомогою рідин у закритому типі;
- охолодження повітрям у відкритому типі;
- комбінована (гібридна) система відводу тепла.
В даний час повітряне охолодження в автомобілях зустрічається вкрай рідко. Рідинне може бути і відкритого типу. У таких системах відведення тепла відбувається через пароотводную трубку в навколишнє середовище. Закрита система ізольована від зовнішньої атмосфери. Тому тиск в системі охолодження двигуна такого типу набагато вище. При високому тиску збільшується поріг закипання охолоджуючого елемента. Температура холодоагенту в закритій системі може досягати 120 ℃.
Охолодження повітрям
Природне припливний охолодження повітряними масами являє собою найпростіший спосіб відведення тепла. Двигуни з даним типом охолодження викидають тепло в навколишнє середовище за допомогою радіаторних ребер, що знаходяться на поверхні агрегату. Така система має величезний недолік функціональної можливості. Справа в тому, що такий спосіб безпосередньо залежить від невеликої питомої теплоємності повітря. До того ж, присутні проблеми з рівномірністю відводу тепла від двигуна.
Такі нюанси перешкоджають монтажу одночасно ефективною і компактної установки. В системі охолодження двигуна повітря надходить нерівномірно на всі частини, і тоді доводиться уникати можливості локального перегріву. Слідуючи конструктивним особливостям, ребра для охолоджування монтують в тих місцях двигуна, де повітряні маси найменш активні, через аеродинамічних властивостей. Ті частини мотора, які найбільше піддаються нагріванню, розташовують назустріч повітряним масам, при цьому більш “холодні” ділянки розміщують позаду.
Примусове охолодження повітрям
Двигуни з таким типом відведення зайвого тепла обладнані вентилятором і ребрами охолодження. Такий набір конструктивних вузлів дозволяє штучно нагнітати повітря в систему охолодження двигуна для обдування охолоджуючих ребер. Над вентилятором і ребрами встановлюється захисний кожух, який бере участь в напрямку повітряних мас для охолодження і перешкоджає попаданню тепла ззовні.
Позитивними моментами в даному типі охолодження приймається простота конструктивних особливостей, мала вага, відсутність вузлів подачі і циркуляції холодоагенту. Недоліками вважаються високий шумовий рівень функціонування системи і громіздкість пристрою. Також в примусовому повітряному охолодженні не вирішена проблема з локальним перегрівом агрегату і неуважністю обдування, незважаючи на встановлені кожухи.
Такий тип попередження перегріву двигунів активно застосовувався аж до 70-х років. Робота системи охолодження двигуна з примусовим повітряним типом була популярна на малолітражних транспортних засобах.
Охолодження за допомогою рідин
Рідинна система охолодження на сьогодні є найбільш популярною і поширеною. Процес відведення тепла відбувається за допомогою рідкого холодоагенту, що циркулює по основних елементах двигуна за спеціальним закритим магістралях. Гібридна система поєднує в собі елементи повітряного охолодження одночасно з рідким. Рідина охолоджується в радіаторі, що має ребра і вентилятор з кожухом. Також такий радіатор охолоджується припливними повітряними масами при русі транспортного засобу.
Рідинна система охолодження двигуна видає мінімальний рівень шуму при експлуатації. Даний тип повсюдно збирає тепло і відводить його від двигуна з високою ефективністю.
За методом руху рідкого холодоагенту системи класифікуються:
- примусова циркуляція – рух рідини відбувається за допомогою насоса, що є частиною двигуна і безпосередньо системи охолодження;
- термосифонна циркуляція – рух здійснюється за рахунок різниці в щільності нагрітого і охолодженого холодоагенту;
- комбінований метод – циркуляція рідини діє одночасно першими двома способами.
Пристрій системи охолодження двигуна
Конструкція рідинного охолодження має однакову структуру та елементи, як для бензинового двигуна, так і для дизельного. Система складається з:
- радіаторного блоку;
- масляного радіатора;
- вентилятора, з встановленим кожухом;
- помпу (насос з відцентровою силою);
- бачок для розширення нагрітої рідини та контролю рівня;
- термостат циркуляції холодоагенту.
При промиванні системи охолодження двигуна зачіпаються всі дані вузли (крім вентилятора) для більш ефективної подальшої роботи.
Охолоджуюча рідина циркулює по магістралях всередині блоку. Сукупність таких проходів називається “сорочкою охолодження”. Вона охоплює найбільш піддаються нагріванню ділянки двигуна. Холодоагент, рухаючись по ній, вбирає в себе тепло і несе його до радиаторному блоку. Охолоджуючись, він повторює коло.
Функціонування системи
Одним з основних елементів у пристрої системи охолодження двигуна вважається радіатор. Його завданням є остуджувати холодоагент. Він складається з решітки решетування, в межах якої прокладено трубки для руху рідини. Охолоджуюча рідина потрапляє в радіатор через нижній патрубок і виходить через верхній, який вмонтований у верхній бачок. Зверху бачка є горловина, закрита кришкою зі спеціальним клапаном. Коли зростає тиск у системі охолодження двигуна, клапан відкривається і рідина надходить в розширювальний бачок, прикріплений окремо в моторному відсіку.
Також на радіаторі знаходиться датчик температури, який сигналізує водієві про граничний нагріванні рідини за допомогою приладу, встановленого у салоні на інформаційній панелі. У більшості випадків до радіатора кріпиться вентилятор (буває два) з кожухом. Вентилятор активується автоматично при досягненні критичної температури охолоджуючої рідини або працює примусово від приводу з помпою.
Помпа забезпечує постійну циркуляцію охолоджуючої рідини по всій системі. Енергію обертання насос отримує шляхом пасової передачі від шківа коленвала.
Термостат управляє великим і малим колом циркуляції холодоагенту. При першому пуску двигуна термостат пускає рідина по малому колу для того, щоб моторний агрегат швидше прогрівся до робочої температури. Після цього термостат відкриває велике коло системи охолодження двигуна.
Антифриз або вода
В якості охолоджуючої рідини використовується вода або антифриз. Сучасні автовласники стали всі частіше застосовувати останнім. Вода замерзає при мінусових температурах і є каталізатором процесів корозії, що негативно позначається на системі. Єдиним плюсом є її висока тепловіддача і ще, мабуть, доступність.
Антифриз не замерзає при холоді, запобігає корозії, перешкоджає сірчаним відкладів у системі охолодження двигуна. Але має більш низьку тепловіддачу, що негативно позначається в жарку пору року.
Несправності
Наслідками несправності охолодження стають перегрів або переохолодження двигуна. Перегрів може бути викликаний недостатністю рідини в системі, нестабільною роботою помпи або вентилятора. Також неправильною роботою термостата, коли він повинен відкрити велике коло охолодження.
Несправності системи охолодження двигуна можуть бути викликано сильним забрудненням радіатора, зашлакованностью магістралей, поганою роботою кришки радіатора, розширювального бачка або неякісним антифризом.
