Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя

Конструкция, основные принципы устройства и функционирования чиллера

На данной странице официального электронного каталога продукции General Climate представлены чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора. Водяное охлаждение конденсатора в таких установках менее распространено. В инженерной системе кондиционирования чиллер с воздушным охлаждением конденсатора выполняет функции переносчика тепла от холодоносителя (хладагента).

Излишнее тепло (разогретый воздух) принимается испарителем и сбрасывается конденсатором в окружающую среду за контур вентиляционной системы здания. Таким образом, конденсатор – ключевой функциональный элемент чиллера с воздушным охлаждением.

Конденсатор в данном случае состоит из группы трубок (трубчатых элементов), по которым протекает охлаждающее вещество. Хладагент чиллера не следует путать с фрионом — для воздушного охлаждения это вещество не используется.

Трубки конденсатора обдуваются наружным (уличным) воздухом. Таким образом, вещество внутри конденсатора охлаждается, а воздух нагревается. В принципе, эффективность работы чиллера определяется тем, насколько охлаждено вещество в конденсаторе, чтобы минимизировать температуру на трубчатые элементы конденсатора накладываются алюминиевые или медные ребра.
Такому агрегату не нужен специальный дорогостоящий охлаждающий элемент – охлаждение происходит естественно за счет воздушного потока с улицы.

Клапаны в климатическом агрегате данного типа:

• соленоидный — электрический запорный клапан управляет потоками охлаждающего вещества в трубчатых элементах конденсатора (данный запорный элемент закрывается при остановке компрессора и открывается при включении);
• перепускной клапан управляет мощностью компрессорной системы.

Особенности оборудования

Принцип действия оборудования имеет технические особенности, оно не является кондиционером в привычном понимании. Чиллер может охватывать настолько разные площади, что это приспособление можно использовать как для квартир, так и для ТЦ.

Из главных особенностей можно выделить:

• Все параметры, установленные в каждом помещении, будут поддерживаться в автоматическом режиме.
• Система охлаждения считается гибкой, и расстояние между чиллером и фанкойлами ограничивается только мощностью насоса. Длина расположения может доходить до сотни метров.
• Устройство является экологическим и безопасным.
• Благодаря тому, что применяется запорная арматура, вероятность залива минимизирована.
• Прибор удобно использовать, благодаря гибкости планировки и малых расходов полезной площади для монтажа.
• Чиллер, как холодильная установка, практически не издает шума при работе, поэтому не станет привлекать внимания.
• Оборудование допускается использовать в любое время года вне зависимости от погодных условий.

Подбор подходящего аппарата должен включать в себя оценку характеристик, рассмотрение разных типов приборов, а также ознакомление с рейтингом конкретной модели. Чтобы выбрать подходящий вариант, следует проконсультироваться с людьми, разбирающимися в чиллерах.

Распространенные мифы о «воздушниках», истина или вымысел

К сожалению, недостатки «Запорожца» окончательно подорвали доверие отечественных автолюбителей к воздушной системе охлаждения двигателя. Ее обвиняли в сильном нагревании, недостаточной мощности и быстром выходе из строя. В то время, как немецкий «Жук», оснащенный подобной системой, пользуется неизменной популярностью у потребителей, радуя производителя постоянным повышенным спросом.

Равняясь на характеристики германского автомобиля, подробно исследуем некоторые довольно распространенные легенды, преследующие двигатели, охлаждаемые воздухом.

Утверждение 1. «Воздушник» проигрывает жидкостной системе за счет сильного нагревания

Отнюдь не является непреложной истиной. В действительности температурные особенности, наоборот, можно считать достоинством двигателя, охлаждаемого воздушным потоком. Разумеется, пониженная теплопроводность не позволяет воздуху отбирать тепло с достаточной скоростью, обеспечиваемой водой или антифризом.

Однако, отличие температур на поверхности цилиндров и во внешней среде значительно больше разницы между стенками и жидкостью, перемещающейся внутри системы. Поэтому, погодные условия в меньшей степени влияют на тепловой режим «воздушника». Возможность перегрева мотора с жидкостным охлаждением в жару намного выше.

Утверждение 2. Большие габариты

Также весьма спорно. При сравнении размеров двух двигателей, имеющих равные диаметры цилиндров и одинаковый ход поршня, но оснащенные разными системами охлаждения, преимущество зачастую оказывается на стороне «воздушника».

Несмотря на довольно внушительный вид вентилятора с дефлектором и достаточно громоздкие кожухи, окружающие цилиндры с головками, его параметры оказываются несколько компактнее, чем у жидкостного агрегата.

К тому же, «водянка» занимает значительно большее пространство за счет дополнительного оборудования, выносимого за пределы двигателя. На кузове находится весьма громоздкий радиатор, оснащенный вентилятором. Также большое количество всевозможных шлангов отнюдь не добавляют компактности.

Утверждение 3. Воздушные системы проигрывают жидкостным в надежности

Не соответствует действительности. Статистические исследования утверждают, что в одном из пяти случаев отказа двигателя вина ложится на жидкостное охлаждение. Причиной являются отказоопасные детали наподобие термостата, радиатора, помпы и пр.

Простота конструкции обеспечивает надежность вентилятора с дефлектором, объясняемую низкой вероятностью поломки. Кроме того, привлекательным моментом, свидетельствующим в пользу «воздушника», считается снижение расходов на обслуживание системы.

Утверждение 4. Воздушное охлаждение слишком громкое

К сожалению, является истинным. Конструктивными особенностями воздушной системы не предусмотрены эффективные звукопоглощающие устройства, которыми располагает жидкостной двигатель. Кроме того, ребра цилиндров и головок «воздушника» иногда, наоборот, усиливают шумы, производимые функционирующим мотором.

Конструкторы предусмотрели звукоизоляцию жидкостной системы, осуществляемую благодаря удвоенным стенкам рубашки охлаждения, внутри которой циркулирует антифриз или вода. Поэтому на этой позиции «воздушник» действительно оказался в проигрыше.

Утверждение 5. Воздушные двигатели быстрее изнашиваются

Является правильным применительно к устаревшим системам. Вентилятор просто нагнетал потоки воздуха на ребра цилиндров, не обеспечивая достаточной равномерности обдува. Современные двигатели характеризуются рациональным распределением тепла.

К тому же, более высокая температура на стенках цилиндров «воздушников» способствует сокращению потерь, вызываемых трением колец о цилиндры благодаря лучшему разжижению смазочных материалов. Это объясняет меньший износ деталей. Масло меньше подвергается окислению, что замедляет его старение, позволяя экономить на частой замене.

Утверждение 6. Недостаточная мощность

Не совсем верно. Причиной подобного обвинения является ухудшение весового наполнения цилиндров рабочей жидкостью, вызывающее непродолжительное падение мощности двигателя. Это происходит благодаря повышению температуры цилиндров и головок с увеличением нагрузки, что ведет к нежелательному нагреванию воздуха внутри системы.

Однако, при большем количестве оборотов разница в коэффициенте наполнения у воздушных двигателей и жидкостных моторов становится меньше 3,5%, установленных исследованиями, практически устремляясь к нулю. Поэтому, бороться с потерей отдачи можно, увеличивая обороты.

Система воздушного охлаждения двигателя: устройство, преимущества и недостатки

Сегодня мы поговорим о воздушном охлаждении двигателей авто, разберем его принцип действия, а также ознакомимся с его достоинствами и недостатками.

Устройство

Во время работы, мотор автомобиля разогревается до высоких температур, которые оказывают негативное влияние на его функциональное состояние. Чтобы не возникало перегрева, в конструкции автомобиля применяется система охлаждения, которая, как мы сказали чуть выше, бывает жидкостной и воздушной. Охлаждение посредством антифриза затрагивать не будем, а вот про устройство системы воздушного охлаждения поговорим более подробно.

Как не трудно догадаться, основным носителем «прохлады» выступает поток воздуха, нагнетаемый мощным кулером (вентилятором). Помимо вентилятора, состав данной схемы предусматривает наличие охладительных ребер камер сгорания цилиндров и головки блока цилиндров, искусственно увеличивающих площадь охлаждения. Для изоляции элементов применяются специальные кожухи. Дефлекторы служат устройствами, регулирующими направление воздушного потока. Разумеется, за всей системой неусыпно наблюдают всевозможные контрольные датчики.

Принцип работы

Ввиду наибольшего нагрева «головы» и цилиндропоршневой зоны основной поток воздуха направляется именно на них. Чтобы он доходил наиболее полно, предусматривается его распределение по каналам, образованным ребрами охлаждения. Дальнейшее продвижение потока за счет нескольких дефлекторов перенаправляется по остальным частям силового агрегата. Дефлекторы представляют собой тонкие, но достаточно твердые металлические пластины. Поступающее количество воздуха поистине огромное. Вентилятор ежеминутно способен поставлять почти 30 кубических метров аэросмеси, что позволяет обеспечивать полноценное функционирование движка небольшого объема и умеренной мощности без каких-либо температурных ограничений эксплуатационной среды. Уровень интенсивности охлаждения изменяется автоматически, посредством термостата и заслонок.

Преимущества и недостатки использования.

Преимуществами системы воздушного охлаждения можно назвать несомненную простоту устройства, не требующую вмешательства во внутреннюю конструкцию мотора и подразумевающую элементарные обслуживающие мероприятия. Помимо этого, аэроохлаждение делает возможным значительное снижение веса силового агрегата. Отметим и превосходные показатели холодного пуска, характерные для автомобилей с данными системами.

Недостатки подобного охлаждения тоже имеются. Например, двигатели, в случае использования воздушного теплоотведения, становятся намного более требовательными к качеству топлива и смазывающих материалов, так как их функционирование связано с осложненными условиями. Отметим и повышенный уровень шума, который неминуемо возникает во время работы. Не оставим без внимания и увеличенные размеры (не путать с массой) двигателя. К сожалению, и равномерность охладительных процессов оставляет желать лучшего.

Наиболее распространенные неисправности.

Характерным признаком сбоев в системе воздушного охлаждение является повышение температурных показателей двигателя выше предельно допустимой границы. Как только водитель замечает, что начался перегрев, ему необходимо заглушить авто, чтобы выяснить причину аномального роста температуры.

Наиболее частой причиной сбоев является обрыв приводящего ремня основного кулера. В случае если это произошло, приборная панель проинформирует автолюбителя включением соответствующей сигнализирующей лампой. Помимо этого, порой случаются проблемы в работе термостата, однако они не являются слишком распространенным явлением.

Итоги

Система воздушного охлаждения применялась на таких моделях как Фольксваген Жук и Транспортер, Порше 911 и некоторых других.

В нынешние времена популярность такого решения сократилась до минимума. В основном это обусловлено чрезвычайным распространением автомобилей, имеющих поперечное расположение силового агрегата. Такая конструкция делает невозможным наличие должного воздушного охлаждения, да и установка жидкостных систем охлаждения в этом случае гораздо более удобна и продуктивна.

Принцип работы аппарата

Ключевую функцию выполняет группа теплообменников, по которым и проходят обслуживаемые среды – газы, пары, жидкости и т. д. И здесь надо подробнее рассмотреть сам принцип взаимодействия охлаждающей инфраструктуры и ее функциональных элементов.

Теплообменник представляет несколько проточных каналов, которые разделяются металлическими ребрами

К слову, в изготовлении ребер может применяться алюминий, медь или сталь, но во всех случаях важно наличие оцинкованного покрытия. Перед входом в теплообменные каналы также устанавливается коллектор – он отвечает за распределение между подающими и отводными трубопроводами

В этой же части происходит управление потоками охлаждаемых сред. Вентиляторы также являются важным функциональным звеном, без которого не обходятся аппараты воздушного охлаждения. Работа этого элемента заключается в поддержании циркуляции воздушных масс с целью вывода тепловой энергии, выделяемой в процессе прохождения обслуживаемой среды. Забор тепла как раз выполняется аккумулирующими ребрами, а в целях повышения охлаждающего фона иногда используют специальные технологические добавки для теплообменника.

Конструкция подшипниковых узлов

Одними из наименее надежных узлов электродвигателя являются подшипники. Помимо того, что они требуют постоянного технического обслуживания, они также достаточно чувствительны к внешним воздействиям – температуре, попаданию влаги и грязи вовнутрь, механическим воздействиям.

Электродвигатели АВВ для АВО оснащены шариковыми подшипниками с обоих сторон производства SKF или FAG. Конструкция электродвигателя позволяет производить замену смазки подшипников без снятия подшипникового щита. Интервалы, количество и тип необходимой смазки указаны в инструкции по монтажу и эксплуатации, поставляемой совместно с электродвигателем, а также непосредственно на его паспортной табличке. Срок службы подшипников при соблюдении надлежащих условий монтажа и эксплуатации составляет 100 000 моточасов.

Для защиты от проникновения влаги и грязи переднего подшипника электродвигателя, который установлен вертикально валом вверх, компания АВВ разработала ряд специальных защит: в частности, все двигатели уже в стандартном исполнении имеют лабиринтное уплотнение, которое не позволяет попасть внутрь грязи и влаге во время простоя двигателя, а также специальную «тарелку», установленную перед подшипником, которая защищает его во время работы. Данная конструкция прошла серьезные испытания и показала свою состоятельность.

Кроме того, электродвигатели имеют специальный фланец с отверстиями для стока воды, чтобы она не задерживалась в районе подшипниковых узлов (рис. 3).

Рис. 3. Лабиринтное уплотнение и специальный фланец

Замена жидкости и промывка

Хладагент меняют примерно раз в 2 года (или через каждые 45 000 километров пробега). Для этого сначала необходимо слить жидкость, для чего нужно:

• ослабить пробку, находящуюся в расширительном бачке;
• открыть кран, расположенный в радиаторе, предварительно подставив под него емкость для сбора охладителя.

При сливе лучше обеспечит наклон авто вперед, чуть приподняв его заднюю часть. Так хладагент будет вытекать гораздо быстрее. Наклон обеспечивают путем установки небольших брусочков под задние колеса или с помощью домкрата.

После требуется промыть систему. Для этого надо выполнить следующие действия:

• залить в систему дистиллированную воду (в идеале – чуть подкисленную лимонной или уксусной кислотой);
• запустить мотор и дать ему поработать некоторое время (не больше 20 минут в общей сложности);
• заглушить двигатель и слить воду описанным выше способом.

промывка системы охлаждения

Зачем нужна промывка? Дело в том, что в результате коррозии, а также наличия в охладителе специальных примесей на патрубках узла образуется налет, который существенно затрудняет их проходимость. В результате отъем тепла от цилиндрогруппы и его перенос на радиатор становятся куда менее эффективными. Для очистки можно использовать не только воду, но и специальные составы, которые можно приобрести в автомобильных магазинах. Однако следует учитывать, что это обойдется гораздо дороже. Впрочем, результат очистки будет гораздо лучше.

Затем необходимо заправить новый хладагент. Это делают через расширительный бачок, предварительно отсоединив его с посадочного места и освободив одно из отверстий. Когда заправка завершена, бачок устанавливают на прежнее место и на некоторое время запускают мотор. Это необходимо для того, чтобы охладитель равномерно разошелся по системе. После заправки обязательно нужно проверить уровень хладагента и убедится в отсутствии подтеканий.

Как Отто двигатель разрабатывал

Агрегат, изобретенный ученым по имени Альфонс Бо де Роша, а затем построенный немецким инженером Николаусом Отто в 1867 году, в те годы считался максимумом технологичности и практически совершенством. Аналогов для него просто не существовало. Мотор был очень недорогим в эксплуатации, имел компактные размеры, а также ему не нужно было частое обслуживание.

Работа четырехтактного двигателя была построена по четкому алгоритму. Сегодня его называют «циклом Отто». В 1875 г. Николаус Отто в своей компании выпускал больше, чем 600 двигателей за год.

Читать также: Станки для бизнеса на дому

Жидкостная система охлаждения

Жиддкостная система охлаждения более инерционна, двигатель медленно прогревается, но и медленно остывает. Кроме того, большая теплоемкость охлаждающей жидкости обеспечивают интенсивный и равномерный теплоотвод и меньшую температуру деталей.

Теплота, отводимая от двигателей, используется для подогрева впускного трубопровода и улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду.

Приборы системы охлаждения:

радиатора 3, вентилятора 1, жидкостного насоса 8, рубашки охлаждения блока цилиндров, рубашки охлаждения головки блока цилиндров, термостата 10, патрубков 6,17 шлангов 9, расширительного бачка, приборов контроля температуры жидкости 13, сливных краников 18, 19.

Виды жидкостных систем охлаждения

Жидкостная система охлаждения может быть термосифонной и принудительной , открытой и закрытой . Большинство современных автомобильных двигателей оснащены принудительной системой охлаждения закрытого типа из-за ряда существенных преимуществ.

Закипевшая охлаждающая жидкость резко снижает эффективность системы охлаждения, так как в этом случае в жидкости образуются пузырьки пара, препятствующие циркуляции жидкости и теплообменным процессам. Поэтому современные автомобильные двигатели оснащаются закрытой системой охлаждения, позволяющей использовать более высокий нагрев жидкости без закипания.

Устройство и работа жидкостной системы охлаждения

В классическом исполнении жидкостная система охлаждения двигателя состоит из жидкостного и воздушного трактов. Жидкостный тракт системы включает в себя (см. рис. 1) : рубашку 6 охлаждения, термостат, радиатор 1, жидкостный насос 5, расширительный бачок 4 и трубопроводы.

Воздушный тракт системы состоит из радиатора 1, вентилятора 9 и направляющих элементов тракта (диффузора).

По малому кругу жидкость циркулирует при пуске холодного двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев до рабочих температур. Когда двигатель прогревается, термостат обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по большому кругу, через радиатор.

Клапан термостата начинает открываться, пропуская охлаждающую жидкость в радиатор при температуре 70…87 ˚С.

Охлаждающая жидкость может подводиться к рубашке охлаждения двигателя через нижний пояс цилиндров, верхний пояс и головку блока цилиндров. Подвод охлаждающей жидкости через нижний пояс цилиндров характерен для дизелей, которые допускают повышение температуры головки блока цилиндров, способствующее лучшему воспламенению рабочей смеси от сжатия.

В двигателях с принудительным воспламенением, склонных к детонации при наличии в камере сгорания перегретых зон, охлаждающая жидкость подводится через верхние пояса (рис. 1,б) или даже через головку блока цилиндров (рис. 1,в) . В последнем случае нагретые участки головки блока цилиндров охлаждаются наиболее интенсивно.

Для подвода охлаждающей жидкости в рубашку охлаждения иногда применяют водораспределительные трубы 14 (рис. 1,в) , имеющие окна против каждого цилиндра. Благодаря этому достигается параллельный подвод охлаждающей жидкости одинаковой температуры ко всем цилиндрам и улучшается равномерность их охлаждения.

Контроль над работой системы охлаждения осуществляется с помощью датчиков и указателя температуры, а также сигнализатора аварийной температуры охлаждающей жидкости.

Датчики устанавливаются в системе охлаждения двигателя, а указатель и сигнализатор – на приборной доске (щитке приборов) в кабине водителя.

Теплота, отводимая жидкостью от деталей двигателя, используется для подогрева впускного трубопровода, улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду.

Диагностика неисправностей вентилятора охлаждения

Ни самый инновационный электрический мотор, имеющий большую мощность, ни сверхнадежный блок или регулятор управления не в состоянии на все сто процентов защитить охлаждающую систему от поломок. Учитывая то, что вышедший из строя вентилятор охлаждения, который дует не туда, куда надо, или вовсе не вращается, способен стать виновником перегрева двигателя, следить за его нормальным функционированием требуется постоянно.

Вовремя сделанный ремонт компонентов системы убережет ваш автомобиль от многих неприятностей, но здесь важно правильно установить причину поломки вентилятора. Другими словами, сначала нужно найти проблему, по которой, например, не работает регулятор оборотов коленвала либо блок управления, либо электрический мотор

Диагностику неисправностей вентилятора может провести любой водитель, ориентируясь на далее приведенные рекомендации.

Проверку следует начинать с демонтажа разъема (штекерного) температурного датчика и его обследования. В тех случаях, когда датчик является одинарным, нужно взять небольшой кусок обычной проволоки и замкнуть в штекере клеммы. При исправном вентиляторе блок управления или реле должны дать команду на его включение при замыкании. Если интересующее нас устройство не включается при такой проверке, это значит, что требуется его ремонт либо замена.

При наличии двойного термодатчика принцип проверки немного изменяется, и выполняется в два этапа:

1. Замыкают красный и красно-белый проводок. При этом должно фиксироваться медленное вращение вентилятора.
2. Замыкают проводки красного и черного цвета. Теперь вращение должно значительно ускориться.

Если вращения не наблюдается, вентилятор придется демонтировать и установить на его место новое устройство. Если постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора (дует без перерывов), есть вероятность того, что из строя вышел датчик его включения. Проверить такое подозрение несложно. Необходимо включить зажигание, а затем удалить наконечник провода с датчика.

Если выключения устройства после этого не произошло, можно смело покупать новый регулятор (датчик) отключения устройства. Ситуации, когда постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора, встречаются не редко, и теперь вы знаете, как решить такую проблему. Также имеет смысл выполнить проверку предохранителя в тех случаях, когда вы сомневаетесь в работоспособности описываемого в статье механизма. Делается это так:

• от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи подают на красно-черный или красно-белый проводок в разъеме вентилятора питание;
• от минусовой клеммы подают заряд на проводок коричневого цвета.

Если регулятор либо блок не отреагировал (устройство не включилось), проверьте провод температурного датчика (все имеющиеся на нем разъемы и штекера). Возможно, понадобится простой ремонт кабеля (например, его изолирование, замена штекера). Если дело не в проводе, значит, придется приобретать новый вентилятор, так как ваш сломался.

СИСТЕМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДЕНИЯ.

Датчик термовключения вентилятора (находится в нижнем левом углу радиатора) при нагревании замыкает цепь с малым током, идущую на разгрузочное реле. Отмечу, что данный датчик разрывает «минус», идущий к реле. «Плюс» реле берет от замка зажигания и регулируется предохранителем №19 (находится в салоне автомобиля слева в панели приборов). Датчик чаще всего 3-х контактный. Коричневый провод берет «минус» с корпуса автомобиля. Два других провода (полосатые) при замыкании на них контактов в датчике подают «минус» к разгрузочным реле. В зависимости от степени нагревания охлаждающей жидкости, датчик замыкает цепь, идущую к реле № 214 (первая скорость) или цепь, идущую к реле № 217 (вторая скорость). Реле № 272 и датчики температуры, находящиеся на верхнем патрубке системы охлаждения (синий и серый), в управлении вентилятором охлаждения двигателя не участвуют ни коим образом

, вопреки всеобщего убеждения.

Реле № 272 работает только при выключенном зажигании в режиме афтэкулинга, (этот режим я трогать не буду). Далее, при получении «минуса» от датчика и «плюса» от замка зажигания, разгрузочное реле замыкает силовые контакты и подает «ПЛЮС» непосредственно на вентилятор охлаждения. «МИНУС» вентилятор берет с корпуса автомобиля (с лонжерона). Силовой «ПЛЮС» реле берет с АКБ под защитой предохранителя на 40А (60А если на радиаторе 2 вентилятора), который находится за декоративной накладкой слева от ноги водителя (хрен найдешь, а если найдешь, хрен доберешься). Ну в общем-то и все. В зависимости от того, на какое реле от датчика поступит «минус», такая и включится скорость.

Расчет аппаратов воздушного охлаждения (АВО)

В целом методика расчета аппарата воздушного охлаждения аналогична расчету кожухотрубных теплообменников. Предварительная конфигурация теплообменного блока выбирается на основе общего коэффициента теплопередачи с учетом значений основных параметров, которые приведены ниже. Далее выполняются корректирующие тепловые и гидравлические расчеты, в результате которых предварительная конфигурация блока обретает необходимый вид. Важным предварительным шагом в расчете аппарата воздушного охлаждения является выбор температуры воздуха на выходе. Этот параметр оказывает существенное влияние на стоимость АВО. Повышение температуры воздуха на выходе из аппарата с воздушным охлаждением уменьшает количество необходимого воздуха, что снижает мощность вентилятора и, следовательно, эксплуатационные расходы. Однако, это также уменьшает коэффициент теплопередачи со стороны воздуха, что приводит к увеличению теплообменника, а следовательно и капитальных вложений.

Трубы

Выбор диаметра и материала труб теплообменника должен осуществляться на основе свойств и температуры охлаждаемой жидкости с учетом антикоррозионных свойств материалов.

Распределение воздушного потока

Чтобы получить равномерное распределение потока воздуха по всей площади теплообменника, площадь вентилятора должна составлять не менее 40% от площади теплообменной секции. Отношение длины секции к ширине должно быть в пределах 3-3,5. Кроме того желательно иметь не менее четырех трубок в глубину для эффективного использования площади теплообменника. Максимальное количество трубок зависит от статического сопротивления, при котором может работать вентилятор. Обычно эти данные указаны в паспорте вентилятора.

Температура окружающей среды

Расчет аппарата воздушного охлаждения должен быть произведен при температуре воздуха в условиях летнего периода. Однако, использование для расчетов самой высокой температуры воздуха приводит к увеличению размеров теплообменного блока, что сильно увеличивает стоимость аппарата. Обычно на практике принимают значения температуры, которые преобладают в данном регионе в течение 90-95% летнего времени.

Температура воздуха на выходе

При расчетах температура воздуха на выходе из аппарата должна ограничиваться примерно 100°С для того, чтобы предотвратить повреждение лопастей вентилятора и подшипников. Тем не менее, эти части могут быть подвержены воздействию высоких температур в случае неисправности вентилятора.

Скорость воздушного потока

Скорость воздушного потока обычно составляет 3-6 м/с. Значения в этом диапазоне, как правило, обеспечивают разумный баланс между теплопередачей с воздушной стороны и падением давления.

Виды систем охлаждения двигателя в автомобиле

На сегодняшний день самыми распространенными являются следующие типы охлаждения:

• воздушная;
• жидкостная.

Рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.

Воздушное охлаждение

Воздушная система встречается крайне редко. Это обусловлено спецификой этого вида охлаждения и меньшей эффективностью по сравнению с жидкостной. Ее можно встретить на старых моделях ЗАЗ, малолитражных автомобилях ОКА, а также грузовых машинах чешского производства Tatra. Кроме того, она применяется на подавляющем большинстве мопедов, мотороллеров и мотоциклов.

Конструкция несколько отличается от жидкостной. В ней отсутствует радиатор. Вместо него имеется специальная рубашка цилиндроблока, снабженная направляющими ребрами. Они обеспечивают максимально эффективное омывание цилиндров воздухом. Его нагнетает вентилятор. Чтобы потоки воздуха не рассеивались и имели постоянную силу, цилиндры скрыты специальным кожухом.

Таким образом, в воздушной системе цилиндроблок охлаждается воздухом без посредничества жидкости.

К достоинствам этого типа охлаждения можно отнести:

• простоту конструкции (и, как следствие, техобслуживания);
• малый вес;
• надежность.

Однако она имеет и недостатки:

• меньшую эффективность по сравнению с жидкостной;
• высокий уровень шума при запущенном двигателе;
• невозможность использования тепла мотора для обогрева авто;
• большую потерю мощности, которая уходит на вращение вентилятора;
• чувствительность к перепадам температуры окружающей среды (в мороз запустить мотор гораздо сложнее).

Как можно заметить, минусы в данном случае перевешивают плюсы. Это и обусловило столь малое распространение охлаждения двигателя внутреннего сгорания этой разновидности.

Жидкостное охлаждение

Устройство и принцип действия жидкостной охладительной системы ДВС более подробно описаны выше. Здесь стоит сказать о ее преимуществах и недостатках.

К числу плюсов можно отнести следующие:

• легкий пуск в мороз;
• равномерное охлаждение;
• возможность использование блочной конструкции цилиндровой группы, которая делает компоновку мотора более простой;
• малый уровень шума при работе ДВС;
• отсутствие механической нагрузки в деталях узла;
• меньшая потеря мощности.

А это – недостатки подобного типа систем:

• более сложная конструкция (а значит, и техническое обслуживание);
• необходимость периодической смены жидкости;
• возможность подтекания или замерзания охладителя, которые нарушают общую работу системы;
• увеличенный коррозийный износ, возникающий вследствие постоянного контакта металлических элементов конструкции с жидкостью.

системы охлаждения авто