Двухконтурная система охлаждения двигателя.
Двухконтурная система охлаждения - это механизм, отличающийся наличием отдельных контуров для двигателя и наддувочного воздуха. О каких особенностях конструкции важно знать в процессе эксплуатации и ремонта? Какие принципы работы являются основополагающими для данного типа системы? В чем состоят положительные стороны устройства и на какой технике оно применятся? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья
Стоимость ремонтаНайти запчасть


Процесс совершенствования уже действующей и выпуск прогрессивной техники не останавливается ни на секунду. Но появление новых узлов ставит дополнительные задачи и перед разработчиками. К примеру, при появлении турбонаддува возникла необходимость в оптимизации системы охлаждения. Так появилась двухконтурная система, устанавливаемая на некоторых из типов силовых узлов.



Тонкости работы

Главное отличие двухконтурной системы - независимость от главной системы охлаждения силового узла. Слово «независимость» не означает полный разрыв связей между ними. У них присутствуют «точки соприкосновения» - расширительный бак и соединение. Независимость проявляется в наличии контура охлаждения.

Двухконтурное исполнение - шанс удерживать температуру ОЖ в каждом из контуров на безопасном уровне. При этом разница температур между системой охлаждения турбины и мотора достигает 80-100 градусов Цельсия. Несмотря на наличие соединения, смешивания двух потоков не происходит. Это достигается, благодаря дросселю и обратному клапану.



Конструктивные элементы и назначение

По конструктивным особенностям двухконтурная система мало отличается от «младшего брата». Здесь к главным элементам стоит отнести:

Радиатор - устройство для снижения температуры охлаждающей жидкости. В роли «охладителя» выступает поток воздуха, проходящий через решетки радиатора. Повышение эффективности отдачи тепла происходит за счет «трубчатости» конструкции.

Одновременно с главным радиатором в автомобилях монтируются и дополнительные устройства:

  • Радиатор масляный - устройство, предназначенное для снижения температуры масла в системе;

  • Радиатор рециркуляции отработанных газов - узел, обеспечивающий охлаждение отработавших газов. Это, в свою очередь, уменьшает температуру сгорания подготовленной горючей смеси и оптимизирует формирование окиси азота. Работа радиатора обеспечивается посредством дополнительной помпы, гарантирующей циркуляцию ОЖ;

  • Теплообменник - устройство, выполняющее обратную радиатору задачу. Его функция заключается в прогреве проходящего через нее воздушного потока. Для обеспечения работы теплообменник монтируется на выходе прогретой ОЖ из силового узла;

  • Расширительный бачок - емкость, устанавливаемая для компенсации объема ОЖ при изменении температуры внутри системы. Кроме этого, охлаждающая жидкость доливается через отверстие данного узла;

  • Водяная помпа (центробежный насос) - узел, обеспечивающий циркуляцию ОЖ по системе. На различных моделях автомобилей (двигателей) привод помпы конструктивно отличается. Он бывает ременным, шестереночным и так далее. На ряде моторов, где установлен турбированный наддув, для охлаждения турбированного компрессора и надувного воздуха монтируется дополнительная помпа. Команду на запуск последней дает ЭБУ в зависимости от уровня охлаждения жидкости в системе;

  • Термостат - узел, который регулирует и контролирует объем ОЖ, проходящей через радиатор. Именно благодаря термостату, происходит прогрев силового узла с последующим поддержанием температуры на требуемом уровне. Монтаж термостата производится в патрубке, смонтированном между охладительной «рубашкой» силового узла и радиатором;

  • Термостат с электроподогревом - устройство, которое монтируется на моторах с электроподогревом. Преимущество такого термостата - способность 2-ступенчатой регулировки температурного режима ОЖ. Для достижения поставленной задачи в термостате есть несколько позиций - полное открытие, частичное открытие и закрыт. Когда мотор загружен на 100% происходит полное открытие термостата, что гарантирует снижение температуры ОЖ до уровня 90 градусов Цельсия. Одновременно с этим снижается склонность силового узла к детонированию. В остальных ситуациях температура ОЖ удерживается в пределах 105 градусов Цельсия;

  • Радиаторный вентилятор - прибор, установленный для роста эффективности охлаждения антифриза в системе. Его работа актуальна, когда встречного потока воздуха недостаточно для охлаждения циркулирующей в системе жидкости. Вентилятор снабжается одним из видов приводов - гидравлическим (на базе гидравлической муфты), электрическим (за управление отвечает электромотор) и механическим (имеет место постоянное соединение  с электрическим мотором).

Из перечисленных выше типов вентиляторов наиболее популярно устройство с электрическим приводом. Это стало возможным, благодаря возможности регулировки скорости вращения узла.

Стоит выделить и ряд типовых узлов, являющихся частью охлаждения:

  • Датчик температуры ОЖ - узел, который берет на себя функцию фиксации параметра температуры внутри системы, с последующим преобразованием сигнала в электрический импульс. Для повышения функциональности системы охлаждения на выходной части радиатора монтируется еще один датчик температуры ОЖ;

  • Электронный блок управления собирает данные, поступающие от датчика, с последующим их анализом, принятием «решений» и передачей команды на исполнительные механизмы. Почти на всех автомобилях устанавливаются ЭБУ с программой, в которой заложены номинальные параметры, а также алгоритм действий;

  • Исполнительные устройства. Система управления выполняет ряд функций, реализация  которых обеспечивается благодаря группе механизмов - дополнительной помпе ОЖ, блоку управления радиаторным вентилятором, реле охлаждения силового узла и так далее.


Отличия двухконтурной системы

Охлаждение с двумя контурами, как уже упоминалось выше, подразумевает монтаж 2-х независимых систем, температура в каждой из которых отличается. Рассмотрим каждый из контуров подробно:

  • Первый контур. В обычной системе охлаждения температура охлаждающей жидкости в рабочем цикле составляет 105 градусов Цельсия. В 2-х контурной системе преобладает иной температурный режим. Здесь температура в ГБЦ находится на уровне 87 градусов Цельсия, а в блоке цилиндров, как и в стандартной системе - 105 градусов Цельсия. Такое стало возможным, благодаря использованию пары термостатов - главных узлов 2-х контурной системы.
Из-за того, что в головке блока цилиндров создается лояльный температурный режим, в него поступает больший объем ОЖ (почти 75% объема). Другая часть ОЖ  расположена в блоке цилиндров. Из-за того, что объем жидкости в данном отсеке меньше, поддерживается большая температура.

Чтобы обеспечить равномерность охлаждения ГБЦ, циркуляция антифриза в системе производится по специальному направлению - от коллектора выпуска к коллектору впуска. У профессионалов данный тип охлаждения носит название «поперечного».

Активность охлаждения головки блока обеспечивается, благодаря высокому давлению антифриза в системе. Именно это давление должен преодолевать термостат в момент открытия. Чтобы упростить и оптимизировать работу конструкции, один из термостатов отличается 2-ступенчатым регулированием. Конструктивный узел термостата (тарелка) формируется из пары связанных друг с другом частей - тарелок двух видов (большой и меньшей). Сначала происходит открытие меньшей, а через время - поднятие большей терелки.

Как и в классических вариантах, функцию управления системы охлаждения берет на себя мотор. При пуске силового узла термостаты закрыты, что помогает быстрей прогреть силовой узел. Охлаждающая жидкость проходит по малому контуру ГБЦ. Движение начинается от насоса, через ГБЦ, теплообменник отопительного устройства, масляный радиатор, а дальше - расширительный бак. Этот цикл поддерживается до момента, пока температура ОЖ не достигнет уровня 87 градусов Цельсия.

Как только упомянутый выше температурный режим достигнут, происходит открытие термостата контура головки цилиндров с последующей циркуляцией ОЖ по максимальному кругу. Теперь движение производится через помпу, ГБЦ, теплообменник, радиатор охлаждения масла, а далее - в расширительный бак. Этот цикл имеет место до момента достижения ОЖ нужной температуры в 105  градусов Цельсия.

После того как температурный режим достиг отметки в 105 градусов Цельсия, происходит открытие термостата контура БЦ с последующей циркуляцией жидкости. Одновременно с этим в контуре ГБЦ удерживается температура в 87 градусов.


  • Второй контур. Особенность второго контура - охлаждение уже надувочного воздуха. Данная система имеет в своем составе охладитель, водяную помпу и радиатор, которые объединяются между собой специальными трубками. Также частью системы охлаждения является кожух подшипников турбированного компрессора. Процесс циркуляции ОЖ в контуре происходит с помощью водяной помпы, которая включается по команде ЭБУ (если в этом есть необходимость). Состав проходит через охладительное устройство, забирает тепло воздуха наддува и охлаждается в радиаторе.


Итоги

Использование двухконтурной системы в комплексе с электрическим насосом открыло целый ряд преимуществ. Здесь стоит выделить:

  • Рост температуры блока цилиндров позволяет уменьшить общие потери на трение в КШП силового узла.

  • Блок цилиндров прогревается быстрее, ведь антифриз не проходит через систему до достижения оптимальной температуры в 105 градусов Цельсия.

  • Снижение температурного режима в ГБЦ гарантирует охлаждение внутри камер сгорания. Как результат повышается наполнение цилиндров и уменьшается склонность смеси детонировать.
Стоимость ремонтаНайти запчасть

Двухконтурная система охлаждения двигателя.