Система жидкостного охлаждения.
Защита двигателя от перегрева, поддержание комфортной температуры в салоне - это функции, эффективно выполняемые системой жидкостного охлаждения. В чем заключаются особенности данного устройства и какой принцип действия лежит в основе работы каждого из его элементов? О каких преимуществах и недостатках жидкостной системы охлаждения необходимо знать в процессе ее обслуживания? Какие неисправности чаще всего проявляются во время эксплуатации и в чем заключаются причины их появления? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Стоимость ремонтаНайти запчасть


Система охлаждения транспортного средства призвана снижать температуру элементов силового узла, которые нагреваются в процессе его работы. При этом на автомобилях применяется система жидкостного охлаждения. Какие функции она выполняет? Из каких устройств состоит система, и как они взаимодействуют друг с другом? Какой принцип действия лежит в основе работы устройства?



Назначение и виды

Какой бы ни была система охлаждения, она берет на себя выполнения следующих задач:

  • Нагрев воздуха в основных  системах, обеспечивающих комфорт для пассажиров. Среди таких систем стоит отметить отопление, кондиционирование, вентиляцию, отопление и прочие;

  • Снижение температуры масла,  которое выполняет смазывающие функции в двигателе;

  • Снижение температуры выхлопных (отработавших) газов, выходят под давлением из камеры сгорания;

  • Снижение температуры воздушных масс в системе турбированного наддува;

  • Снижение температуры рабочей смазывающей жидкости в АКПП.



Система охлаждения бывают двух типов:

  • Воздушная. Такая система также бывает двух вариантов - с естественной или принудительной циркуляцией воздушных масс. Главный плюс - простота исполнения, меньшая масса силового агрегата, отсутствие проблем в обслуживании. С другой стороны, применение воздушного охлаждение становится причиной потери мощности на вентиляторе охлаждения, повышенной шумности работы, чрезмерных нагрузок на те или иные узлы;

  • Жидкостная. Этот тип охлаждения пользуется большим спросом. При этом сам термин «жидкостное охлаждение» не совсем корректен. Так, антифриз или вода, которые находятся в системе, играют роль промежуточного переносчика тепла. Задача отведения тепла все равно лежит на воздухе, который пересекает соты радиатора. Так что в идеале эту систему правильнее будет назвать не чисто жидкостной, а гибридной.


Особенности устройства

Система жидкостного охлаждения состоит из группы узлов, у каждого из которых индивидуальная задача. Наиболее сложным является устройство «рубашки» охлаждения. Последняя представляет собой целую сеть каналов в толще блока цилиндров и ГБЦ. При этом кроме рубашки частью системы является радиатор охлаждения, водяной насос, расширительный бак,  помпа, термостат, различные датчики, вентилятор и другие элементы (в зависимости от модели).

В основе охлаждающей жидкости, которая и выполняет функции отвода тепла, лежит пропилен гликоль. Главный принципа работы системы построен на циркуляции жидкости, обеспечиваемой водяной помпой. Благодаря отводу тепла, происходит постепенное охлаждение мотора и поддержание безопасной температуры. Как только жидкость проходит по всем каналам системы, она снова возвращается в радиатор для последующего охлаждения. Если  же потока проходящего воздуха недостаточно для снижения температуры, то в работу включается специальный вентилятор, закрепленный непосредственно на радиаторе.

Для лучшего понимания работы системы жидкостного охлаждения, стоит по отдельности рассмотреть каждый из узлов:

  • Радиатор охлаждения - устройство, имеющее вид панели и состоящее из группы металлических труб небольшого диаметра. Особенность таких трубок - покрытие специальным медным или алюминиевым «оперением», представляющим собой многократно сложенную ленту, выполненную из металла. Общая площадь ленты небольшая, что позволяет радиатору эффективно отдавать большой объем тепла в определенный временной промежуток. Наиболее слабым с позиции надежности считается турбированный компрессор (турбина), особенность которой заключается в высокой частоте вращения. В случае перегрева устройства возможно повреждение подшипников и крыльчатки вала, после чего требуется ремонт или замена неисправного узла. Таким образом, прогретая жидкость, которая находится внутри радиатора, проходит одновременно во всем трубкам и отдает тепло. Дополнительная особенность устройства - наличие в горловине специального защитного клапана, который отводит лишнюю жидкость и пары,  которые образуются в процессе отдачи тепла. Если на автомобиле установлена автоматическая коробка передач, то возможен монтаж второго контура, предназначенного для охлаждения трансмиссионной жидкости;

  • Расширительный бак - изделие, которое предназначено для предоставления дополнительной емкости в случае расширения охлаждающей жидкости по причине роста температуры внутри системы. Конструктивно такие бачки бывают двух видов - простыми или сложными. В первом случае устройство представляет собой емкость,  в которой собираются излишки расширившейся от прогрева жидкости. Далее через крышку устройства подводится трубка из резины, которая другой стороной коммутируется к патрубку в верхней части радиатора. Если на автомобиле установлен сложный бачок, то он не просто играет роль емкости для вытесненной жидкости, но и является полноценной частью системы охлаждения. Такое устройство находится под большим давлением, отводящий клапан вкручен в крышку бака. В такой ситуации в баке должна быть жидкость. Благодаря этому, в случае снижения температуры в силовом узле в радиатор не будет поступать воздух. Чтобы проще было держать под контролем уровень жидкости, на стенках бачка нанесена пара полосок, показывающих минимальный и максимальный уровень;

  • Водяная помпа - одно из ключевых устройств системы, которое обеспечивает циркуляцию антифриза по системе. Насос находится в постоянной работе и создает необходимое давление за счет вращения рабочих лопастей;

  • Термостат - узел системы жидкостного охлаждения, который удерживает температуру на безопасном уровне. Кроме предотвращения перегрева его действие направлено на исключение переохлаждения мотора зимой. Кроме этого, термостат принимает участие в регулировании объема жидкости, циркулирующего по системе;

  • Вентилятор - устройство, обеспечивающее лучшее охлаждение антифриза, проходящего через радиатор, в случае недостаточного потока воздуха. Запуск вентилятора производится в случае, когда температура превышает определенный показатель. Монтаж устройства производится на автомобилях, имеющих продольное положение мотора и задний привод. Вращение вентилятора может производиться с разной скоростью - этот вопрос находится под контролем термомуфты, к которой прикручена крыльчатка. Если последняя крепится на шкиве без специальной муфты, то при достижении трех тысяч оборотов и более возможно повреждение лопасти. На переднеприводных и большей части заднеприводных авто монтируется вентилятор, работающий на электрическом принципе. Устройство объединяется со специальным диффузором, который прикручен к фиксирующим устройствам, смонтированным по периметру радиатора. Плюс электрического вентилятора в том, что им проще управлять с помощью контроллера. Все, что требуется - брать за основу параметры температурного датчика.


Дополнительные устройства и их участие в работе

Жидкостная система охлаждения включает в себя не только рассмотренные выше узлы, но и не менее важную - систему управления, обеспечивающую работоспособность каждого из узлов. К дополнительным устройствам системы относится температурный датчик, электронный блок, устройство для слива ОЖ и так далее. В частности, то же устройство для слива позволяет быстро избавиться от охлаждающей жидкости в системе.

Антифриз может циркулировать по системе двумя путями:

  • По малому кругу. Такой режим актуален для непрогретого двигателя. Особенность режима в том, что ОЖ не проходит через радиатор, что гарантирует более быстрый прогрев силового узла. При этом регулирующие функции выполняет специальный клапан, которые открывает или закрывается, в зависимости от температуры;

  • По большому кругу. После достижения определенной температуры (чаще всего 80 градусов Цельсия), происходит открытие термостатного клапана, после чего прогретая ОЖ поступает в радиатор. В последующем цикл охлаждения является стандартным. При желании водитель может заменить температурную уставку на открытие клапана.

Как только антифриз достигает еще большей температуры (94-95 градусов Цельсия), происходит постепенное закрытие клапана термостата. Благодаря этому, происходит постепенно ограничение доступа ОЖ по малому кругу - от двигателя к водяной помпе. Как следствие, эффективная работа термостата исключает поступление чрезмерно прогретой ОЖ к блоку  цилиндров мотора, защищая сам двигатель.

Рассмотренный цикл жидкостной системы охлаждения может меняться. Здесь все зависит от режима работы ДВС. Кроме этого, объем циркулирующей жидкости также во многом зависит от уровня открытия клапанов термостата. При этом система построена таким образом, чтобы исключить участие человека - процесс регулирования производится в автоматическом режиме.



Плюсы и минусы

Система жидкостного охлаждения широко применяется в автомобилестроении. При этом более эффективной системы пока и не разработано. Главный плюс - равномерный отвод тепла от силового агрегата, чего сложно добиться при более дешевом воздушном охлаждении. Такая особенность поясняется низкой теплопроводностью и завышенной теплоемкостью ОЖ (если сравнивать с воздухом). Кроме этого, применение жидкостной системы позволяет снизить уровень шума при работе мотора за счет утолщения стенок силового агрегата. Кроме этого, система обладает некой инерционностью, что не дает мотору быстро терять температуру после отключения зажигания. При этом прогретая жидкость применяется не только для ускорения нагрева самого мотора, но и обеспечения комфортной температуры в салоне.

Несмотря на преимущества, у жидкостной системы охлаждения есть и ряд негативных моментов. Главный из них заключается в работе системы под постоянным давлением, что повышает риски потери герметичности и появления течи в системе. Ситуация усложняется и тем, что система работает по принципу нагрев-охлаждение, что пагубно влияет на состояние соединяющих узлы системы патрубков. По этой причине стоит время от времени проверять состояние соединяющих элементов и не допускать их выхода из строя. Также стоит отметить и взаимосвязь всех элементов. Если какой-то из них выходит из строя (к примеру, термостат), то двигатель может закипеть.



Главные неисправности

В процессе эксплуатации жидкостной системы охлаждения возможно появление следующих неисправностей:

  • поломка радиатора, которая вызвана загрязнением внешней части, засорением сердцевины, появлением течи и так далее;
  • выход из строя центробежного насоса из-за появления течи в системе, износа узла или послабления привода;
  • выход из строя термостата;
  • прогорание прокладки ГБЦ;
  • появление повреждений в рубашке охлаждения ГБЦ;
  • неисправности приводной части вентилятора;
  • выход из строя указателя или датчика температуры;
  • низкий уровень ОЖ и так далее.


Главные причины, которые приводят к упомянутым и другим неприятностям, в следующем:

  • неправильное обслуживание системы охлаждения и нарушение правил применения;
  • использование деталей низкого качества;
  • достижение граничного срока службы применяемых элементов;
  • ошибки в процессе проведения ремонтных работ.


Отсутствие реакции на повреждение (пусть даже незначительное) может стать причиной еще большей поломки, перегрева и даже выхода из строя двигателя. Неисправности жидкостной системы охлаждения проявляются по следующим признакам:

  • регулярному перегреву или переохлаждению мотора;
  • появлению внешних утечек ОЖ;
  • появлению внутренних утечек ОЖ.

Чтобы исключить развитие проблемы, важно следить за показателями температурного датчика и реагировать в случае превышения уровня температуры выше допустимого.



Итоги

На сегодняшний день жидкостную систему охлаждения можно назвать по-настоящему надежной составляющей автомобиля.  Но если следить за состоянием узлом и устранять неисправности по мере выявления, то проблем можно избежать.

Стоимость ремонтаНайти запчасть

Система жидкостного охлаждения.