Radiators are heat exchangers used for cooling internal combustion engines, mainly in automobiles but also in piston-engined aircraft, railway locomotives, motorcycles, stationary generating plants or any similar use of such an engine.
Internal combustion engines are often cooled by circulating a liquid called engine coolant through the engine block, and cylinder head where it is heated, then through a radiator where it loses heat to the atmosphere, and then returned to the engine. Engine coolant is usually water-based, but may also be oil. It is common to employ a water pump to force the engine coolant to circulate, and also for an axial fan[1] to force air through the radiator.
Automobiles and motorcycles[edit]
In automobiles and motorcycles with a liquid-cooled internal combustion engine, a radiator is connected to channels running through the engine and cylinder head, through which a liquid (coolant) is pumped by a coolant pump. This liquid may be water (in climates where water is unlikely to freeze), but is more commonly a mixture of water and antifreeze in proportions appropriate to the climate. Antifreeze itself is usually ethylene glycol or propylene glycol (with a small amount of corrosion inhibitor).
A typical automotive cooling system comprises:
- a series of galleries cast into the engine block and cylinder head, surrounding the combustion chambers with circulating liquid to carry away heat;
- a radiator, consisting of many small tubes equipped with a honeycomb of fins to dissipate heat rapidly, that receives and cools hot liquid from the engine;
- a water pump, usually of the centrifugal type, to circulate the coolant through the system;
- a thermostat to control temperature by varying the amount of coolant going to the radiator;
- a fan to draw cool air through the radiator.
The combustion process produces a large amount of heat. If heat were allowed to increase unchecked, detonation would occur, and components outside the engine would fail due to excessive temperature. To combat this effect, coolant is circulated through the engine where it absorbs heat. Once the coolant absorbs the heat from the engine it continues its flow to the radiator. The radiator transfers heat from the coolant to the passing air.
Radiators are also used to cool automatic transmission fluids, air conditioner refrigerant, intake air, and sometimes to cool motor oil or power steering fluid. A radiator is typically mounted in a position where it receives airflow from the forward movement of the vehicle, such as behind a front grill. Where engines are mid- or rear-mounted, it is common to mount the radiator behind a front grill to achieve sufficient airflow, even though this requires long coolant pipes. Alternatively, the radiator may draw air from the flow over the top of the vehicle or from a side-mounted grill. For long vehicles, such as buses, side airflow is most common for engine and transmission cooling and top airflow most common for air conditioner cooling.
Radiator construction[edit]
Automobile radiators are constructed of a pair of metal or plastic header tanks, linked by a core with many narrow passageways, giving a high surface area relative to volume. This core is usually made of stacked layers of metal sheet, pressed to form channels and soldered or brazed together. For many years radiators were made from brass or copper cores soldered to brass headers. Modern radiators have aluminum cores, and often save money and weight by using plastic headers with gaskets. This construction is more prone to failure and less easily repaired than traditional materials.
An earlier construction method was the honeycomb radiator. Round tubes were swaged into hexagons at their ends, then stacked together and soldered. As they only touched at their ends, this formed what became in effect a solid water tank with many air tubes through it.[2]
Some vintage cars use radiator cores made from coiled tube, a less efficient but simpler construction.
Coolant pump[edit]
Radiators first used downward vertical flow, driven solely by a thermosyphon effect. Coolant is heated in the engine, becomes less dense, and so rises. As the radiator cools the fluid, the coolant becomes denser and falls. This effect is sufficient for low-power stationary engines, but inadequate for all but the earliest automobiles. All automobiles for many years have used centrifugal pumps to circulate the engine coolant because natural circulation has very low flow rates.
Heater[edit]
A system of valves or baffles, or both, is usually incorporated to simultaneously operate a small radiator inside the vehicle. This small radiator, and the associated blower fan, is called the heater core, and serves to warm the cabin interior. Like the radiator, the heater core acts by removing heat from the engine. For this reason, automotive technicians often advise operators to turn on the heater and set it to high if the engine is overheating, to assist the main radiator.
Temperature control[edit]
Waterflow control[edit]
The engine temperature on modern cars is primarily controlled by a wax-pellet type of thermostat, a valve that opens once the engine has reached its optimum operating temperature.
When the engine is cold, the thermostat is closed except for a small bypass flow so that the thermostat experiences changes to the coolant temperature as the engine warms up. Engine coolant is directed by the thermostat to the inlet of the circulating pump and is returned directly to the engine, bypassing the radiator. Directing water to circulate only through the engine allows the engine to reach optimum operating temperature as quickly as possible whilst avoiding localized «hot spots.» Once the coolant reaches the thermostat’s activation temperature, it opens, allowing water to flow through the radiator to prevent the temperature from rising higher.
Once at optimum temperature, the thermostat controls the flow of engine coolant to the radiator so that the engine continues to operate at optimum temperature. Under peak load conditions, such as driving slowly up a steep hill whilst heavily laden on a hot day, the thermostat will be approaching fully open because the engine will be producing near maximum power while the velocity of airflow across the radiator is low. (Being a heat exchanger, the velocity of air flow across the radiator has a major effect on its ability to dissipate heat.) Conversely, when cruising fast downhill on a motorway on a cold night on a light throttle, the thermostat will be nearly closed because the engine is producing little power, and the radiator is able to dissipate much more heat than the engine is producing. Allowing too much flow of coolant to the radiator would result in the engine being over-cooled and operating at lower than optimum temperature, resulting in decreased fuel efficiency and increased exhaust emissions. Furthermore, engine durability, reliability, and longevity are sometimes compromised, if any components (such as the crankshaft bearings) are engineered to take thermal expansion into account to fit together with the correct clearances. Another side effect of over-cooling is reduced performance of the cabin heater, though in typical cases it still blows air at a considerably higher temperature than ambient.
The thermostat is therefore constantly moving throughout its range, responding to changes in vehicle operating load, speed, and external temperature, to keep the engine at its optimum operating temperature.
On vintage cars you may find a bellows type thermostat, which has corrugated bellows containing a volatile liquid such as alcohol or acetone. These types of thermostats do not work well at cooling system pressures above about 7 psi. Modern motor vehicles typically run at around 15 psi, which precludes the use of the bellows type thermostat. On direct air-cooled engines, this is not a concern for the bellows thermostat that controls a flap valve in the air passages.
Airflow control[edit]
Other factors influence the temperature of the engine, including radiator size and the type of radiator fan. The size of the radiator (and thus its cooling capacity) is chosen such that it can keep the engine at the design temperature under the most extreme conditions a vehicle is likely to encounter (such as climbing a mountain whilst fully loaded on a hot day).
Airflow speed through a radiator is a major influence on the heat it dissipates. Vehicle speed affects this, in rough proportion to the engine effort, thus giving crude self-regulatory feedback. Where an additional cooling fan is driven by the engine, this also tracks engine speed similarly.
Engine-driven fans are often regulated by a fan clutch from the drivebelt, which slips and reduces the fan speed at low temperatures. This improves fuel efficiency by not wasting power on driving the fan unnecessarily. On modern vehicles, further regulation of cooling rate is provided by either variable speed or cycling radiator fans. Electric fans are controlled by a thermostatic switch or the engine control unit. Electric fans also have the advantage of giving good airflow and cooling at low engine revs or when stationary, such as in slow-moving traffic.
Before the development of viscous-drive and electric fans, engines were fitted with simple fixed fans that drew air through the radiator at all times. Vehicles whose design required the installation of a large radiator to cope with heavy work at high temperatures, such as commercial vehicles and tractors would often run cool in cold weather under light loads, even with the presence of a thermostat, as the large radiator and fixed fan caused a rapid and significant drop in coolant temperature as soon as the thermostat opened. This problem can be solved by fitting a radiator blind (or radiator shroud) to the radiator that can be adjusted to partially or fully block the airflow through the radiator. At its simplest the blind is a roll of material such as canvas or rubber that is unfurled along the length of the radiator to cover the desired portion. Some older vehicles, like the World War I-era Royal Aircraft Factory S.E.5 and SPAD S.XIII single-engined fighters, have a series of shutters that can be adjusted from the driver’s or pilot’s seat to provide a degree of control. Some modern cars have a series of shutters that are automatically opened and closed by the engine control unit to provide a balance of cooling and aerodynamics as needed.[3]
Coolant pressure[edit]
Because the thermal efficiency of internal combustion engines increases with internal temperature, the coolant is kept at higher-than-atmospheric pressure to increase its boiling point. A calibrated pressure-relief valve is usually incorporated in the radiator’s fill cap. This pressure varies between models, but typically ranges from 4 to 30 psi (30 to 200 kPa).[4]
As the coolant system pressure increases with a rise in temperature, it will reach the point where the pressure relief valve allows excess pressure to escape. This will stop when the system temperature stops rising. In the case of an over-filled radiator (or header tank) pressure is vented by allowing a little liquid to escape. This may simply drain onto the ground or be collected in a vented container which remains at atmospheric pressure. When the engine is switched off, the cooling system cools and liquid level drops. In some cases where excess liquid has been collected in a bottle, this may be ‘sucked’ back into the main coolant circuit. In other cases, it is not.
Engine coolant[edit]
Before World War II, engine coolant was usually plain water. Antifreeze was used solely to control freezing, and this was often only done in cold weather. If plain water is left to freeze in the block of an engine the water can expand as it freezes. This effect can cause severe internal engine damage due to the expanding of the ice.
Development in high-performance aircraft engines required improved coolants with higher boiling points, leading to the adoption of glycol or water-glycol mixtures. These led to the adoption of glycols for their antifreeze properties.
Since the development of aluminium alloy or mixed-metal engines, corrosion inhibition has become even more important than antifreeze, and in all regions and seasons.
Boiling or overheating[edit]
An overflow tank that runs dry may result in the coolant vaporizing, which can cause localized or general overheating of the engine. Severe damage may result if the vehicle is allowed to run over temperature. Failures such as blown head gaskets, and warped or cracked cylinder heads or cylinder blocks may be the result. Sometimes there will be no warning, because the temperature sensor that provides data for the temperature gauge (either mechanical or electrical) is exposed to water vapor, not the liquid coolant, providing a harmfully false reading.
Opening a hot radiator drops the system pressure, which may cause it to boil and eject dangerously hot liquid and steam. Therefore, radiator caps often contain a mechanism that attempts to relieve the internal pressure before the cap can be fully opened.
History[edit]
The invention of the automobile water radiator is attributed to Karl Benz. Wilhelm Maybach designed the first honeycomb radiator for the Mercedes 35hp.[5]
Supplementary radiators[edit]
It is sometimes necessary for a car to be equipped with a second, or auxiliary, radiator to increase the cooling capacity, when the size of the original radiator cannot be increased. The second radiator is plumbed in series with the main radiator in the circuit. This was the case when the Audi 100 was first turbocharged creating the 200. These are not to be confused with intercoolers.
Some engines have an oil cooler, a separate small radiator to cool the engine oil. Cars with an automatic transmission often have extra connections to the radiator, allowing the transmission fluid to transfer its heat to the coolant in the radiator. These may be either oil-air radiators, as for a smaller version of the main radiator. More simply they may be oil-water coolers, where an oil pipe is inserted inside the water radiator. Though the water is hotter than the ambient air, its higher thermal conductivity offers comparable cooling (within limits) from a less complex and thus cheaper and more reliable[citation needed] oil cooler. Less commonly, power steering fluid, brake fluid, and other hydraulic fluids may be cooled by an auxiliary radiator on a vehicle.
Turbo charged or supercharged engines may have an intercooler, which is an air-to-air or air-to-water radiator used to cool the incoming air charge—not to cool the engine.
Aircraft[edit]
Aircraft with liquid-cooled piston engines (usually inline engines rather than radial) also require radiators. As airspeed is higher than for cars, these are efficiently cooled in flight, and so do not require large areas or cooling fans. Many high-performance aircraft however suffer extreme overheating problems when idling on the ground — a mere seven minutes for a Spitfire.[6] This is similar to Formula 1 cars of today, when stopped on the grid with engines running they require ducted air forced into their radiator pods to prevent overheating.
Surface radiators[edit]
Reducing drag is a major goal in aircraft design, including the design of cooling systems. An early technique was to take advantage of an aircraft’s abundant airflow to replace the honeycomb core (many surfaces, with a high ratio of surface to volume) by a surface-mounted radiator. This uses a single surface blended into the fuselage or wing skin, with the coolant flowing through pipes at the back of this surface. Such designs were seen mostly on World War I aircraft.
As they are so dependent on airspeed, surface radiators are even more prone to overheating when ground-running. Racing aircraft such as the Supermarine S.6B, a racing seaplane with radiators built into the upper surfaces of its floats, have been described as «being flown on the temperature gauge» as the main limit on their performance.[7]
Surface radiators have also been used by a few high-speed racing cars, such as Malcolm Campbell’s Blue Bird of 1928.
Pressurized cooling systems[edit]
It is generally a limitation of most cooling systems that the cooling fluid not be allowed to boil, as the need to handle gas in the flow greatly complicates design. For a water cooled system, this means that the maximum amount of heat transfer is limited by the specific heat capacity of water and the difference in temperature between ambient and 100 °C. This provides more effective cooling in the winter, or at higher altitudes where the temperatures are low.
Another effect that is especially important in aircraft cooling is that the specific heat capacity changes and boiling point reduces with pressure, and this pressure changes more rapidly with altitude than the drop in temperature. Thus, generally, liquid cooling systems lose capacity as the aircraft climbs. This was a major limit on performance during the 1930s when the introduction of turbosuperchargers first allowed convenient travel at altitudes above 15,000 ft, and cooling design became a major area of research.
The most obvious, and common, solution to this problem was to run the entire cooling system under pressure. This maintained the specific heat capacity at a constant value, while the outside air temperature continued to drop. Such systems thus improved cooling capability as they climbed. For most uses, this solved the problem of cooling high-performance piston engines, and almost all liquid-cooled aircraft engines of the World War II period used this solution.
However, pressurized systems were also more complex, and far more susceptible to damage — as the cooling fluid was under pressure, even minor damage in the cooling system like a single rifle-calibre bullet hole, would cause the liquid to rapidly spray out of the hole. Failures of the cooling systems were, by far, the leading cause of engine failures.
Evaporative cooling[edit]
Although it is more difficult to build an aircraft radiator that is able to handle steam, it is by no means impossible. The key requirement is to provide a system that condenses the steam back into liquid before passing it back into the pumps and completing the cooling loop. Such a system can take advantage of the specific heat of vaporization, which in the case of water is five times the specific heat capacity in the liquid form. Additional gains may be had by allowing the steam to become superheated. Such systems, known as evaporative coolers, were the topic of considerable research in the 1930s.
Consider two cooling systems that are otherwise similar, operating at an ambient air temperature of 20 °C. An all-liquid design might operate between 30 °C and 90 °C, offering 60 °C of temperature difference to carry away heat. An evaporative cooling system might operate between 80 °C and 110 °C. At first glance this appears to be much less temperature difference, but this analysis overlooks the enormous amount of heat energy soaked up during the generation of steam, equivalent to 500 °C. In effect, the evaporative version is operating between 80 °C and 560 °C, a 480 °C effective temperature difference. Such a system can be effective even with much smaller amounts of water.
The downside to the evaporative cooling system is the area of the condensers required to cool the steam back below the boiling point. As steam is much less dense than water, a correspondingly larger surface area is needed to provide enough airflow to cool the steam back down. The Rolls-Royce Goshawk design of 1933 used conventional radiator-like condensers and this design proved to be a serious problem for drag. In Germany, the Günter brothers developed an alternative design combining evaporative cooling and surface radiators spread all over the aircraft wings, fuselage and even the rudder. Several aircraft were built using their design and set numerous performance records, notably the Heinkel He 119 and Heinkel He 100. However, these systems required numerous pumps to return the liquid from the spread-out radiators and proved to be extremely difficult to keep running properly, and were much more susceptible to battle damage. Efforts to develop this system had generally been abandoned by 1940. The need for evaporative cooling was soon to be negated by the widespread availability of ethylene glycol based coolants, which had a lower specific heat, but a much higher boiling point than water.
Radiator thrust[edit]
An aircraft radiator contained in a duct heats the air passing through, causing the air to expand and gain velocity. This is called the Meredith effect, and high-performance piston aircraft with well-designed low-drag radiators (notably the P-51 Mustang) derive thrust from it. The thrust was significant enough to offset the drag of the duct the radiator was enclosed in and allowed the aircraft to achieve zero cooling drag. At one point, there were even plans to equip the Supermarine Spitfire with an afterburner, by injecting fuel into the exhaust duct after the radiator and igniting it[citation needed]. Afterburning is achieved by injecting additional fuel into the engine downstream of the main combustion cycle.
Stationary plant[edit]
Engines for stationary plant are normally cooled by radiators in the same way as automobile engines. There are some unique differences, depending on the stationary plant – careful planning must be taken to ensure proper air flow across the radiator to ensure proper cooling. In some cases, evaporative cooling is used via a cooling tower.[8]
See also[edit]
- Coolant
- Heater core
- Intercooler
- Internal combustion engine (ICE)
- List of auto parts
- Waste heat
References[edit]
- ^ «What type of cooling fan should I use?». Summit Racing Equipment. US. 2020. Retrieved March 7, 2022.
- ^ Rankin Kennedy C.E. (1912). The Book of the Motor Car. Caxton.
- ^ Kerr, Jim. «Auto Tech: Radiator shutters», autos.ca, April 6, 2011, accessed April 12, 2011.
- ^ Tridon, Radiator Caps
- ^ «Mercedes 35hp».
- ^ Alfred Price (2007). Spitfire Manual. Haynes. ISBN 978-1-84425-462-0.
- ^ Michael Donne (1981). Leader of the Skies (Rolls-Royce 75th anniversary). Frederick Muller. ISBN 978-0-584-10476-9.
- ^ Najjar, Yousef S. H. (November 1988). «Forced Draft Cooling Tower Performance with Diesel Power Stations». Heat Transfer Engineering. 9 (4): 36–44. Bibcode:1988HTrEn…9…36N. doi:10.1080/01457638808939679. ISSN 0145-7632.
Sources[edit]
- Opel Omega & Senator Service and Repair Manual. Haynes. 1996. ISBN 978-1-85960-342-0.
External links[edit]
Wikimedia Commons has media related to Radiators.
- Radiator Replacement and Troubleshooting Guides
- How Car Cooling Systems Work
- Powertrain Cooling Community Site
Когда начинает течь радиатор автомобиля, многие его просто меняют. Хотя в большинстве ситуаций ремонт автомобильного радиатора способен решить проблему. Иногда даже специфических навыков не нужно, чтобы починить деталь. Но в некоторых случаях ничего нельзя исправить без сварки. Разберемся, как определить состояние радиатора на машине и что с ним делать?
Что такое радиатор в машине: азы
Радиатор авто — это главный элемент в системе охлаждения двигателя. Он представляет собой неподвижное устройство, которое находится в передней части (чаще, но не всегда) машины и служит для охлаждения двигателя.
По трубкам радиатора постоянно движется жидкость, которая забирает себе высокую температуру от двигателя. В охладителе она обдувается воздухом с улицы и дополнительными вентиляторами. К двигателю она возвращается уже со сниженной температурой и снова берет на себя тепло. Процесс цикличен.
Задача детали заключается в том, чтобы быстро отводить тепло от охлаждающей жидкости и передавать ее в атмосферу. Для двигателя этот процесс очень важен. Не будет нормального обдува, детали машины просто перегреются и выйдут из строя.
Устройство радиатора охлаждения двигателя авто
Устройство автомобильного радиатора довольно легкое. Рабочую основу составляют плоские детали из металла или лента, согнутая гармошкой. Через них проходит специальная трубка, которая соединяет два бачка с жидкостью. За счет этого площадь прохождения охлаждающего материала значительно увеличивается, а вместе с этим растет и эффективность охлаждения.
Конструкция радиатора автомобиля сделана таким образом, что жидкость заливают через отверстие в верхнем бачке. Наиболее распространенная причина поломки — старение деталей. В таком случае ремонт радиатора охлаждения может быть и не совсем эффективным. Важнее — обслуживать систему на протяжении всего срока эксплуатации.
Как работает радиатор в машине: обзор
Автомобильный радиатор для отопления устроен так, что антифриз двигается по трубкам и пластинам без остановки. За счет этого все внутренние детали хорошо ополаскиваются и отдают тепло. Специальные патрубки в конструкции отвечают за то, чтобы это тепло рассеивалось в атмосферу. Весь принцип работы радиатора состоит именно в цикличности.
Для улучшения работы ставят специальный вентилятор перед радиатором. Если в старых моделях авто за снижение температуры отвечает воздух из атмосферы, то в современных для ускорения теплообмена стоит вентилятор с электроприводом. Он включается после того, как датчик температуры подает ему соответсвующий сигнал.
Виды радиаторов автомобиля
Радиаторы бывают нескольких видов в зависимости от их функций и подключения к конкретной системе. Основные разновидности радиаторов:
- охлаждения — нужны для теплообмена специальной жидкости, которая снижает температуру двигателя во время работы;
- отопления — нужны для теплообмена той же жидкости с воздухом внутри салона;
- кондиционера — нужны для изменения тепла хладагента в системе кондиционирования;
- интеркулера — повышает плотность надувного воздуха в моторе за счет промежуточного охлаждения;
- испарителя — выделяют холодный воздух в салон за счет расширения хладагента.
Эти виды присутствуют во всех современных автомобилях. Они дополняют работу друг друга и в комплексе делают поездку комфортной для людей в салоне и безопасной для внутренних комплектующих автомобиля.
Какие бывают типы конструкций?
Еще одна важная классификация, которая поможет понять работу системы охлаждения, — по типу конструкции. Разберемся, из чего сделан радиатор автомобиля и что это означает для машины. Несколько типов:
- Алюминиевые сборные из труб и пластин — в основе механизма находятся круглые трубки с надетыми на них специальными пластинами для охлаждения. Оба бачка обычно пластиковые.
- Алюминиевые паяные из труб и лент — в трубках есть плоскоовальное сечение, а между ними расположена сложенная гармошкой лента. Бачки могут быть пластиковыми или алюминиевыми.
- Медно-латунные паяные из труб и лент — по структуре такие же, но бачки могут быть выполнены из латуни или пластика.
Какой радиатор вам нужен, зависит от условий эксплуатации. Все перечисленные типы отличаются хорошей теплоотдачей и большой скоростью охлаждения. Медно-латунные детали весят больше, а конструкцию из труб и пластин тяжелее будет устанавливать — понадобятся дополнительные инструменты.
Причины поломок системы охлаждения
Все поломки радиатора можно разделить условно на три категории:
- механические повреждения;
- неправильное использование, например, не убирают коррозию или поздно меняют антифриз;
- естественный износ и старение металла.
Когда сломался радиатор в машине и вы заметили первые признаки, нужно провести ремонт. Ездить на автомобиле с неисправной системой охлаждения опасно — это приведет к перегреванию двигателя и его поломке.
Часто система просто теряет герметичность. Как результат: подтекает радиатор отопления и охлаждения.
Еще один распространенный вариант повреждения: пластины для теплообмена загрязняются из-за неправильного использования радиатора. Точнее из-за недостаточно частого обслуживания. Система настолько сильно загрязняется, что уже не может проводить нормальный теплообмен между антифризом и окружающей средой. Тут на поверхность налипает уже толстый слой из грязи, пыли, пуха, частичек насекомых, который не пропускает тепло.
Чтобы исправить такую ситуацию, не понадобится специфический инструмент для ремонта радиаторов. Тут нужно просто под высоким напором промыть детали.
За тщательным осмотром лучше обратиться на СТО к профессионалам — большой перечень услуг вы можете найти на OLX. Здесь же при необходимости можно отремонтировать деталь.
Как проверить радиатор в других случаях? В первую очередь — проверить детали на наличие протеканий антифриза.
Течь радиатора охлаждения: симптомы
Течь становится заметна, когда двигатель постоянно перегревается. Это свидетельствуют в первую очередь о неправильной работе системы охлаждения. Причем признак довольно явно проявляется даже после коротких поездок. Если вовремя не обратить внимание, то придется в целом проводить дорогостоящий ремонт всего силового аппарата.
Основные симптомы поломки:
- уровень антифриза резко уменьшается в бачке;
- на радиаторе или под ним появляются потеки;
- развивается коррозия.
Причин, почему теряется герметичность, несколько. Это может быть следствие сильных механических воздействий. Во время ремонта других систем вы можете случайно повредить тонкие стенки радиатора.
Внутри могут затруднять движение антифриза и нарушать целостность системы сторонние предметы, случайно попавшие в жидкость. Но в любом случае неисправность нужно быстрее устранять, чтобы обеспечить нормальную работу двигателя.
Чем грозит течь радиатора автомобиля: опасности
Когда в радиаторе появляется место для утечки жидкости, в первую очередь страдает двигатель. Мотор не охлаждается до нормального состояния. Тепло, генерируемое в процессе работы двигателя, никуда не исчезает. Сопутствующие последствия:
- головка блока цилиндров меняет форму;
- прокладка теряет целостность;
- двигатель может заклинить.
Что делать если течет радиатор в машине? Нужно в первую очередь найти поврежденные места. Но не стоит лезть под капот сразу же после остановки машины. Во время работы в системе охлаждения появляется высокое давление — оно заставляет жидкость циркулировать. Когда вы открываете капот, маленькая трещина на радиаторе может вырасти под влиянием давления и температуры. Тогда из нее выпрыскивается под напором кипящая жидкость.
При попадании на кожу разгоряченный антифриз вызовет термические ожоги. Вероятнее всего, понадобится медицинская помощь.
Как отремонтировать радиатор охлаждения самому: советы
Перед тем, как починить радиатор автомобиля, тщательно изучите его состояние. При обычных трещинах ситуацию можно исправить. При значительных механических повреждениях и коррозии проще будет заменить деталь на новую.
Распространены три варианта ремонта радиаторов охлаждения двигателя:
- Покрытие специальными герметиками или эпоксидным составом.
- Пайка — поврежденные соты запаивают обычным паяльником или газовой сваркой.
- Аргоновая сварка — использует электроды и инертный газ в своей работе.
С герметиками нужно быть осторожным. При неправильном использовании он может оказаться в антифризе, а после — заглушить трубки и пластины. Герметик с эпоксидной смолой и отвердителем хорошо справляются с восстановлением герметичности.
Популярный ремонт радиаторов автомобиля — использование пайки. Нужно демонтировать деформированную деталь, заменить ее. Если вы умеете пользоваться газовой сваркой, можно справиться самому. В противоположном случае лучше обратиться в мастерскую.
Когда два предыдущих варианта не подходят под ваш случай, можно воспользоваться аргоновой сваркой. Она защищает поверхность от окисления — спустя время на месте спайки не появится ржавчина. Этот вариант подходит, когда на радиаторе есть существенные механические повреждения.
В качестве профилактики нужно регулярно менять антифриз, чтобы не допустить перегревания двигателя и всей системы охлаждения. Можно установить дополнительную шторку, которая будет защищать деталь от механических повреждений.
Починить радиатор можно самостоятельно, если у вас есть инструменты для ремонта и немного опыта. В остальных же случаях доверьте судьбу автомобиля механикам. И помните, что главное — вовремя обратить внимание на поломку и отделаться малой кровью, а не менять весь силовой агрегат машины.
Система охлаждения играет очень важную роль, так как именно она предотвращает перегревание двигателя автомобиля, которое неизбежно в процессе работы. Важнейшим элементом охлаждающей системы выступает радиатор, обеспечивающий эффективное охлаждение жидкости.
Система охлаждения автомобиля специально предназначена для того, чтобы охлаждать детали двигателя, которые нагреваются в процессе его работы. Современные автомобили имеют системы охлаждения, которые, помимо своей основной, выполняют целый ряд других важных функций:
— нагревают воздух в системе вентиляции, отопления и кондиционирования;
— охлаждают масло в системе смазки;
— охлаждают отработанные газы в системе рециркуляции отработанных газов;
— охлаждают рабочую жидкость в автоматической коробке передач;
— охлаждают воздух в системе турбонаддува.
На сегодняшний день существует несколько систем охлаждения двигателя: воздушная, жидкостная и комбинированная. В жидкостной системе тепло от разогретых элементов двигателя отводит поток жидкости, в воздушной системе — поток воздуха. В комбинированной системе воздушная и жидкостная системы объединяются.
Большинство современных автомобилей оборудованы жидкостной системой охлаждения, среди преимуществ которой можно выделить эффективное равномерное охлаждение. Кроме этого, жидкостная система охлаждения имеет невысокий уровень шума.
Независимо от того, какой тип двигателя имеет автомобиль — бензиновый или дизельный, конструкция систем охлаждения будет подобной. В состав системы охлаждения входят следующие элементы:
— радиатор системы охлаждения;
— теплообменник отопителя;
— масляный радиатор;
— расширительный бачок;
— термостат;
— центробежный насос;
— вентилятор радиатора;
— патрубки;
— элементы управления;
— рубашка «охлаждения» двигателя.
Устройство радиатора
Важнейшим конструктивным элементом не только системы охлаждения, но и самого двигателя, является радиатор. Прообраз современного радиатора устанавливался даже на самых первых автомобилях, так как без радиатора работа двигателя не представляется возможной. Радиатор системы охлаждения выполняет такую важную функцию, как поддержание рабочей температуры двигателя и защита его от перегрева.
Как правило, автомобильный радиатор состоит из таких элементов, как верхний и нижний баки, сердцевина, детали крепления. Радиатор предназначен для того, чтобы жидкость, поступающая в него непосредственно из водяной рубашки двигателя, охлаждалась до необходимой температуры. Баки радиатора, а также сердцевина, которая к ним припаяна, как правило, изготавливаются из латуни, благодаря чему обеспечивается хорошая теплопроводность.
Сердцевина радиатора представляет собой тонкие поперечные пластины, через которые проходят плоские вертикальные трубки, припаянные к этим пластинам. Жидкость, которая проходит через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на множество потоков. Подобное устройство сердцевины позволяет жидкости охлаждаться более интенсивно, так как значительно возрастает площадь соприкосновения жидкости со стенками трубок.
Баки радиатора соединяются с рубашкой охлаждения при помощи патрубков. Нижний бак оснащен специальным краником, предназначенным для слива жидкости из радиатора. Чтобы спускать воду из водяной рубашки, в нижней части блока также имеется краник.
В систему охлаждения жидкость заливается через горловину бака, расположенного вверху и закрываемого крышкой. Жидкостная система охлаждения двигателя отличается наличием двойного регулирования теплового режима: термостатом и шторкой.
Шторка радиатора охлаждения — это своеобразное полотно, один из концов которого закрепляется на сматывающем механизме, который, в свою очередь, монтируется в барабане. Второй конец неподвижно соединяется в нижней части автомобильного радиатора.
Некоторые двигатели внутреннего сгорания вместо шторки оснащены жалюзи створчатого типа, состоящими из пластин. Пластины шарнирно закрепляются в нижней планке, связанной тягой и системой рычагов с рукояткой управления жалюзи, которая находится в кабине. Сами створки могут быть расположены горизонтально или вертикально.
Принцип работы радиатора
Системы охлаждения, которыми оборудуются современные автомобили, учитывают множество важных параметров, среди которых температура двигателя, температура жидкости и масла, температура снаружи салона и т.д.
Принцип работы системы охлаждения следующий. Благодаря жидкостному насосу охлаждающая жидкость находится в постоянном движении, циркулируя по кругу, омывая горячие стенки головки блока и цилиндров. Таким образом удается избежать перегрева двигателя, так как от нагретых деталей отводится тепло. Далее горячая жидкость направляется в радиатор охлаждения, который обеспечивает отвод тепла в окружающую среду. На этом цикл заканчивается, а охлажденная жидкость идет по новому циклу.
Таким образом, можно сделать вывод, что радиатор представляет собой своеобразный теплообменник, который обеспечивает охлаждение жидкости. Чтобы работа радиатора была еще более эффективной, перед двигателем устанавливается специальный вентилятор радиатора, нагнетающий воздух на поверхность радиатора, благодаря чему процесс теплообмена значительно ускоряется.
Вентилятор радиатора запускается автоматически специальным термодатчиком, который срабатывает в тот момент, когда рабочая температура двигателя начинает подниматься выше допустимой нормы. Вентилятор и радиатор охлаждения устанавливают непосредственно перед двигателем.
Другие статьи
#Омывающие жидкости
Омывающие жидкости
29.09.2023 | Статьи о запасных частях
Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.
#Рассухариватель клапанов
Рассухариватель клапанов: простая работа с клапанами
21.06.2023 | Статьи о запасных частях
Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.
#Переключатель света с регулировкой шкалы
Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях
Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.
Радиатор автомобиля— устройство, обеспечивающее прохождение охлаждающей жидкости (ОЖ) через мелкие трубки и резервуары для снижения температуры под действием воздушного потока и создания нормальных условий для работы двигателя. Ниже кратко рассмотрим назначение, устройство системы охлаждения и конструктивные особенности. Приведем виды, основные повреждения, способы ремонта и профилактики.
Оглавление
- Назначение радиатора
- Как устроена система охлаждения
- Конструкция радиатора охлаждения
- Виды радиаторов
- Охлаждающие жидкости
- Повреждения, неисправности и ремонт
- Профилактика и уход
- Заключение
Назначение радиатора
Вопреки распространенному мнению, радиатор охлаждения автомобиля выполняет сразу несколько функций. В его задачи входит:
- Отвод тепла от элементов изделия и его передача в атмосферу.
- Предоставление возможности доливки и удаления ОЖ (антифриза, воды, тосола) с помощью специальных отверстий внизу и вверху.
- Создание оптимального давления внутри системы, благодаря наличию клапана для сброса.
Главная функция радиатора состоит в теплообмене и снижении температуры ОЖ до безопасного уровня.
В зависимости от ситуации охлаждение происходит путем обдува встречным воздухом или вентилятором, который запускается при достижении определенной температуры. В зависимости от марки / модели автомобиля вентилятор может быть механическим, электрическим или гидравлическим. Наиболее востребованным считается второй вариант.
Как устроена система охлаждения двигателя
При рассмотрении радиатора важно знать особенности системы охлаждения автомобиля, предназначенной для снижения температуры мотора до безопасного уровня. Кроме этого, в ее функции входит нагрев воздуха, охлаждение отработавших газов, потока в турбированном наддуве, а также масла в АКПП.
Конструктивно система охлаждения бывает жидкостной, воздушной или смешанной. Наиболее востребованным является первый вариант. Конструктивно она состоит из таких элементов:
- Радиатор. Главный узел, через который проходит ОЖ с целью снижения температуры.
- Помпа. Гарантирует циркуляцию рабочей ОЖ по системе. Бывает ременным, шестеренчатым или иных типов.
- Термостат. Необходим для регулирования процесса прохождения антифриза через радиатор. Может иметь три положения — закрытое, частично / полностью открытое.
- Вентилятор. Запускается для повышения эффективности обдува. Чаще всего необходим, когда машина движется на небольшой скорости и потока воздуха недостаточно для охлаждения.
- Датчик температуры. Контролирует температурный режим и дает команду на необходимости запуска дополнительного охлаждения.
- ЭБУ. Главный узел, который принимает сигналы и регулирует работу системы охлаждения двигателя автомобиля.
В зависимости от авто, в работе могут принимать участие и другие узлы, к примеру, реле охлаждения мотора, нагреватель термостат, управляющий узел вентилятора и т. д.
Важно
Все элементы тесно взаимодействуют друг с другом. Так после пуска мотора ОЖ циркулирует с помощью насоса по минимальному кругу — через блок и ГБЦ без прохождения радиатора.
Это делается для более быстрого нагрева. Как только температурный показатель достигает 80-90 градусов Цельсия, срабатывает датчик и подает команду на открытие термостата.
При этом антифриз направляется через радиатор для поддержания нормальной температуры. Если двигатель продолжает нагреваться, подается сигнал на включение вентилятора, обеспечивающего дополнительный обдув.
Конструкция радиатора охлаждения
Читайте также: Зиловский карбюратора К-88А: регулировка, неисправности, уход
При обслуживании системы охлаждения необходимо знать конструктивные особенности радиатора. Он состоит из следующих элементов:
- бачок снизу;
- нижний патрубок;
- кран слива ОЖ;
- основная часть, состоящая из трубок и сот, через которые проходит антифриз;
- бачок сверху;
- верхний патрубок;
- горловина для заливки ОЖ.
Антифриз попадает сверху, поле чего опускается по соединительным трубкам и сотам, обдувается воздухом и теряет температуру.
Для повышения эффективности процесса между трубками предусматриваются пластины (актуально для старых версий) или полоски-ленты из алюминия (для новых типов). Наиболее востребованным является ленточный вариант, обеспечивающий улучшенную отдачу тепла и повышенную прочность.
Виды радиаторов
Конструктивно рассматриваемые устройства отличаются по нескольким критериям: способ сборки, материал корпуса и дополнительные элементы. С учетом особенностей отличается и цена радиатора автомобиля.
По конструкции они бывают:
- Трубчатые-пластинчатые.Состоят из трубок, внутри которых монтируются так называемые турбулизаторы. Это делается для удлинения пути ОЖ по радиатору и, соответственно, улучшенного охлаждения. Такие устройства имеют большую жесткость и минимальный процент брака.
- Трубчато-ленточные (паяные). В отличие от прошлого вида все элементы соединяются с помощью пайки, что усложняет процесс обслуживания. Такие радиаторы имеют более высокую отдачу тепла и низкую цену.
По количеству ходов бывает два варианта:
- Одноходовые. Жидкость проходит в одном направлении.
- Двухходовые. Путь ОЖ более сложный. Сначала антифриз проходит по части трубок в одном направлении, а потом во втором отсеке меняет направление.
По материалу:
- Медные. Более дорогостоящие. Отличаются повышенной прочностью и лучшей теплоотдачей. Легко ремонтируются с помощью пайки.
- Латунные. В чистом виде встречаются редко. Чаще всего применяются медно-латунные конструкции.
- Алюминиевые радиаторы автомобиля. Появились на фоне повышения стоимости меди. При изготовлении используются современные способы сварки, обеспечивающие повышенную надежность и прочность. Несмотря на худшую теплоотдачу, подобные изделия справляются с такой задачей.
Сегодня все автомобильные радиаторы для двигателя делаются из алюминия. Они имеют более низкую цену, но требуют особого подхода в ремонте. Для восстановления недостаточно обычной пайки, ведь она, как правило, имеет низкую эффективность. Чаще всего применяется аргонная сварка.
Охлаждающие жидкости
Внутри системы перемещается теплоноситель (жидкость), который при проходе через радиатор охлаждается и возвращается в мотор. Условно все ОЖ делятся на несколько видов:
- Дистиллированная вода. Наиболее экономный вариант, не предусматривающий покупки дополнительного средства. Применяется в теплое время года, когда нет риска замерзания системы.
- Тосол — старое название ОЖ, применяемой в СССР. Раньше такие составы заливались в «Жигули», но сегодня почти не применяются.
- Антифризы — современные охлаждающие жидкости, в состав которых входят специальные присадки. Они отличаются по ресурсу, особенностям защиты от коррозии, наличием добавок и другими особенностями.
Условно антифризы бывают этиленгликолевые, карбоксильные, гибридные, лобридные и пропиленгликолевые. Они отличаются характеристикой, составом, набором добавок и характеристиками. К примеру, в этиленгликолевых составах применяются неорганические ингибиторы коррозии, а в карбоксильных — органические. Гибридные и лобридные имеются в составе органические и неорганические составляющие. Что касается пропиленгликолевых ОЖ, в них используется более безопасный пропиленгликоль.
Задача современных антифризов состоит в отводе тепла, защите от коррозии и чистке радиатора автомобиля от накопившихся внутри загрязнителей.
При этом антикоррозийная функция считается самой важной, а эффективность этой опции напрямую влияет на цену. При выборе ОЖ необходимо ориентироваться на рекомендации производителя в привязке к марке автомобиля.
Повреждения, неисправности и ремонт
Радиатор нельзя назвать самым надежным узлом автомобиля. В процессе эксплуатации на него воздействует много негативных факторов, в том числе механических. К наиболее распространенным повреждениям можно отнести:
- Загрязнение патрубков и центральной части. В таком случае может потребоваться промывка.
- Повреждение вентилятора.
- Накопление грязи и листьев снаружи изделия, из-за чего ухудшается теплоотдача.
- Повреждение патрубков или самого радиатора с последующим вытеканием ОЖ из системы.
- Коррозия внутренних элементов.
При появлении любой из рассмотренных выше проблем высок риск перегрева мотора, поэтому нужен ремонт радиатора автомобиля. Признаком поломки может быть появление течи антифриза или быстрый перегрев мотора при умеренном режиме эксплуатации.
Наиболее сложный случай, когда двигатель «закипает», а из-под капота начинает идти пар. В таком случае необходимо остановиться и выждать время для охлаждения системы. Лишь после этого можно приступать к устранению неисправности. Если проблема произошла в дороге, сделайте следующее:
- Проверьте герметичность соединения всех трубок.
- Убедитесь в срабатывании вентилятора охлаждения.
- Проверьте проводку реле и температурный датчик.
- Долейте необходимый объем ОЖ. Будьте осторожны, ведь высок риск разбрызгивания раскаленной жидкости.
Ремонт лучше доверить профессионалам. Если нет возможности обратиться на СТО, можно использовать эпоксидную смолу или «холодную сварку». Предварительно необходимо слить ОЖ с системы и демонтировать устройство с машины для более удобного доступа.
Существуют и другие способы ремонта:
- Сварка. Применяется при наличии небольшого повреждения. Подходит для медных или латунных устройств. Для работы требуется газовая горелка и обезжириватель. При выполнении аргоновой сварки на алюминиевом «охладителе» нужна алюминиевая проволока.
- Замена. В ситуации, если трубка повреждена по всей длине, запаять радиатор автомобиля или заварить отверстие не получится. Единственный способ решения проблемы — замена старой трубки на новую.
Принимая решение о необходимости и способе ремонта необходимо оценить повреждение. В наиболее сложных случаях может потребоваться замена всего радиатора.
Профилактика и уход
Для продления срока службы изделия необходим правильный уход и регулярная профилактика. Важно понимать, что радиатор принимает на себя всю грязь и пыль поэтому периодически нуждается в промывке. Если ничего не предпринимать, устройство быстро забивается и перестает выполнять свои функции.
Главное средство профилактики — периодическая промывка системы охлаждения автомобиля и прочистка. Это можно сделать самому или поручить работу мастеру.
| Этапы промывки системы охлаждения автомобиля |
|---|
| 1. Дайте мотору остыть, зафиксируйте капот и наденьте специальные перчатки, не пропускающие воду |
| 2. Слейте из системы охлаждения антифриз и залейте внутрь дистиллированную воду |
| 3. Заведите мотор и оставьте его на 20-25 минут |
| 4. Слейте жидкость и повторите эту процедуру несколько раз для полной очистки системы. Действовать необходимо до тех пор, пока из системы не начнет выходить чистая вода |
| 5. В один из этапов добавьте в воду чистящее средств для лучшей очистки системы. В продаже можно найти специальные составы, к примеру, Winns Radiator Flush |
В процессе эксплуатации нельзя забывать, что радиатор может забиваться снаружи. В роли загрязнителей выступают листья, грязь, пыль и т. д. Для решения проблемы нужно демонтировать изделие и продуть его напором воздуха или промыть струей воды под большим давлением. Главное — не злоупотреблять с напором, чтобы избежать повреждения сот устройства.
После этого в систему необходимо залить качественный антифриз с набором необходимых антикоррозийных присадок. Для устранения воздушных пробок отройте крышку на радиаторе и заведите мотору. Через некоторое время воздух выйдет сам, и останется только добавить ОЖ в систему.
Заключение
Важность радиатора системы охлаждения трудно переоценить, ведь от него напрямую зависит эффективность и ресурс работы самого двигателя. Во избежание затрат на ремонт радиатора охлаждения автомобиля или замену изделия важно вовремя проводить промывку и очистку изделия раз в два-три года или по мере загрязнения. Рекомендации по этому вопросу можно уточнить у производителя.
Поиск запроса «радиатор, система охлаждения двигателя автомобиля» по информационным материалам и форуму
Радиатор является одним из ключевых и наиболее важных элементов жидкостной системы охлаждения. Основной задачей становится рассеивание в атмосферу тепла, которое было отведено от двигателя охлаждающей жидкостью. Радиатор системы охлаждения двигателя можно считать важнейшей деталью самого силового агрегата.
Устройства, похожие на современный радиатор, устанавливались на самых ранних версиях автомобилей с ДВС, так как без указанного элемента охлаждения работа силовой установки становится попросту невозможной. Это устройство напрямую отвечает за поддержание нормальной рабочей температуры двигателя в строго отведенных рамках. Такая защита бережет мотор от перегрева, который неминуемо выведет практически любой двигатель внутреннего сгорания из строя.
Содержание статьи
- История создания радиатора
- Радиатор в системе жидкостного охлаждения
- Устройство радиатора
- Регулировка температуры охлаждающей жидкости
- Регулирование теплового режима «шторкой»
- Установка дополнительного радиатора
- Принцип работы
- Диагностика и ремонт неисправностей радиатора своими руками
История создания радиатора
Водяная система охлаждения появилась на заре двигателестроения. Впервые концепцию радиатора применили на первом серийном автомобиле под названием Benz Velo, который оказался в свободной продаже в 1886 году. Данную идею устройства продолжил развивать Вильгельм Майбах, который сконструировал изделие с сотами. Разработка нашла применение в конструкции модели Mercedes 35HP. За последующие десятилетия и до наших дней устройство радиатора не претерпело глобальных изменений, оставшись практически в том же самом виде, что и во времена Майбаха.
Первые жидкостные системы охлаждения двигателя не имели водяного насоса (помпы), который заставлял охлаждающую жидкость (в самом начале это была простая вода) принудительно циркулировать в системе. Ранние разработки системы охлаждения ДВС опирались на эффект термосифона.
Благодаря такому эффекту охлаждающая жидкость попадала в радиатор. Эффект термосифона основывается на том, что плотность воды понижается при нагреве. Разогретая вода благодаря этому свойству устремляется вверх. В итоге нагретая жидкость оказывалась в устройстве, проникая туда посредством прохода через верхний патрубок.
Внутри радиатора происходило охлаждение воды, плотность жидкости снова возрастала. Это приводило к тому, что вода опускалась в нижнюю часть радиатора, а уже оттуда проникала обратно в рубашку двигателя через нижний патрубок. Главным недостатком систем с эффектом термосифона стало то, что они не могли обеспечить должного охлаждения на фоне постоянно растущей мощности ДВС. Такие системы достаточно быстро вытеснили решения, которые основывались на применении центробежного водяного насоса (помпы).
Радиатор в системе жидкостного охлаждения
Главной задачей элемента является отвод тепла от силовой установки в атмосферу путем охлаждения жидкости, которая проходит внутри по каналам. Для обеспечения лучшего отвода тепла устройство монтируется в таком месте, где отмечен наилучший обдув встречным воздушным потоком в процессе движения автомобиля. Типичным местом установки в подкапотном пространстве является область за радиаторной решеткой спереди автомобиля. Стоит отметить, что даже в автомобилях с задним расположением ДВС радиатор зачастую устанавливается спереди. Отличием становится прокладывание более длинных магистралей системы охлаждения к двигателю.
Существуют и другие места для монтажа устройства охлаждения, но встречаются реже. Автомобили с заднемоторной компоновкой могут иметь радиатор, который установлен вдоль боковой стенки. Такое решение можно встретить на спортивных автомобилях, которые имеют сразу два радиатора охлаждения, расположенные вдоль обеих стенок моторного отсека. Эффективный обдув воздухом реализован путем использования воздухозаборников. Указанный воздухозаборник располагают в задней части машины на боковых стенках.
Устройство радиатора
а – устройство; б – паровой клапан открыт; в – воздушный клапан открыт.
- Радиатор конструктивно имеет верхний (1) и нижний (7) бачок. Эти бачки соединены между собой трубками (5) из латуни или алюминия. К этим трубкам посредством пайки прикреплены пластины (6), которые увеличивают площадь поверхностного охлаждения элемента. Через эту поверхность тепло отводится от охлаждающей жидкости и отдается в окружающую среду.
- Верхний бачок имеет заливную горловину для заправки охлаждающей жидкостью. Горловина перекрывается пробкой (3). В этой пробке имеются паровой (11) и воздушный (12) клапаны.
- Верхний бачок также имеет патрубок (2) для того, чтобы соединить радиатор с рубашкой охлаждения мотора. Такое соединение реализовано посредством резинового шланга. Дополнительно имеется пароотводная трубка (4), а также датчик электрического термометра (13).
- Нижний бачок (7) имеет патрубок (8) для соединения устройства с насосом (помпой). Еще имеется дополнительный кран, который способен обеспечить слив охлаждающей жидкости. На раме автомобиля радиатор крепится специальными крепежными деталями (9).
Так называемые сердцевины (пластины радиатора) являются основными элементами теплообмена. В зависимости от типа сердцевины выделяют следующие типы радиаторов:
- трубчатые;
- пластинчатые;
- трубчато-ленточные и т.д.
Бачки радиатора могут быть изготовлены из пластика или металла. Если взглянуть на устройство более детально, тогда основная часть сердцевины, по сути, является набором бесшовных алюминиевых или латунных трубок. Трубки, соединяющие верхний и нижний патрубки, имеют толщину стенок до 0,15 миллиметра. Жидкость, проходящая через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на большое количество микропотоков. Каждая такая трубка покрывается своеобразными ребрами, которые являются тонкой гофрированной медной или алюминиевой лентой.
Изделия из алюминия имеют меньший вес сравнительно с другими материалами изготовления, но склонны к ускоренному разрушению. Дело в том, что возникает ряд существенных сложностей при попытке сварки этого металла, а также алюминий плохо противостоит механическим повреждениям.
Для того чтобы алюминиевый продукт приблизился по качеству охлаждения к латунной конструкции, его необходимо изготавливать большим по размеру и увеличивать толщину элемента. В начале эпохи автомобилестроения активно использовались сотовые радиаторы. Такое устройство было выполнено из небольших отрезков латунных трубок, которые имели пятиугольное сечение. Жидкость внутри таких трубок не циркулировала принудительно, а весь процесс охлаждения осуществлялся посредством контакта металлических ребер со встречным потоком воздуха.
Вернемся к устройству современного радиатора. Паровой клапан, изображенный на рисунке, нагружается специальной пружиной (10). Пружина имеет упругость 1250—2000 г. Это позволяет нарастить давление в радиаторе охлаждения и повысить температуру закипания охлаждающей жидкости в жидкостной охлаждающей системе до отметки 110-119°С. Такое решение обеспечивает уменьшение объема охлаждающей жидкости во всей системе, что означает параллельное снижение массы двигателя. При этом сохраняется необходимая интенсивность охлаждения силового агрегата. Еще одним плюсом становится уменьшение потерь, под которыми следует понимать испарение охлаждающей жидкости.
Воздушный клапан также нагружают пружиной, но более слабой по силе противодействия. Упругость такой пружины находится на отметке 50-100 г. Задачей воздушного клапана является пропуск воздуха внутрь устройства в том случае, если произошла конденсация охлаждающей жидкости после того, как она закипела и была охлаждена.
Другими словами, внутри системы за счет явления парообразования может возникнуть избыточное давление. Точка кипения охлаждающей жидкости соответственно ему повышается, при этом нет зависимости от атмосферного давления, так как давление сброса задается клапаном в крышке. Такое свойство системы охлаждения незаменимо в процессе езды по горной местности. По причине пониженного атмосферного давления в горах охлаждающая жидкость закипает быстрее, чем в обычных условиях. Данное решение установки воздушного клапана позволяет таким образом предотвратить разрушение радиатора. который может быть попросту раздавлен атмосферным давлением.
Пробка, оснащенная клапанами, обеспечивает открытие выпускного клапана в случае закипания охлаждающей жидкости внутри системы и возникновения избыточного давления, которое приблизительно находится на отметке 0,5 кг/см2. Пар выводится в пароотводную трубку. Впускной клапан обеспечивает доступ воздуха тогда, когда давление внутри оказывается ниже атмосферного давления (ниже 1 кг/см2), что возникает в устройстве при остывании охлаждающей жидкости.
Таким образом, устройство пробки полностью изолирует систему охлаждения от внешней атмосферы. По этой причине описанную систему называют системой охлаждения закрытого типа.
В закрытой системе охлаждения для слива охлаждающей жидкости нужно открыть сливные краны и извлечь пробку радиатора. Чтобы спустить жидкость из водяной рубашки двигателя, в нижней части блока отдельно предусмотрен соответствующий кран для слива. Существует также система охлаждения открытого типа. В открытой системе горловина устройства охлаждения закрыта пробкой без клапанов. В такой системе вода закономерно кипит при температуре 100°С.
Регулировка температуры охлаждающей жидкости
За поддержание постоянной температуры в системе охлаждения двигателя отвечает термостат. Данный элемент распределяет движение охлаждающей жидкости по контурам. Эти контуры называются малый и большой круг. Рубашку двигателя можно считать малым кругом, движение потока через радиатор-большой круг. Возникает такая ситуация, когда охлаждения наружным воздухом при движении ОЖ по большому кругу в жаркую погоду или при нагрузках оказывается недостаточно. Чтобы обеспечить эффективный отвод нагретого воздуха и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости дополнительно устанавливается один или целый ряд вентиляторов. Такие вентиляторы могут иметь механический привод (вискомуфту) или электрический привод.
Регулирование теплового режима «шторкой»
Жидкостная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть оснащена двойным регулированием теплового режима. Первым регулятором выступает термостат, о котором мы уже говорили. Вторым терморегулирующим элементом становится шторка-жалюзи.
Устройства с двойным регулированием конструктивно имеют жалюзи, установленные непосредственно перед радиатором. Благодаря такому решению в сильные морозы радиатор можно прикрыть, уменьшив интенсивность обдува наружным воздухом. Отвод тепла снизится, а само тепло можно более эффективно использовать для поддержания рабочей температуры ДВС и интенсивного отопления салона автомобиля.
Жалюзи представляют собой пластины из металла, которые соединены между собой шарнирами. Эти шторки могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение перед устройством. Управление таким решением осуществляется рукояткой из салона автомобиля, а также может быть реализовано автоматически в отдельных конструкциях. Принцип действия механического устройства заключается в том, что задвигая или вытягивая рукоять в салоне, водитель осуществляет поворот пластин. Происходит изменение щели между жалюзи и происходит регулировка интенсивности обдува радиатора воздушными потоками. Результатом становится воздействие на температуру охлаждающей жидкости.
В условиях предельно низких температур на капот и радиаторную решетку дополнительно крепят специальный утеплительный чехол. Такой чехол изготовлен из водонепроницаемой пожаробезопасной ткани. Указанные меры способствуют поддержанию рабочего теплового режима двигателя в необходимых рамках.
Установка дополнительного радиатора
Появление мощных высокофорсированных атмосферных и турбодвигателей, которые работают в самых разных режимах нагрузки, поставило перед разработчиками задачу установить дополнительные устройства охлаждения. Инженеры реализовали параллельную установку дополнительного радиатора. Такое решение получило свой отдельный электрический вентилятор. Не стоит путать дополнительный радиатор охлаждения с интеркулером, который устанавливается для охлаждения сжатого воздуха в системах с турбонагнетателем.
Принцип работы
Для правильного функционирования современные жидкостные системы охлаждения в процессе работы учитывают множество важнейших параметров. Специальные датчики снимают показания температуры двигателя, температуры охлаждающей жидкости и моторного масла, температуры за бортом и т.д.
Если вкратце описывать принцип работы системы охлаждения, тогда за точку отсчета стоит принять жидкостной насос. Этот элемент заставляет охлаждающую жидкость постоянно двигаться и циркулировать по кругу. При этом проход через рубашку охлаждения двигателя (малый круг) позволяет жидкости омывать горячие стенки головки блока и цилиндров. Когда температура охлаждающей жидкости растет, тогда при определенных показателях срабатывает термостат и открывает доступ жидкости в большой круг (радиатор). Так удается избежать перегрева двигателя и эффективно отдать жидкости избыточное тепло от нагретых деталей мотора. Когда горячая жидкость попадает в устройство охлаждения, от неё происходит отвод тепла в окружающую атмосферу. Полный цикл заканчивается, а охлажденная жидкость движется аналогично по новому циклу.
Вполне очевидно, что радиатор является своеобразным теплообменником, который обеспечивает эффективное охлаждение не самого мотора, а охлаждающей жидкости. Установка дополнительного вентилятора или жалюзи позволяет поддерживать температуру жидкости на оптимальном для работы мотора уровне как в экстремальный холод, так и в сильную жару.
Диагностика и ремонт неисправностей радиатора своими руками
Главной диагностической процедурой является периодический контроль системы охлаждения двигателя на предмет утечек и снижения объема охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Контролировать количество жидкости можно визуально. Так как жидкость постоянно нагревается и охлаждается, со временем входящая в состав любой ОЖ вода частично выпаривается, что и приводит к общему снижению объема.
Если говорить о неисправностях радиатора, тогда основной является загрязнение его сот и каналов, а также их разрушение. Загрязнение приводит к тому, что циркуляция жидкости внутри устройства ухудшается, ОЖ при движении по большому кругу не успевает остыть. В таких условиях мощности вентилятора перестает хватать, так что перегрев двигателя неминуем.
Начинать ремонт радиатора охлаждения двигателя с загрязненными сотами стоит начинать с обычной промывки сердцевины проточной водой. Необходимо отсоединить нижний патрубок, а далее через горловину начинать заливать воду. Крайне желательно осуществлять промывку сот устройства охлаждения водой под давлением. В ряде случаев, когда радиатор сильно забит, его можно распаять и произвести демонтаж верхнего и нижнего бачков. После демонтажа становится возможным осуществить чистку сердцевины механическим способом.
В процессе эксплуатации верхний или нижний бачок, а также и сами соты начинают течь. Это происходит по причине использования низкосортных охлаждающих жидкостей, механических повреждений и т.д. Если подтекание незначительное, тогда можно попытаться засыпать или залить в радиатор специально предназначенное для временного устранения таких дефектов решение из автомагазина. К «дедовским» методам относят добавку большой порции горчичного порошка, который размокает и затягивает трещину. Как первый, так и второй способ не ремонтирует устройство полностью, а только позволяет устранить течь на время дороги до СТО и постановки автомашины на ремонт.
Помните, что когда двигатель горячий, открывать пробку радиатора опасно! Можно получить сильный ожог паром и горячей охлаждающей жидкостью. Перед тем как открыть пробку на горловине, нужно максимально широко накрыть саму пробку и область вокруг неё тканевым материалом, а уже потом отворачивать.
Что касается расширительного бачка, то пробку на нем при разогретом моторе нужно отвинчивать с аналогичной осторожностью. Слегка прокрутите пробку, но не до конца. Вы услышите характерный звук вырывающегося воздуха, похожий на тот, что возникает при открытии крышки на бутылке газированной воды. После такого стравливания крышку бачка можно постепенно открывать полностью и осуществлять контроль или долив охлаждающей жидкости.
Конструкция радиатора охлаждения автомобиля — что она в себя включает и каковы особенности каждого элемента расскажут специалисты нашей компании. Радиатор — один из важнейших элементов конструкции легковых автомобилей. Именно он отвечает за отвод излишков тепла от двигателя. Как и любая деталь, со временем случается, что он выходит из строя. В этом случае для ремонта автомобильных радиаторов в Красноярске вы можете обратиться в нашу компанию. Каково же устройство этого элемента?
Устройство и составные элементы радиатора автомобиля
Конструкция радиатора охлаждения автомобиля включает в себя 2 бачка — верхний и нижний. Либо, в зависимости от модификации — правый и левый, их также ещё называют ванночками. Они могут быть изготовлены как из металла, так и из пластика. Ванночки имеют входную и выходную горловины, которые соединяются с двигателем при помощи резиновых патрубков. А теплоотдающая рубашка или другое название — сердцевина, как правило, изготавливается из алюминия или латуни. К ней припаеваются эти ванночки или запрессовываются, если они пластиковые. Сердцевина представляет собой основной элемент, через который происходит отвод излишков тепла. Она может иметь различную форму, например, трубчатую, пластинчатую, трубчато-ленточную и т. д. Между трубками, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, распологаются теплоотдающие пластины в виде ёлочки или гармошки для максимального охлаждения. Проходящий сквозь них поток воздуха хорошо отводит тепло, снижая излишнюю температуру мотора.
Конструкция верхнего бачка радиатора
Верхний бачок оснащен заливной горловиной, через которую осуществляется заливка антифриза в систему. Она закрывается крышкой, в которой встроено два обратных клапана. Один для сброса избыточного давления из системы охлаждения, а второй для поступления жидкости обратно. Также она предотвращает испарение охлаждающей жидкости. Такие радиаторы называют системами охлаждения закрытого типа.
При нагревании охлаждающая жидкость начинает расширяться, постепенно повышая давление. Сбросной клапан также предназначен для наращивания давления внутри радиатора и всей системы, до определённого рабочего предела. Это делается для повышения значений температуры закипания антифриза. Этот предел, в зависимости от модели автомобиля, в основном колеблется в диапазоне от 0,5 до 1,2 кПа. Когда этот предел превышается, тогда клапан сбрасывает избыточное давление в расширительный бачок. А когда антифриз остывает — он сжимается, в системе образовывается вакуум. Это заставляет второй клапан приоткрыться и охлаждающая жидкость всасывается обратно в систему. Также сбросной клапан выводит воздух из системы охлаждения автомобиля. Который может попасть внутрь системы при образовавшихся утечках. Или второй вариант — в случае конденсации антифриза после его закипания и охлаждения.
Кроме того, верхний бачок оснащен резиновым патрубком, с помощью которого он соединяется с рубашкой охлаждения мотора. Также на бачке устанавливается температурный датчик, отслеживающий температуру охлаждающей жидкости в системе. Он управляет включением и отключением вентилятора. Ещё существуют радиаторы открытого типа, их заливные крышки не оборудованы клапанами.
Конструкция нижнего бачка радиатора охлаждения
Нижний бачок тоже имеет резиновый патрубок, с помощью которого он соединяется с насосом (помпой), также он оборудован сливным краном. Через него осуществляется слив охлаждающей жидкости из системы в процессе ее замены. Кроме того, в нижнюю ванночку встраивается теплообменник, который соединяется с АКПП — коробкой передач — для охлаждения и подогрева масла в коробке.
Наша компания использует для ремонта профессиональное оборудование и качественные материалы. Мы также оказываем услуги сварки аргоном в Красноярске.