Astra J. Теплообменник для чайников. Теория, полезные статьи. Заваривать или нет?
Статья написана мной с целью расставить все точки над «i» в вопросе теплообменников на моторах A16XER, A18XER, A16LET, A14NET.
В данной статье я «на пальцах», максимально упрощённым языком, расскажу про сам теплообменник и нужно/можно ли его удалять и заваривать каналы.
Сначала мы рассмотрим теорию работы теплообменника, а в конце статьи — нужно/можно ли его заваривать?
1. Теплообменник — для чего и зачем.
Двигатели A16XER, A18XER, A16LET, A14NET — горячие. Температура открытия термостата 105° (!). Экология, форсирование, все дела.
Ну и пофиг, скажете Вы, ведь для масла 105° не являются чем-то критичным. Вполне рабочие температуры для современного масла.
Не всё так просто! Для понимания проблемы стоит уточнить кое-что:
Антифриз — это теплоноситель. Распределяет тепло по всему двигателю и «транспортирует» к месту, где его можно рассеять. Очень грубо (!) тепло рассеивается 4 способами: радиатор ОЖ, радиатор отопителя салона, выхлопная система, поверхность двигателя.
Масло в этом плане «мультиинструменталист». У него в двигателе много задач и перенос тепла — лишь одна из них. Но делает это оно гораздо хуже. Раза этак в 3-4. Меньше теплоёмкость и меньше теплопроводность.
Нам важно лишь то, что масло медленнее нагревается и медленнее остывает. Антифриз быстрее нагревается и быстрее остывает.
Это и порождает проблему. Термостат открывается на 105°, масло в этот момент продолжает нагреваться. К моменту, когда ситуацию удаётся развернуть вспять — масло может нагреться и до 115° и до 120°. Ничто не происходит моментально, на всё нужно время.
Но это ещё не всё. Есть же ещё повышенная нагрузка на двигатель. Например серия резких разгонов, подъём в гору и т.п. В общем ситуация, когда за короткий промежуток времени выделяется огромное количество тепла от сгораемого топлива. При таком раскладе температура масла может доходить и до 140°-150°. Нет запаса по температуре в отличие от «холодных» термостатов.
Ещё на двигателях A16XER A18XER, A16LET, A14NET нет датчика температуры масла. Мы видим только температуру антифриза. Но уверяю Вас, масло при интенсивных резких нагрузках гораздо горячее антифриза.
Инженеры для наших горячих моторов придумали 2 решения:
а) Теплообменник. Узел, где масло сможет эффективно отдавать тепло антифризу. Это по сути радиатор, в котором происходит интенсивный теплообмен между маслом и ОЖ.
При прогреве двигателя антифриз нагревает масло (что полезно — оно быстрее выходит на рабочую температуру), а при нагрузке отводит тепло, не позволяя ему перегреваться до критических значений.
б) Принудительное открытие термостата. В ЭБУ заложены алгоритмы, при которых термостат открывается раньше, чтобы иметь запас по охлаждению. Думаю вы уже поняли, что часть этих алгоритмов — высокие обороты и нагрузка на двигатель.
Кстати, на спортивных авто термостаты открываются и на 68°. Понятно почему? Большие нагрузки — нужен больше запас для охлаждения, потому что температура будет быстро расти и за ней нужно поспеть. Можно это сравнить с углами опережения зажигания.
И даже это не решает проблему окончательно. Даже при таких мерах масло может нагреваться до 130°.
Итак, мы разобрались для чего нужен теплообменник на наших моторах.
2. Заваривать теплообменник или нет?
Зная первую часть, мы можем здраво рассуждать по поводу второй части.
Давайте сразу обозначим один момент:
Если корректно говорить, то теплообменник — это собственно сам радиатор, который удаляется при заваривании. Остальное — корпус масляного фильтра с подводом каналов антифриза и масла.
Предположим, вы выкинули теплообменник и заварили каналы. Что происходит с температурой?
А вот что: мотор как был горячим, так им и остался. Но вы по сути сделали из системы охлаждения калеку. С этого момента нет места, где масло может эффективно отдавать тепло. Масло начинает испытывать ещё более высокие температурные нагрузки в определённых режимах работы двигателя.
Самое плохое в этом то, что это приводит к локальным перегревам узлов внутри двигателя. Масло не может охладить детали до температуры ниже, чем у него самого. При этом у масла происходит серьёзная просадка вязкости, оно быстрее деградирует и теряет свои свойства.
Что же делать? Ну, многие уже давно догадались до решения — нужно понизить температуру двигателя, создать запас «прочности» для системы охлаждения. Этакий буфер.
Меняем термостат на «холодный», прошиваем температуру включения вентилятора — всё, мы нивелировали отсутствие теплообменника. Плюс снизили нагрузку со всех резинотехнических изделий в двигателе.
Вы однозначно снизите абсолютный ресурс работы двигателя. Коварство ситуации в том, что ущерб этот не виден на коротких дистанциях и развивается на протяжении десятков тысяч километров.
Частично скомпенсировать эту ситуацию можно частой заменой масла и внимательным отношением ко всем узлам автомобиля.
3. Разбор спорных моментов
Некоторые считают, что теплообменник на наших моторах вообще не выполняет свою функцию, так как находится между ГБЦ и выпускным коллектором, а он очень горячий.
а) Во-первых не просто так радиатор развернут к ГБЦ. Между радиатором и выпуском находится корпус масляного фильтра. Плюс воздушная прослойка, а не прямой контакт поверхностей.
б) Во-вторых масло и антифриз двигаются под давлением и постоянно циркулируют, не задерживаясь в теплообменнике. Это не кастрюля на плите.
И ещё хочу отметить, что это не сумрачный гений инженеров GM. Двигатели A16XER, A18XER, A16LET, A14NET — это не с нуля спроектированные двигатели. Это глубоко модернизированные движки родом из 80-90х годов двадцатого века.
Такое расположение выпуска, каналов масла и ОЖ — наследство, эволюционные особенности. А это всегда накладывает свои ограничения, что привело к такому расположению теплообменника.
Тут я полностью на стороне камрадов dimm33 (тык) и morfiche (тык). Заваривать только трубками и т.п., не заужая пропускную способность масляного канала. Никаких пластин вплотную.
Не рискуйте системой смазки, вы же хотите как лучше, удаляя теплообменник, верно?
Я вижу картину так:
а) Идеальное решение — понижение температуры двигателя путём замены на холодный термос+прошивка при сохранении теплообменника. Но это для тех, кто хочет грамотной работы двигателя, а не мелочной экономии на 1 прокладке.
UPD: Камрад Vlad-2015 дал так же информацию по замене штатного радиатора на комплектациях с МКПП на радиатор большей площади (от комплектации с АКПП) — как более эффективного в плане рассеивания тепла. Речь про мотор A16XER.
б) Два хороших решения — своевременная замена масла (5-7.5 ткм) на исправной системе ОЖ. Никаких вязких масел. Выше вязкость — хуже охлаждение маслом.
И удаление теплообменника с заменой термостата на холодный+прошивка.
в) Плохое решение — удаление теплообменника без понижения температуры. Хотя бы часто меняйте масло.
Готов к конструктивной критике и обсуждению проблематики.
Теплообменник двигателя
Каждый двигатель в современной машине оборудован турбокомпрессорами, которые не работают вне определенного температурного интервала. Это относится ко всем системам в автомобиле, которые содействуют работе мотора.
При существенном понижении температур дизельное топливо становится густым, что значительно усложняет не только запуск самого двигателя, но работу двигателя в целом. Существуют ситуации прямо противоположные – слишком активная деятельность двигателя при отсутствии охлаждения или отвода тепла. В таких ситуациях возможен значительный перегрев двигателя, что также негативно сказывается на агрегате. Естественно, что риск неблагоприятных последствий возрастает в десятки раз при систематическом и длительном перегреве. Большинство таких случаев заканчивается полным ремонтом, начиная с этапа замены гильз и поршней и заканчивая заменой других деталей.
На современных легковых автомобилях чаще всего применяются так называемые жидкостные системы охлаждения. Это закрытые системы охлаждения, имеющие низкий уровень шума, но обеспечивающие равномерное охлаждение. В целом же за поддержание оптимальной температуры двигателя отвечают следующие детали системы охлаждения:
Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла). Это является основной проблемой при нагреве моторного масла, так как в итоге ведет к поломке мотора.
Во избежание такого рода неприятных ситуаций, ведущих к поломке, масло также нуждается в постоянном охлаждении. Если подвергнуть тщательному анализу весь процесс изменения температуры масла на протяжении всего цикла, то заметим, что после забора масло поступает в теплообменник именно для охлаждения и только затем вновь отправляется для того, чтобы произвести смазку и охлаждение дизельного двигателя.
Теплообменник или как понять, что антифриз попал в масло!
Теплообменник — это техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры.
Скажем сразу откровенно слабое место всех современных двигателей!
Перемешивание моторной смазки с охлаждающей жидкостью двигателя – неисправность критическая, требующая немедленного вмешательства и устранения. Другими словами, эксплуатировать машину нельзя, только ремонтировать. Хоть и нечасто, но такая проблема встречается на новых и подержанных автомобилях. Чтобы избежать дорогостоящих ремонтов, хозяин авто должен четко представлять порядок своих действий, когда обнаружено масло в антифризе.
Система охлаждения силового агрегата представляет собой сеть каналов, проходящих через блок и головку цилиндров. Она герметична и потому работает под давлением, возникающим в результате нагрева и расширения жидкости. Система смазки имеет похожее строение, только каналы более узкие, а давление создает масляный насос.
Крайне важно следить за уровнями и состоянием технических жидкостей, масла и антифриза.
Существует несколько причин, по которым происходит смешивание двух разных жидкостей:
Как определить попадание смазки в антифриз:
Как правило, беда не приходит одна. Тосол, попавший в поддон картера, может создать серьезные проблемы: в лучшем случае эмульсия засорит смазывающие каналы и фильтр. При худшем раскладе коленчатый вал провернет вкладыши (подшипники скольжения) в результате масляного голодания. Дорогостоящий ремонт обеспечен.
Признак поломки хорошо заметен – из выхлопной трубы валит белый дым в большом количестве, а мощность мотора резко падает.
Когда подобная проблема возникает на машине, оборудованной теплообменником – охладителем моторной смазки, возникают затруднения с самостоятельной диагностикой неисправности. Если внешние признаки в виде потеков отсутствуют, то после выявления эмульсии в расширительном бачке срочно обращайтесь в наш автотехцентр, мы проведем замену прокладок теплообменника и промоем масляную и охлаждающую системы.
На автомобилях марок GM теплообменник расположен за коллектором, и постоянно подвержен сильному нагреву, из-за этого прокладки дубеют и начинается течь масла!
Все современные моторы теплонагруженные, рабочая температура моторов достигает 103-105С, а у некоторых моторов еще выше. Детонация ДВС, высохшие пластиковые трубки, дубовые резиновые прокладки и преждевременное окисление масла являются платой за экологичность.
Для чего нужен теплообменник двигателя
Добрый день!
Долго меня интеррисовала эта тема и вот решил разобраться))))
Радиа́тор (новолат. radiātor — «излучатель») — устройство для рассеивания тепла в воздухе (излучением и конвекцией), воздушный теплообменник
Теплообменник — устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры. По принципу действия теплообменник рекуператор.
Рекуперáтор — теплообменник поверхностного типа для теплообмена между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку
Масло мощных двигателей подвержено значительному нагреву, поэтому такие моторы оснащаются системами охлаждения масла. В ряде двигателей для этой цели используются жидкостно-масляные теплообменники — о теплообменниках, их назначении, устройстве, работе и техническом обслуживании читайте в данной статье.
При нагреве двигателя нагреву подвергается и масло, циркулирующее в системе смазки, и чем мощнее двигатель, тем в более сложных тепловых условиях работает масло. Перегрев моторного масла чреват серьезными проблемами — изменяется вязкость масла, повышается интенсивность его выгорания и разложения, и в целом ухудшаются его рабочие характеристики. Перегретое масло обеспечивает недостаточно качественную смазку трущихся деталей, а также усложняет охлаждение двигателя, а это уже может вылиться в разнообразные поломки силового агрегата вплоть до заклинивания.
Поэтому на многих двигателях внутреннего сгорания в систему смазки вводится дополнительный элемент, обеспечивающий охлаждение масла. На бензиновых моторах чаще применяется традиционный масляный радиатор, а на дизелях, которые в целом нагреваются меньше своих бензиновых собратьев, используются жидкостно-масляные теплообменники (ЖМТ или водомасляные теплообменники).
В чем отличие между радиатором и ЖМТ? Главное — используемый способ охлаждения масла. Отвод тепла от радиатора осуществляется просто набегающим потоком воздуха, а в теплообменнике тепло от масла отводится потоком охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения силового агрегата. ЖМТ имеет как преимущества перед традиционным радиатором, так и недостатки.
Из преимуществ стоит отметить два. Во-первых, температура масла в ЖМТ не опускается ниже температуры охлаждающей жидкости, а это значит, что в деталях двигателя, соприкасающихся одновременно с маслом и ОЖ, возникает меньше напряжений, и в целом мотор работает в лучшем температурном режиме. Во-вторых, теплообменник можно устанавливать в любом удобном месте на двигателе, при этом можно отказаться от длинных трубопроводов и множества соединений. Для работы радиатора, как известно, необходим поток воздуха, что вызывает сложности с его установкой и требует применения дополнительных деталей.
Из недостатков водомасляного теплообменника можно отметить его более сложную конструкцию, необходимость технического обслуживания и ремонта. Кроме того, ЖМТ — это довольно сложный агрегат, в котором необходимо обеспечить герметичность, что иногда становится причиной проблем (в частности, из-за старения прокладок и разбалтывания креплений). Радиатор в этом плане более надежен и прост. Однако в большинстве случаев на дизельных двигателях эффективнее работают именно теплообменники.
В настоящее время водомасляные теплообменники широко применяются на отечественных двигателях КАМАЗ и ЯМЗ, также ЖМТ нашли применение во многих современных грузовиках зарубежного производства и даже в компактных моторах легковых автомобилей.
На современных двигателях находят применение два типа масляных теплообменников:
• Кожухотрубные (или просто трубчатые);
• Пластинчатые.
Кожухотрубные ЖМТ устанавливаются преимущественно на двигателях КАМАЗ, пластинчатые используются на агрегатах ЯМЗ и других. Эти теплообменники имеют серьезные отличия в конструкции и некоторые особенности работы.
Кожухотрубный ЖМТ. Его основу составляет литой алюминиевый цилиндрический корпус, внутри которого устанавливается сердцевина. Сердцевина состоит из ряда параллельных тонкостенных трубок, заключенных в кожух. Кожух разделен на несколько секций (в КАМАЗ таких секций четыре) поперечными пластинами. Корпус теплообменника с одной стороны закрыт подводящим коллектором, с другой стороны — отводящим коллектором (они устанавливаются через прокладки). Непосредственно в корпусе выполнены фланцы для монтажа сборки из масляных фильтров и термосилового клапана (который помещен в корпус с каналами).
Водомасляный теплообменник монтируется непосредственно на блок двигателя, его коллекторы соединяются с системой охлаждения двигателя. Таким образом, теплообменник становится частью системы охлаждения двигателя, и через него пропускается определенное количество охлаждающей жидкости. Жидкость проходит через сердцевину теплообменника, причем из-за наличия поперечных пластин в кожухе путь охлаждающей жидкости увеличивается (она четыре раза пересекает систему трубок) и эффективность отвода тепла повышается.
Работает такой теплообменник просто. Масло из картера двигателя с помощью насоса нагнетается в фильтры, а из них — в каналы двигателя. При повышении температуры масла до 95-97°C срабатывает термоклапан, и часть потока масла направляется в теплообменник — здесь масло проходит по системе труб, омываемых потоком охлаждающей жидкости, охлаждается до необходимой температуры и поступает в двигатель. При повышении температуры до 110-112°C через ЖМТ проходит уже весь поток масла, поступающий на фильтры. При температуре 115°C наступает перегрев масла, с которым ЖМТ уже не справляется, в этом случае загорается индикаторная лампа, сообщающая о необходимости остановить автомобиль и охладить мотор.
Пластинчатый теплообменник. Его основу тоже составляет корпус, внутри которого находится пакет гофрированных металлических пластин (или теплопередающих элементов). Пластины установлены таким образом, что их гофры образуют два встречных и много раз пересекающихся потока: один — поток охлаждающей жидкости, второй — поток горячего масла. Тепло от масла через пластины передается охлаждающей жидкости, за счет чего и обеспечивается поддержание температуры масла на необходимом уровне.
Пластинчатый ЖМТ монтируется на блок двигателя, при этом теплообменник отделен от масляных фильтров и оснащается только перепускным клапаном. Такое решение упрощает конструкцию, обслуживание и ремонт теплообменника (так как для ремонта или демонтажа данного узла не нужно снимать другие детали).
Каждый двигатель в современной машине оборудован турбокомпрессорами, которые не работают вне определенного температурного интервала. Это относится ко всем системам в автомобиле, которые содействуют работе мотора.
При существенном понижении температур дизельное топливо становится густым, что значительно усложняет не только запуск самого двигателя, но работу двигателя в целом. Существуют ситуации прямо противоположные – слишком активная деятельность двигателя при отсутствии охлаждения или отвода тепла. В таких ситуациях возможен значительный перегрев двигателя, что также негативно сказывается на агрегате. Естественно, что риск неблагоприятных последствий возрастает в десятки раз при систематическом и длительном перегреве. Большинство таких случаев заканчивается полным ремонтом, начиная с этапа замены гильз и поршней и заканчивая заменой других деталей.
На современных легковых автомобилях чаще всего применяются так называемые жидкостные системы охлаждения. Это закрытые системы охлаждения, имеющие низкий уровень шума, но обеспечивающие равномерное охлаждение. В целом же за поддержание оптимальной температуры двигателя отвечают следующие детали системы охлаждения:
Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла). Это является основной проблемой при нагреве моторного масла, так как в итоге ведет к поломке мотора.
Во избежание такого рода неприятных ситуаций, ведущих к поломке, масло также нуждается в постоянном охлаждении. Если подвергнуть тщательному анализу весь процесс изменения температуры масла на протяжении всего цикла, то заметим, что после забора масло поступает в теплообменник именно для охлаждения и только затем вновь отправляется для того, чтобы произвести смазку и охлаждение дизельного двигателя.
Теплообменник — это техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры.
Скажем сразу откровенно слабое место всех современных двигателей!
Перемешивание моторной смазки с охлаждающей жидкостью двигателя – неисправность критическая, требующая немедленного вмешательства и устранения. Другими словами, эксплуатировать машину нельзя, только ремонтировать. Хоть и нечасто, но такая проблема встречается на новых и подержанных автомобилях. Чтобы избежать дорогостоящих ремонтов, хозяин авто должен четко представлять порядок своих действий, когда обнаружено масло в антифризе.
Система охлаждения силового агрегата представляет собой сеть каналов, проходящих через блок и головку цилиндров. Она герметична и потому работает под давлением, возникающим в результате нагрева и расширения жидкости. Система смазки имеет похожее строение, только каналы более узкие, а давление создает масляный насос.
Крайне важно следить за уровнями и состоянием технических жидкостей, масла и антифриза.
Существует несколько причин, по которым происходит смешивание двух разных жидкостей:
Как определить попадание смазки в антифриз:
Как правило, беда не приходит одна. Тосол, попавший в поддон картера, может создать серьезные проблемы: в лучшем случае эмульсия засорит смазывающие каналы и фильтр. При худшем раскладе коленчатый вал провернет вкладыши (подшипники скольжения) в результате масляного голодания. Дорогостоящий ремонт обеспечен.
Признак поломки хорошо заметен – из выхлопной трубы валит белый дым в большом количестве, а мощность мотора резко падает.
Когда подобная проблема возникает на машине, оборудованной теплообменником – охладителем моторной смазки, возникают затруднения с самостоятельной диагностикой неисправности. Если внешние признаки в виде потеков отсутствуют, то после выявления эмульсии в расширительном бачке срочно обращайтесь в наш автотехцентр, мы проведем замену прокладок теплообменника и промоем масляную и охлаждающую системы.
На автомобилях марок GM теплообменник расположен за коллектором, и постоянно подвержен сильному нагреву, из-за этого прокладки дубеют и начинается течь масла!
Все современные моторы теплонагруженные, рабочая температура моторов достигает 103-105С, а у некоторых моторов еще выше. Детонация ДВС, высохшие пластиковые трубки, дубовые резиновые прокладки и преждевременное окисление масла являются платой за экологичность.
Для чего нужен теплообменник двигателя
Добрый день!
Долго меня интеррисовала эта тема и вот решил разобраться))))
Радиа́тор (новолат. radiātor — «излучатель») — устройство для рассеивания тепла в воздухе (излучением и конвекцией), воздушный теплообменник
Теплообменник — устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры. По принципу действия теплообменник рекуператор.
Рекуперáтор — теплообменник поверхностного типа для теплообмена между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку
Масло мощных двигателей подвержено значительному нагреву, поэтому такие моторы оснащаются системами охлаждения масла. В ряде двигателей для этой цели используются жидкостно-масляные теплообменники — о теплообменниках, их назначении, устройстве, работе и техническом обслуживании читайте в данной статье.
При нагреве двигателя нагреву подвергается и масло, циркулирующее в системе смазки, и чем мощнее двигатель, тем в более сложных тепловых условиях работает масло. Перегрев моторного масла чреват серьезными проблемами — изменяется вязкость масла, повышается интенсивность его выгорания и разложения, и в целом ухудшаются его рабочие характеристики. Перегретое масло обеспечивает недостаточно качественную смазку трущихся деталей, а также усложняет охлаждение двигателя, а это уже может вылиться в разнообразные поломки силового агрегата вплоть до заклинивания.
Поэтому на многих двигателях внутреннего сгорания в систему смазки вводится дополнительный элемент, обеспечивающий охлаждение масла. На бензиновых моторах чаще применяется традиционный масляный радиатор, а на дизелях, которые в целом нагреваются меньше своих бензиновых собратьев, используются жидкостно-масляные теплообменники (ЖМТ или водомасляные теплообменники).
В чем отличие между радиатором и ЖМТ? Главное — используемый способ охлаждения масла. Отвод тепла от радиатора осуществляется просто набегающим потоком воздуха, а в теплообменнике тепло от масла отводится потоком охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения силового агрегата. ЖМТ имеет как преимущества перед традиционным радиатором, так и недостатки.
Из преимуществ стоит отметить два. Во-первых, температура масла в ЖМТ не опускается ниже температуры охлаждающей жидкости, а это значит, что в деталях двигателя, соприкасающихся одновременно с маслом и ОЖ, возникает меньше напряжений, и в целом мотор работает в лучшем температурном режиме. Во-вторых, теплообменник можно устанавливать в любом удобном месте на двигателе, при этом можно отказаться от длинных трубопроводов и множества соединений. Для работы радиатора, как известно, необходим поток воздуха, что вызывает сложности с его установкой и требует применения дополнительных деталей.
Из недостатков водомасляного теплообменника можно отметить его более сложную конструкцию, необходимость технического обслуживания и ремонта. Кроме того, ЖМТ — это довольно сложный агрегат, в котором необходимо обеспечить герметичность, что иногда становится причиной проблем (в частности, из-за старения прокладок и разбалтывания креплений). Радиатор в этом плане более надежен и прост. Однако в большинстве случаев на дизельных двигателях эффективнее работают именно теплообменники.
В настоящее время водомасляные теплообменники широко применяются на отечественных двигателях КАМАЗ и ЯМЗ, также ЖМТ нашли применение во многих современных грузовиках зарубежного производства и даже в компактных моторах легковых автомобилей.
На современных двигателях находят применение два типа масляных теплообменников:
• Кожухотрубные (или просто трубчатые);
• Пластинчатые.
Кожухотрубные ЖМТ устанавливаются преимущественно на двигателях КАМАЗ, пластинчатые используются на агрегатах ЯМЗ и других. Эти теплообменники имеют серьезные отличия в конструкции и некоторые особенности работы.
Кожухотрубный ЖМТ. Его основу составляет литой алюминиевый цилиндрический корпус, внутри которого устанавливается сердцевина. Сердцевина состоит из ряда параллельных тонкостенных трубок, заключенных в кожух. Кожух разделен на несколько секций (в КАМАЗ таких секций четыре) поперечными пластинами. Корпус теплообменника с одной стороны закрыт подводящим коллектором, с другой стороны — отводящим коллектором (они устанавливаются через прокладки). Непосредственно в корпусе выполнены фланцы для монтажа сборки из масляных фильтров и термосилового клапана (который помещен в корпус с каналами).
Водомасляный теплообменник монтируется непосредственно на блок двигателя, его коллекторы соединяются с системой охлаждения двигателя. Таким образом, теплообменник становится частью системы охлаждения двигателя, и через него пропускается определенное количество охлаждающей жидкости. Жидкость проходит через сердцевину теплообменника, причем из-за наличия поперечных пластин в кожухе путь охлаждающей жидкости увеличивается (она четыре раза пересекает систему трубок) и эффективность отвода тепла повышается.
Работает такой теплообменник просто. Масло из картера двигателя с помощью насоса нагнетается в фильтры, а из них — в каналы двигателя. При повышении температуры масла до 95-97°C срабатывает термоклапан, и часть потока масла направляется в теплообменник — здесь масло проходит по системе труб, омываемых потоком охлаждающей жидкости, охлаждается до необходимой температуры и поступает в двигатель. При повышении температуры до 110-112°C через ЖМТ проходит уже весь поток масла, поступающий на фильтры. При температуре 115°C наступает перегрев масла, с которым ЖМТ уже не справляется, в этом случае загорается индикаторная лампа, сообщающая о необходимости остановить автомобиль и охладить мотор.
Пластинчатый теплообменник. Его основу тоже составляет корпус, внутри которого находится пакет гофрированных металлических пластин (или теплопередающих элементов). Пластины установлены таким образом, что их гофры образуют два встречных и много раз пересекающихся потока: один — поток охлаждающей жидкости, второй — поток горячего масла. Тепло от масла через пластины передается охлаждающей жидкости, за счет чего и обеспечивается поддержание температуры масла на необходимом уровне.
Пластинчатый ЖМТ монтируется на блок двигателя, при этом теплообменник отделен от масляных фильтров и оснащается только перепускным клапаном. Такое решение упрощает конструкцию, обслуживание и ремонт теплообменника (так как для ремонта или демонтажа данного узла не нужно снимать другие детали).
Каждый двигатель в современной машине оборудован турбокомпрессорами, которые не работают вне определенного температурного интервала. Это относится ко всем системам в автомобиле, которые содействуют работе мотора.
При существенном понижении температур дизельное топливо становится густым, что значительно усложняет не только запуск самого двигателя, но работу двигателя в целом. Существуют ситуации прямо противоположные – слишком активная деятельность двигателя при отсутствии охлаждения или отвода тепла. В таких ситуациях возможен значительный перегрев двигателя, что также негативно сказывается на агрегате. Естественно, что риск неблагоприятных последствий возрастает в десятки раз при систематическом и длительном перегреве. Большинство таких случаев заканчивается полным ремонтом, начиная с этапа замены гильз и поршней и заканчивая заменой других деталей.
На современных легковых автомобилях чаще всего применяются так называемые жидкостные системы охлаждения. Это закрытые системы охлаждения, имеющие низкий уровень шума, но обеспечивающие равномерное охлаждение. В целом же за поддержание оптимальной температуры двигателя отвечают следующие детали системы охлаждения:
Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла). Это является основной проблемой при нагреве моторного масла, так как в итоге ведет к поломке мотора.
Во избежание такого рода неприятных ситуаций, ведущих к поломке, масло также нуждается в постоянном охлаждении. Если подвергнуть тщательному анализу весь процесс изменения температуры масла на протяжении всего цикла, то заметим, что после забора масло поступает в теплообменник именно для охлаждения и только затем вновь отправляется для того, чтобы произвести смазку и охлаждение дизельного двигателя.
Теплообменник — это техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры.
Скажем сразу откровенно слабое место всех современных двигателей!
Перемешивание моторной смазки с охлаждающей жидкостью двигателя – неисправность критическая, требующая немедленного вмешательства и устранения. Другими словами, эксплуатировать машину нельзя, только ремонтировать. Хоть и нечасто, но такая проблема встречается на новых и подержанных автомобилях. Чтобы избежать дорогостоящих ремонтов, хозяин авто должен четко представлять порядок своих действий, когда обнаружено масло в антифризе.
Система охлаждения силового агрегата представляет собой сеть каналов, проходящих через блок и головку цилиндров. Она герметична и потому работает под давлением, возникающим в результате нагрева и расширения жидкости. Система смазки имеет похожее строение, только каналы более узкие, а давление создает масляный насос.
Крайне важно следить за уровнями и состоянием технических жидкостей, масла и антифриза.
Существует несколько причин, по которым происходит смешивание двух разных жидкостей:
Как определить попадание смазки в антифриз:
Как правило, беда не приходит одна. Тосол, попавший в поддон картера, может создать серьезные проблемы: в лучшем случае эмульсия засорит смазывающие каналы и фильтр. При худшем раскладе коленчатый вал провернет вкладыши (подшипники скольжения) в результате масляного голодания. Дорогостоящий ремонт обеспечен.
Признак поломки хорошо заметен – из выхлопной трубы валит белый дым в большом количестве, а мощность мотора резко падает.
Когда подобная проблема возникает на машине, оборудованной теплообменником – охладителем моторной смазки, возникают затруднения с самостоятельной диагностикой неисправности. Если внешние признаки в виде потеков отсутствуют, то после выявления эмульсии в расширительном бачке срочно обращайтесь в наш автотехцентр, мы проведем замену прокладок теплообменника и промоем масляную и охлаждающую системы.
На автомобилях марок GM теплообменник расположен за коллектором, и постоянно подвержен сильному нагреву, из-за этого прокладки дубеют и начинается течь масла!
Все современные моторы теплонагруженные, рабочая температура моторов достигает 103-105С, а у некоторых моторов еще выше. Детонация ДВС, высохшие пластиковые трубки, дубовые резиновые прокладки и преждевременное окисление масла являются платой за экологичность.