Радиатор, ключевой элемент системы охлаждения двигателя автомобиля
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.
Назначение радиатора
Вопреки распространенному мнению, радиатор охлаждения автомобиля выполняет сразу несколько функций. В его задачи входит:
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:
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.
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
При обслуживании системы охлаждения необходимо знать конструктивные особенности радиатора. Он состоит из следующих элементов:
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:
По количеству ходов бывает два варианта:
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:
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:
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:
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:
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.
Система охлаждения двигателя автомобиля
Зачем нужен радиатор охлаждения в авто
Общие понятия, назначение
В системе охлаждения радиатор двигателя выполняет роль основного теплообменника: по его трубкам проходит нагретый антифриз, остужаясь потоком воздуха. Для этой цели радиатор размещают в передней части кузова, сразу за радиаторной решеткой, где можно использовать встречный поток воздуха при движении. А для случаев, когда машина движется по пробкам (медленно), за радиатором устанавливается вентилятор, дающий принудительный обдув. Таким образом, антифриз, проходя через «соты», охлаждается до температуры 80-90°С, обеспечивающей оптимальную работу двигателя.
Схема системы охлаждения двигателя
В самых первых автомобилях использовалась система охлаждения с естественной конвекцией: нагретый антифриз (тогда применяли простую воду) проходил по своему пути за счет разницы температур: более горячая жидкость имеет меньшую плотность, а более холодная – большую, и за счет этой разницы антифриз свободно тек по системе. Сейчас, с развитием скоростей движения и нагрузок на мотор, увеличивается и потребность в охлаждении, поэтому антифриз циркулирует с помощью насоса, обеспечивающего скорость передвижения по системе. Изменился и радиатор охлаждения двигателя: помимо трубок, на нем появились и ребра (пластинки) для более качественного теплообмена. Но сам принцип остался прежним: горячий антифриз поступает в верхнюю часть радиатора, проходит до низа, остывая по пути, и снова поступает в систему охлаждения.
Схема потоков жидкости в радиаторе: одноходовой (обычный) — слева, и трехходовой (справа)
Видео
Предназначение и разновидности
Отвод тепла — далеко не единственное назначение системы охлаждения двигателя. Она дополнительно отвечает за выполнение ряда иных задач:
Схема системы охлаждения двигателя напрямую зависит от того, каким является ее способ функционирования и принцип работы. Соответственно, принято классифицировать узел на несколько категорий:
Практика показывает, что комбинированный вариант является наиболее эффективным, обеспечивая стабильную работу мотора в целом.
Устройство радиатора охлаждения
Основная функция этого устройства — отведение тепла от нагретых веществ. Это можно обеспечить конструктивной особенностью радиатора и материалами из чего он сделан. Также, для создания наилучшего эффекта охлаждения, место монтажа должно быть таким, где устройство встречается с большим потоком воздушного сопротивления. Поэтому на всех автомобилях, вне зависимости от марки и модели, радиатор системы охлаждения устанавливается спереди перед двигателем и, поэтому элементы кузова перед радиатором делают щелевым (решетка радиатора).
Есть автомобили, в которых мотор устанавливается сзади. Даже при таком расположении ДВС, радиатор ставят спереди. Единственное, приходится прокладываться длинные магистрали для циркуляции жидкости. На спортивных авто можно встретить конструкцию, когда ДВС и радиатор находятся сзади, но по бокам кузова есть воздухозаборники.
Из чего состоит радиатор системы охлаждения
Конструкция автомобильного радиатора может быть нескольких видов, но основная схема такая, как представлена на рисунке.
Пластины 6 — это сердцевина радиатора. Основной элемент теплообменного процесса. Основная часть сердцевин — это бесшовные трубки с толщиной 0,15 мм. Вокруг трубки есть медная или алюминиевая лента. Горячая жидкость проходит через труби и охлаждается.
Преимущество алюминия, как материала для изготовления радиатора только в маленьком весе, по сравнению радиаторов из других металлов. В остальном, алюминиевый радиатор уступает по долговечности, быстрее подвергается износу.
Классификация по типу сердцевин:
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:
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.
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.
Когда нужно производить замену?
Автомобильный радиатор не является компонентом, который необходимо постоянно менять. Это долговечный элемент, который вряд ли вызывает проблемы. Тем не менее, следует знать об уровне воды и ее цвете. Если уровень низкий, возможно, произошла утечка. В этом случае замена рекомендуется.
Очень темная жидкость с признаками ржавчины также не является хорошим признаком. Обратите внимание на рабочую температуру двигателя, и если она начинает слишком сильно подниматься, обратитесь к специалисту. Рекомендуется производить замену жидкости через каждые 30 000 км или 12 месяцев.
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.
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.
Продлеваем жизнь радиатору: промывка снаружи и внутри
Самый простой способ увеличить срок нормальной эксплуатации радиатора – периодически убирать грязь с наружных «сот» и отложения на внутренних стенках полостей.
Для промывки системы охлаждения (с попутной заменой антифриза) необходимо:
Чтобы помыть радиатор снаружи, его необходимо демонтировать. Обычно очистку проводят струей воды (не слишком сильной, чтобы не повредить соты), мягкой щеткой и неагрессивным моющим средством. Удалив «шубу», наросшую на радиаторе, можно в разы улучшить его теплоотдачу, а значит, и эффективность системы в целом.
Если нет уверенности в том, что своими силами удастся снять/поставить радиатор правильно, лучше доверить эту работу мастерам на СТО.
Радиатор охлаждения двигателя
Если в автомобиле хороший мощный двигатель и хороши все другие узлы, но нет радиатора системы охлаждения, то это стоячий автомобиль, который нельзя эксплуатировать. Радиатор охлаждения — устройство, которое предназначено для отведения тепла от находящейся внутри жидкости в окружающую среду.
История создания
Первые образцы водяных радиаторов охлаждения были без насоса (помпы). Жидкость циркулировала самостоятельно. Конструктивно охлаждающие устройства создавались таким образом, чтобы создавался эффект термосифона (труба с жидкостью в трубе с вакуумом.
За счет эффекта термосифона жидкость охлаждения попадала в радиатор. В термосифоне происходит следующие физические явления: если вода нагревается, значит плотность ее уменьшается. Вода с уменьшенной плотностью поднимается вверх. Нагретая жидкость, которая поднималась вверх, оказывалась в устройстве проходя через верхний патрубок.
А в самом радиаторе температура жидкости уменьшалась, а плотность увеличивалась. Прохладная утяжеленная жидкость опускалась вниз и через патрубок заходила в рубашку охлаждения ДВС.
Основной минус радиатора с термосифоном в том, что такое устройство плохо начало справляться с охлаждением моторов повышенной мощности. Далее, конструкторы изобрели помпу для поддержания циркуляции в двигателях любых мощностей.
Устройство радиатора охлаждения
Основная функция этого устройства — отведение тепла от нагретых веществ. Это можно обеспечить конструктивной особенностью радиатора и материалами из чего он сделан. Также, для создания наилучшего эффекта охлаждения, место монтажа должно быть таким, где устройство встречается с большим потоком воздушного сопротивления. Поэтому на всех автомобилях, вне зависимости от марки и модели, радиатор системы охлаждения устанавливается спереди перед двигателем и, поэтому элементы кузова перед радиатором делают щелевым (решетка радиатора).
Есть автомобили, в которых мотор устанавливается сзади. Даже при таком расположении ДВС, радиатор ставят спереди. Единственное, приходится прокладываться длинные магистрали для циркуляции жидкости. На спортивных авто можно встретить конструкцию, когда ДВС и радиатор находятся сзади, но по бокам кузова есть воздухозаборники.
Из чего состоит радиатор системы охлаждения
Конструкция автомобильного радиатора может быть нескольких видов, но основная схема такая, как представлена на рисунке.
Пластины 6 — это сердцевина радиатора. Основной элемент теплообменного процесса. Основная часть сердцевин — это бесшовные трубки с толщиной 0,15 мм. Вокруг трубки есть медная или алюминиевая лента. Горячая жидкость проходит через труби и охлаждается.
Преимущество алюминия, как материала для изготовления радиатора только в маленьком весе, по сравнению радиаторов из других металлов. В остальном, алюминиевый радиатор уступает по долговечности, быстрее подвергается износу.
Классификация по типу сердцевин:
Материалы бачков:
Устройство парового 11 и воздушного 12 клапанов радиатора:
Функция воздушного клапана — пропускать воздух внутрь радиатора, если охлаждающая жидкость (вода, тосол, антифриз) закипела и остыла, и появился конденсат.
На пробке есть клапаны. При закипании охлаждающей жидкости (ОЖ) открывается выпускной клапан на крышке. Пар при этом выводится через пароотводную трубу. Когда в радиаторе жидкость остывает, давление падает и, если давление в радиаторе стало ниже атмосферного 1 Атм (килограмм на 1 квадратный сантиметр), то открывается впускной клапан и запускает воздух, чтобы не создавался вакуум.
Если радиатор с клапанной крышкой, то систему эту называют системой охлаждения закрытого типа, так как оно не зависит от внешнего атмосферного давления на улице.
Чтобы слить ОЖ из системы охлаждения закрытого типа, надо открутить сливной болт или открыт краник, и открыть крышку. Для полного слива жидкости из системы охлаждения двигателя, в на блоке цилиндров есть специальный сливной болт под ключ на 13 (ВАЗ).
Если радиатор с крышкой без клапанов, то система охлаждения называется открытого типа. В такой системе вода, как и положено по законам физики, кипит при +100 градусов.
Принцип работы
Движущая сила в охлаждающей автомобильной системе — это помпа. Помповый насос постоянно гоняет жидкость по системе. Есть малый круг циркуляции, есть большой. Пока ОЖ не горячая, термостат ВАЗ закрыт и она циркулирует по малому кругу (рубашка охлаждения мотора). При нагреве, термостат открывает клапан и открывается большой круг (радиатор). Горячие поверхности ДВС (головка блока цилиндров, цилиндры) передают тепло жидкости, которая уходит в радиатор и передает тепло в атмосферу. 
Ремонт своими руками
Основная не трудная диагностика — это проверка уровня жидкости в бачке.
Если долго не менять ОЖ (чем качественная, тем ее можно реже менять), появляется налет на внутренних стенках каналов. 
Загрязненные каналы уменьшают площадь сечения и затрудняю циркуляцию.
Порядок промывки радиатора:
Техника безопасности! Если двигатель горячий, открывать крышку радиатора запрещено, так как можно получить ожог кипятком или паром.
Видео
О системе охлаждения автомобилей.
Причины перегрева ДВС.