Робота двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) призводить до надмірного нагрівання всіх його деталей і без їх охолодження функціонування головного агрегату транспортного засобу неможливе. Цю роль виконує система охолодження двигуна, яка також відповідає за обігрів салону авто. У турбованих двигунах з її допомогою знижується температура повітря, що наздоганяється в циліндри, а в АКПП ця система охолоджує рідину, яка застосовується для її роботи. Окремі моделі машин оснащують масляним радіатором, який бере участь у терморегуляції олії, що використовується для мастила двигуна.

Система охолодження ДВЗ буває повітряна та рідинна

Обидві ці системи не ідеальні і мають як переваги, так і недоліки.

Переваги повітряної системи охолодження:

• невелика вага двигуна;
• простота пристрою та його обслуговування;
• невисока вимогливість до температурних змін.

Недоліки повітряної системи охолодження:

• великий шум роботи двигуна;
• перегрів окремих деталей двигуна;
• неможливість збудувати циліндри блоками;
• скрутність у використанні тепла, що виділяється, для обігріву салону авто.

У сучасних умовах автовиробники вважають за краще оснащувати свої машини переважно двигунами із системами рідинного охолодження. Повітряні конструкції, що охолоджують вузли двигуна, зустрічаються дуже рідко.

Переваги рідинної системи охолодження:

• не такий галасливий двигун у порівнянні з повітряною системою;
• висока швидкість початку роботи під час запуску мотора;
• рівномірне охолодження всіх деталей силового механізму;
• менша схильність до детонації.

Недоліки рідинної системи охолодження:

• дороге технічне обслуговування та ремонт;
• можливе витікання рідини;
• часті переохолодження двигуна;
• замерзання системи у періоди морозів.

Структура рідинної системи охолодження двигуна

До основних складових рідинної системи охолодження ДВЗ належать такі деталі:

• «водяна сорочка» двигуна
• вентилятор;
• радіатор;
• помпа (відцентровий насос);
• термостат;
• бачок розширювальний;
• теплообмінник обігрівача;
• складові елементи керування.

Водяна сорочка двигуна – це площина між стінками агрегату в тих місцях, які потребують охолодження.

Радіатор системи охолодження – це механізм, призначений для віддачі створеного роботою двигуна тепла. Вузол є конструкцією з багатьох вигнутих алюмінієвою трубою, які також мають додаткові ребра, що сприяють більшій тепловіддачі.

Вентилятор використовується для прискорення циркуляції повітря, що обволікає радіатор. Вентилятор включається при граничному нагріванні рідини, що охолоджує.

Відцентровий насос (тобто – помпа) забезпечує безперервний рух рідини під час роботи двигуна. Привід для помпи може бути різним: ремінний, наприклад, або шестеренний. На авто з турбованими двигунами часто встановлюють додаткові насоси, які сприяють циркуляції рідини та запускаються з блоку керування.

Термостат – це пристрій у вигляді біметалічного (або електронного) клапана, розташованого між вхідним отвором радіатора та «сорочкою охолодження». Цей прилад забезпечує необхідну температуру рідини, що служить для охолодження ДВЗ. Коли мотор остигнув, термостат закритий, тому примусова циркуляція рідини, що остуджує, проходить всередині двигуна, не торкаючись радіатор. У момент нагрівання рідини до граничної температури клапан відкривається. У цей момент система починає функціонувати на всю свою міць.

Розширювальний бачок використовується для заливання рідини, що охолоджує. Цей вузол компенсує зміну кількості рідини в системі під час зміни температури.

Радіатор обігрівача – механізм, призначений для підігріву повітря у салоні транспортного засобу. Його робоча рідина набирається безпосередньо біля входу в сорочку мотора.

Головним елементом координації системи охолодження ДВЗ є датчик (температурний), електронний блок управління, а також виконавчі пристрої.

Особливість роботи системи охолодження двигуна

Система охолодження працює під контролем системи керування силовим агрегатом. Насос запускає циркуляцію рідини в сорочці охолодження двигуна. Враховуючи ступінь нагріву, рідина переміщається або по малому або великому колу.

Щоб двигун швидше прогрівся після запуску, рідина циркулює по малому колу. Після її нагрівання термостат відкривається, надаючи рідині можливість циркулювати через радіатор, на виході з якого рідина впливає потік повітря (зустрічного або від працюючого вентилятора), який її охолоджує.

У двигунах з турбонаддувом може використовуватися двоконтурна система охолодження. Особливістю її роботи є те, що один контур контролює охолодження повітря, що нагнітається, а другий - охолодження двигуна.

При згорянні палива всередині циліндра температура газів піднімається до 2000°С. Тепло витрачається на механічну роботу, частково виноситься з вихлопними газами, витрачається на променевипускання та нагрівання деталей двигуна. Якщо його не охолоджувати, то він втрачає потужність (погіршується наповнення циліндрів робочою сумішшю, виникає передчасне самозаймання суміші і т. д.), посилюється зношування деталей (вигоряє масло в зазорах) і зростає ймовірність поломки в результаті зниження механічних властивостей матеріалів.

Якщо ж двигун переохолоджений, зменшується кількість тепла, що переходить в роботу, паливо конденсується на холодних стінках циліндрів, стікає в картер (масляний резервуар) і розріджує мастило, що також призводить до збільшення зносу деталей, що труться, і зниження потужності двигуна. Таким чином, підтримання певного теплового режиму двигуна є важливою та обов'язковою справою. Тому всі автомобільні двигуни мають систему охолодження.

Існують рідинні та повітряні системи охолодження. Рідинні системи охолодження набули більшого поширення, так як з їх допомогою створюється більш сприятливий тепловий режим для деталей двигуна, можливість виготовлення деталей двигуна з порівняно недорогих матеріалів. Такі двигуни при роботі створюють менше шуму за рахунок наявності подвійних стінок (сорочки) і шару охолоджуючої рідини.

1 - радіатор обігрівача 2 - паровідвідний шланг радіатора обігрівача 3 - відводний шланг 4 - шланг підвідний 5 - датчик температури рідини, що охолоджує (в головці блоку) 6 - шланг підвідної труби насоса 7 - термостат 8 - заправний шланг 9 - пробка розширювального бачка 10 - датчик вказівника рівня охолоджувальної рідини 11 - розширювальний бачок 12 - випускний патрубок 13 - рідинна камера пускового пристрою карбюратора 14 - шланг радіатора, що відводить 15 - шланг радіатора, що підводить 16 - паровідвідний шланг радіатора 17 - лівий бачок радіатора 18 - датчик увімкнення електровентилятора 19 - електродвигун вентилятора 20 - крильчатка електровентилятора

21 - правий бачок радіатора 22 - зливна пробка 23 - кожух електровентилятора 24 - зубчастий ремінь приводу механізму газорозподілу 25 - крильчатка насоса охолоджувальної рідини 26 - підвідна труба насоса охолоджувальної рідини 27 - шланг, що підводить, до рідинної камери пускового пристрою карбюратора 28 - шланг, що відводить 27 - шланг підведення охолоджувальної рідини до дросельного патрубка 28 - шланг відведення охолоджувальної рідини від дросельного патрубка 29 - датчик температури охолоджувальної рідини у випускному патрубку 30 - трубки радіатора 31 - серцевина радіатора

Система охолодження – рідинна, закритого типу, з примусовою циркуляцією. Герметичність системи забезпечується впускним та випускним клапанами у пробці розширювального бачка. Випускний клапан підтримує підвищений (порівняно з атмосферним) тиск у системі на гарячому двигуні (за рахунок цього температура кипіння рідини стає вищою, зменшуються парові втрати). Він відкривається при тиску 1,1-1,5 кгс/см2. Впускний клапан відкривається при зниженні тиску в системі відносно атмосферного на 0,03-0,13 кгс/см2 (на двигуні, що остигає).

Тепловий режим роботи двигуна підтримується термостатом та електровентилятором радіатора. Останній включається датчиком, вгорнутим у лівий бачок радіатора (на двигуні ВАЗ-2110) або через реле сигналу електронного блоку управління двигуном (на двигунах ВАЗ-2111, -2112). Контакти датчика замикаються за нормальної температури 99±2°С, а розмикаються за нормальної температури 94±2°С.

Для контролю температури охолоджувальної рідини в головку блоку циліндрів двигуна ввернуть датчик, пов'язаний із вказівником температури на панелі приладів. У випускному патрубку впорскувальних двигунів (ВАЗ-2111, -2112) встановлено додатковий датчик температури, що видає інформацію для електронного блоку управління двигуном.

Насос охолоджуючої рідини - лопатевої, відцентрового типу, наводиться від шківа колінчастого валу зубчастим ременем приводу газорозподільного механізму. Корпус насоса – алюмінієвий. Валік обертається у дворядному підшипнику з «довічним» запасом пластичного мастила. Зовнішнє кільце підшипника стопориться гвинтом. На передній кінець валика напрессован зубчастий шків, на задній - крильчатка. До торця крильчатки притиснуте завзяте кільце з графітосодержащей композиції, під яким знаходиться сальник. При виході з ладу насоса рекомендується замінювати його в зборі.

Перерозподіл потоків рідини управляє термостат. На холодному двигуні перепускний клапан термостата перекриває патрубок, що веде до радіатора, і рідина циркулює тільки малому колу (через байпасний патрубок термостата), минаючи радіатор. На двигуні ВАЗ-2110 мале коло включає радіатор обігрівача, впускний колектор, блок підігріву карбюратора та рідинну камеру напівавтоматичного пускового пристрою. На двигунах ВАЗ-2111, -2112 рідина, крім обігрівача, подається до блоку підігріву дросельного вузла (підігрів впускного колектора не передбачено).

При температурі 87±2°С перепускний клапан термостата починає переміщатися, відкриваючи основний патрубок; при цьому частина рідини циркулює по великому колу через радіатор. При температурі близько 102°С патрубок повністю відкривається і вся рідина циркулює по великому колу. Хід основного клапана повинен становити щонайменше 8 мм.

Термостат двигуна ВАЗ-2112 має підвищений опір байпасного клапана (дросельний отвір), за рахунок чого збільшується потік рідини через радіатор обігрівача.

Охолодна рідина заливається в систему через розширювальний бачок. Він виготовлений із напівпрозорого поліетилену, що дозволяє візуально контролювати рівень рідини. Бортова система контролю також повідомляє про падіння рівня рідини, для цього у кришці бачка передбачено датчик. З бачком також з'єднані дві паровідвідні трубки: одна – від радіатора обігрівача, інша – від радіатора охолодження двигуна.

Радіатор складається з двох вертикальних пластмасових бачків (лівий - з перегородкою) та двох горизонтальних рядів круглих алюмінієвих трубок з напресованими охолодними пластинами. Для підвищення ефективності охолодження пластини штампуються з насічкою. Трубки з'єднані із бачками через гумову прокладку. Рідина подається через верхній патрубок, а відводиться через нижній. Поруч із впускним патрубком розташований тонкий патрубок паровідвідної трубки.

Місткість системи рідинного охолодження залежить від розмірів і ступеня форсування (наприклад, ступеня стиснення) двигуна і в середньому становить 0,2...0,3 л на кінську силу. Тому легкові автомобілі містять до 8...12 л рідини, вантажні машини з бензиновим карбюраторним двигуном — до 30 л, а вантажівки з дизельним двигуном — до 50 л. Антифриз, що містить антикорозійні та антиспівні добавки, а також добавки, що виключають утворення накипу, марки тосол А-40 або А-65 має температуру загусання відповідно - 40 і - 65°С. При роботі двигуна рідина, що омиває його циліндри та головку, нагрівається та відкриває автоматичний клапан (термостат), розташований у трубопроводі, що з'єднує двигун з радіатором. Насос, що вводиться в дію від колінчастого валу, створює циркуляцію рідини в системі. Гаряча рідина, проходячи трубками радіатора, віддає тепло повітрю, що подається в нього вентилятором. Інтенсивність охолодження двигуна можна змінювати, змінюючи інтенсивність циркуляції рідини або інтенсивність повітряного потоку, що проходить через радіатор, залежно від температури повітря навколишнього середовища або умов руху (швидкість, навантаження тощо).

На фото схема системи охолодження двигуна Nissan Almera G15

Система охолодження двигунів стандартного типу охолоджує його деталі, що нагріваються. У системах сучасних автомобілів вона виконує інші функції:

• охолоджує олію системи мастила;
• охолоджує повітря, що циркулює у системі турбонаддува;
• охолоджує гази, що відпрацювали, в системі їх рециркуляції;
• охолоджує робочу рідину автоматичної коробки;
• нагріває повітря, що циркулює в системах вентиляції, опалення та кондиціювання.

Є кілька способів охолодження двигуна, від якого залежить тип використовуваної системи охолодження. Розрізняють рідинну, повітряну та комбіновану системи. Рідина – відводить від двигуна тепло за допомогою потоку рідини, а повітряна – потоку повітря. У комбінованій системі обидва ці способи об'єднані.

Найчастіше в автомобілях використовується рідинна система охолодження. Вона рівномірно і досить ефективно охолоджує деталі двигуна та працює з меншим шумом, ніж повітряна. На основі популярності рідинної системи, саме на її прикладі і буде розглянуто принцип дії систем охолодження двигуна автомобіля в цілому.

Схема системи охолодження двигуна

На фотографії схема системи охолодження двигуна автомобіля ВАЗ 2110 з карбюратором та ВАЗ 2111 з інжектором (обладнання для упорскування палива).

Для бензинового та дизельного двигунів застосовуються подібні конструкції систем охолодження. Їх стандартний набір елементів наступний:

1. звичайний, масляний радіатор та радіатор охолоджуючої рідини;
2. вентилятор радіатора;
3. відцентровий насос;
4. термостат;
5. теплообмінник обігрівача;
6. розширювальний бачок;
7. сорочка охолодження двигуна;
8. система управління.

Розглянемо кожен із цих елементів окремо:

1. Радіатори.

1. У звичайному радіаторі нагріта рідина охолоджується зустрічним потоком повітря. Щоб підвищити його ефективність, у конструкції використовується спеціальний пристрій трубчастого вигляду.
2. Олійний радіатор призначений для зменшення температури мастила системи мастила.
3. Для охолодження відпрацьованих газів системи їх рециркуляції використовують третій вид радіаторів. Він дозволяє охолоджувати паливно-повітряну суміш при її згорянні, завдяки чому менше утворюється оксиди азоту. Додатковий радіатор має окремий насос, який також включений в систему охолодження.

2. . Для підвищення ефективності роботи радіатора використовується вентилятор, який може мати різний приводний механізм:

• гідравлічний;
• механічний (з'єднаний на постійній основі з колінчастим валом двигуна автомобіля);
• електричний (працює від струму акумулятора).

Найбільш поширений електричний вид вентиляторів, управління яким здійснюється у досить широких межах.

3. Відцентровий насос.За допомогою насоса у системі охолодження забезпечується циркуляція її рідини. Відцентровий насос може бути оснащений різним типом приводу, наприклад, ремінним або шестеренним. У двигунів з турбонаддувом крім основного може бути використаний додатковий відцентровий насос для більш ефективного охолодження турбокомпресора та наддувного повітря. Для керування роботою насосів використовується блок керування двигуном.

4. Термостат.За допомогою термостата здійснюється регулювання кількості рідини, що потрапляє до радіатора. Встановлюється термостат у патрубку, що веде до радіатора від сорочки охолодження двигуна. Завдяки термостату можна керувати температурним режимом системи охолодження.

У автомобілях з потужним двигуном може бути використаний дещо інший вид - з електричним підігрівом. Він здатний забезпечити регулювання температурного режиму рідини системи у двоступінчастому діапазоні при трьох робочих положеннях.

У відкритому стані такий термостат знаходиться під час максимальної роботи двигуна. При цьому температура рідини, що проходить через радіатор, знижується до 90 °С, завдяки чому знижується ймовірність детонації двигуна. В інших двох робочих положеннях термостата (відкрите та напіввідкрите) температура рідини підтримуватиметься на позначці 105 °С.

5. Теплообмінник обігрівача.Повітря, що надходить в теплообмінник, нагрівається для подальшого його використання в опалювальній системі автомобіля. Для підвищення ефективності роботи теплообмінника його розміщують безпосередньо на виході рідини, що охолоджує, що пройшла через двигун і має високу температуру.

6. Розширювальний бачок.Внаслідок зміни температури охолоджуючої рідини змінюється її об'єм. Щоб компенсувати його, в систему охолодження вбудовується розширювальний бачок, що підтримує об'єм рідини в системі одному рівні.

7. Сорочка охолодження двигуна.У конструкції така сорочка є каналами для рідини, що проходять через головку блоку двигуна і блок циліндрів.

8. Система керування.Як елементи управління системи охолодження двигуна в ній можуть бути представлені такі пристрої:

1. Температурний датчик циркулюючої рідини. Датчик температури перетворює величину температури відповідну величину електричного сигналу, який подається на блок управління. У тих випадках, коли система охолодження використовується для охолодження газів, що відпрацювали, або в інших завданнях, в ній може бути встановлений ще один температурний датчик, що встановлюється на виході радіатора.
2. Блок керування на електронній основі. Отримуючи від датчика температури електричні сигнали, блок управління автоматично реагує та виконує відповідні на інші виконавчі елементи системи. Зазвичай, блок управління має програмне забезпечення, що виконує всю функцію автоматизації процесу обробки сигналів і налаштування роботи системи охолодження.
3. Також, в системі управління можуть бути задіяні такі пристрої та елементи: реле охолодження двигуна після його зупинки, реле допоміжного насоса, термостатний нагрівач, керуючий блок вентилятора радіатора.

Принцип роботи системи охолодження двигуна діє

Налагоджена робота охолодження обумовлена ​​наявністю системи керування. У автомобілях із сучасними двигунами її дії засновані на математичній моделі, в якій враховано різні показники параметрів системи:

• температура мастила;
• температура рідини, що використовується для охолодження двигуна;
• температура довкілля;
• інші важливі показники, що впливають роботу системи.

Система управління, оцінюючи різні параметри та його вплив працювати систему, компенсує їх вплив регулюванням умов роботи керованих елементів.

За допомогою відцентрового насоса здійснюється примусова циркуляція рідини, що охолоджує, в системі. Проходячи через сорочку охолодження, рідина нагрівається, а потрапивши в радіатор - остигає. Нагріваючи рідину, самі деталі двигуна остигають. У сорочці охолодження рідина може циркулювати як у поздовжньому (по лінії циліндрів), так і в поперечному напрямку (від одного колектора до іншого).

Від температури рідини, що охолоджує, залежить коло її циркуляції. Під час запуску двигуна він сам і охолоджуюча рідина холодні, і щоб прискорити його нагрівання рідина прямує на невелике коло циркуляції, минаючи радіатор. Надалі, при нагріванні двигуна, термостат нагрівається і змінює своє робоче положення на напіввідкрите. Внаслідок цього охолодна рідина починає текти через радіатор.

Якщо зустрічного потоку повітря радіатора недостатньо для зниження температури рідини до необхідного значення, включається вентилятор, що створює додатковий потік повітря. Охолоджена рідина знову попадає в сорочку охолодження і цикл повторюється.

Якщо в автомобілі використовується турбонаддув, він може бути оснащений двоконтурною системою охолодження. Перший її контур охолоджує сам двигун, а другий - наддувний потік повітря.

Дивіться пізнавальне відео про принцип роботи системи охолодження двигуна:

Сьогодні з нашої постійної рубрики « Як це працює» Ви дізнаєтесь пристрій та принцип роботи системи охолодження двигуна, навіщо потрібен термостаті радіатор, а також чому не набула широкого поширення повітряна система охолодження.

Система охолодження двигуна внутрішнього згоряння здійснює відведення теплотивід деталей двигуна та передачу їх у навколишнє середовище. Крім основної функції система виконує ряд другорядних: охолодження олії в системі мастила; нагрівання повітря в системі опалення та кондиціювання; охолодження відпрацьованих газів та ін.

При згорянні робочої суміші температура в циліндрі може досягати 2500°С, в той час як робоча температура ДВЗ становить 80-90°С. Саме для підтримки оптимального температурного режиму існує система охолодження, яка може бути наступних типів, залежно від теплоносія: рідинна, повітряна та комбінована . Варто зазначити, що рідинна система у чистому вигляді вже практично не використовуєтьсяоскільки не здатна тривалий час підтримувати роботу сучасних двигунів в оптимальному тепловому режимі.

Комбінована система охолодження двигуна:

У комбінованій системі охолодження як охолоджувальна рідина часто використовується вода, оскільки має високу питому теплоємність, доступність та нешкідливість для організму. Однак вода має ряд істотних недоліків: утворення накипу та замерзання при негативних температурах. У зимову пору року в систему охолодження необхідно заливати низькозамерзаючі рідини - антифризи (водні розчини етиленгліколю, суміші води зі спиртом або гліцерином, з добавками вуглеводнів та ін.).

Розглянута система охолодження складається з: рідинного насоса, радіатора, термостата, розширювального бачка, сорочки охолодження циліндрів і головок, вентилятора, датчика температури та шлангів, що підводять.

Варто зазначити, що охолодження двигуна примусове, а значить, у ньому підтримується надлишковий тиск (до 100 кПа), внаслідок чого температура кипіння рідини, що охолоджує, підвищується до 120°С.

При запуску холодного двигуна відбувається його поступове нагрівання. Перший час охолодна рідина, під дією рідинного насоса, циркулює по малому колу, тобто в порожнинах між стінками циліндрів та стінками двигуна (сорочка охолодження), не потрапляючи в радіатор. Це обмеження необхідне швидкого введення двигуна в ефективний тепловий режим. Коли температура двигуна перевищує оптимальні значення, рідина, що охолоджує, починає циркулювати через радіатор, де активно охолоджується (називають великим колом циркуляції).

Пристрій та принцип роботи:

РІДИННИЙ НАСОС . Насос забезпечує примусову циркуляцію рідини у системі охолодження двигуна. Найчастіше застосовують лопатеві насоси відцентрового типу. Вал 6 насоса встановлений у кришці 4 з використанням підшипника 5. На кінці валу напресована лита чавунна крильчатка 1. При обертанні вала насоса охолоджуюча рідина через патрубок 7 надходить до центру крильчатки, захоплюється її лопатями, відкидається до корпусу 2 вікно 3 у корпусі направляється у сорочку охолодження блоку циліндрів двигуна.

Радіаторзабезпечує відведення теплоти охолоджуючої рідини в довкілля. Радіатор складається з верхнього та нижнього бачків та серцевини. Його кріплять на автомобілі на гумових подушках із пружинами. Найбільш поширені трубчасті та пластинчасті радіатори. У перших серцевина утворена кількома рядами латунних трубок, пропущених через горизонтальні пластини, що збільшують поверхню охолодження і надають жорсткості радіатору. У других серцевина складається з одного ряду плоских латунних трубок, кожна з яких виготовлена ​​зі спаяних між собою по краях гофрованих пластин. Верхній бачок має заливну горловину та паровідвідну трубку. Горловина радіатора герметично закривається пробкою, що має два клапани: паровий для зниження тиску при закипанні рідини, який відкривається при надмірному тиску понад 40 кПа (0,4 кгс/см2), і повітряне, що пропускає повітря в систему при зниженні тиску внаслідок охолодження рідини і цим запобіжний трубки радіатора від сплющування атмосферним тиском. Використовуються та алюмінієві радіатори: вони дешевшеі легше, але теплообмінні властивості та надійність нижче .

Охолодна рідина «бігаючи» по трубках радіатора, охолоджується при русі зустрічним потоком повітря.

ВЕНТИЛЯТОР посилюєпотік повітря через серцевину радіатора. Ступицю вентилятора кріплять на валу рідинного насоса. Вони разом обертаються від шківа колінчастого валу ременями. Вентилятор укладено у встановлений на рамці радіатора кожух, що сприяє збільшенню швидкості потоку повітря, що проходить через радіатор. Найчастіше застосовують чотири- та шестилопатеві вентилятори.

ДатчикТемпература охолоджуючої рідини відноситься до елементів управління і призначений для встановлення значення контрольованого параметра і подальшого його перетворення в електричний імпульс. Електронний блок керування отримує цей імпульс і посилає певні сигнали виконавчим пристроям. За допомогою датчика рідини, що охолоджує, комп'ютер визначає кількість палива, необхідне для нормальної роботи ДВС. Також, ґрунтуючись на показаннях датчика температури охолоджуючої рідини, блок управління, формує команду включення вентилятора.

Повітряна система охолодження:

У повітряній системі охолодження відведення теплоти від стінок камер згоряння та циліндрів двигуна здійснюється примусово потоком повітря, створюваним потужним вентилятором. Ця система охолодження є найпростішим, оскільки не вимагає складних деталей та систем управління. Інтенсивність повітряного охолодження двигунів істотно залежить від організації напряму потоку повітря та розташування вентилятора.

У рядних двигунах вентилятори розташовують спереду, збоку або об'єднують з маховиком, а V-подібних - зазвичай у розвалі між циліндрами. Залежно від розташування вентилятора циліндри охолоджуються повітрям, яке нагнітається або просмоктується через систему охолодження.

Оптимальним температурним режимом двигуна з повітряним охолодженням вважається такий, при якому температура олії в мастильній системі двигуна становить 70... 110°С на всіх режимах роботи двигуна. Це можливо за умови, що з охолоджуючим повітрям розсіюється в довкілля до 35% теплоти, що виділяється при згорянні палива в циліндрах двигуна.

Повітряна система охолодження зменшує час прогріву двигуна, забезпечує стабільне відведення теплоти від стінок камер згоряння та циліндрів двигуна, більш надійна та зручна в експлуатації, проста в обслуговуванні, більш технологічна при задньому розташуванні двигуна, переохолодження двигуна малоймовірне. Проте повітряна система охолодження збільшує габаритні розміри двигуна, створює підвищений шумпри роботі двигуна, складніше у виробництві та вимагає застосування більш якісних пально-мастильних матеріалів. Теплоємність повітря малащо не дозволяє рівномірно відводити від двигуна велику кількість тепла і, відповідно, створювати компактні потужні силові установки.

Надійна та безаварійна робота ДВЗ (двигуна внутрішнього згоряння) не може бути здійснена без системи охолодження. Її основні принципи функціонування зручно подати у вигляді схеми системи охолодження двигуна. Основне призначення системи - відведення надлишкового тепла від двигуна та . Додаткова функція – обігрів автомобіля пічкою обігрівача салону. Пристрій та принцип роботи, відображений на схемі, у різних типів автомобілів приблизно однакові.

Схема, елементи системи охолодження та їх робота

Основні елементи, з яких складається схема системи охолодження двигуна, зустрічаються і схожі у різних типів двигунів: інжекторних, дизельних і карбюраторних.

Загальна схема рідинної системи охолодження двигуна

Рідинне охолодження двигуна дає можливість однаково забирати тепло з усіх вузлів і деталей двигуна незалежно від рівня теплового навантаження. Двигун з використанням водяного охолодження створює менше шуму, ніж двигун з повітряним охолодженням, має більшу швидкість прогріву при пуску.

Система охолодження двигуна містить такі деталі та елементи:

• сорочка охолодження (водяна сорочка);
• радіатор;
• вентилятор;
• рідинний насос (помпа);
• розширювальний бачок;
• сполучні патрубки та зливні крани;
• обігрівач салону.

• Сорочкою охолодження («водяною сорочкою») прийнято вважати сполучені між подвійними стінками порожнини в тих місцях, де найбільш потрібний виведення надлишкового тепла.
• Радіатор. Призначений для розсіювання тепла у навколишню атмосферу. Він конструктивно складається з безлічі зігнутих трубочок з додатковими ребрами збільшення тепловіддачі.
• Вентилятор, що включається електромагнітною, рідше гідравлічною муфтою, при спрацьовуванні температурного датчика охолоджувальної рідини посилює повітряний потік, що набігає на авто. Вентилятори з "класичним" (постійно включеним) ременним приводом зустрічаються в наші дні рідко, в основному, на старих автомобілях.
• Відцентровий рідинний насос (помпа) в системі охолодження забезпечує постійну циркуляцію рідини, що охолоджує. Привід помпи найчастіше реалізований за допомогою ременя чи шестерень. Двигуни з турбонаддувом і безпосереднім упорскуванням палива, як правило, забезпечені додатковою помпою.
• Термостат - головний вузол, що регулює потоки охолоджувальної рідини, встановлюється зазвичай між вхідним патрубком радіатора і водяною сорочкою, конструктивно виконаний у вигляді біметалічного або електронного клапана. Призначення термостата – підтримання заданого робочого температурного діапазону рідини, що охолоджує, при всіх режимах роботи двигуна.
• Радіатор обігрівача дуже схожий на радіатор системи охолодження менших розмірів та розташований у салоні авто. Принципова відмінність полягає в тому, що радіатор обігрівача передає тепло в салон, а радіатор системи охолодження – у навколишнє середовище.

Принцип роботи

Принцип роботи рідинного охолодження двигуна полягає в наступному: циліндри оточені «водяною сорочкою» з охолоджуючої рідини, що відбирає зайве тепло і переносить його до радіатора, звідки воно передається в атмосферу. Рідина безперервно циркулюючи забезпечує оптимальну температуру двигуна.

Принцип роботи системи охолодження двигуна

Охолодні рідини – антифризи, тосол і вода – у процесі експлуатації утворюють осад і накипи, що порушують нормальну роботу всієї системи.

Вода не буває хімічно чистою в принципі (за винятком дистильованої) - в ній містяться домішки, солі та всілякі агресивні сполуки. При підвищеній температурі вони випадають осад і утворюють накип.

На відміну від води антифризи не створюють накипу, але в процесі експлуатації розкладаються, а продукти розпаду негативно позначаються на роботі механізмів: на внутрішніх поверхнях металевих елементів з'являється корозійний наліт і нашарування органічних речовин.

Крім цього, в систему охолодження можуть потрапляти різні сторонні забруднюючі субстанції: олія, миючі засоби або пил. Також можуть потрапити і , що використовуються для аварійного закладення пошкоджень у радіаторах.

Всі ці забруднення осідають на внутрішніх поверхнях вузлів та агрегатів. Вони характеризуються поганою теплопровідністю та забивають тонкі трубки та стільники радіатора, порушуючи ефективну роботу системи охолодження, що призводить до перегріву двигуна.

Відео про те, як влаштовано охолодження двигуна, принцип роботи та несправності

Ще дещо корисне для Вас:

Промивка

Промивання системи охолодження двигуна - процес, яким дуже багато водіїв нерідко нехтують, що рано чи пізно може спричинити фатальні наслідки.

Ознаки того, що час промивати

1. Якщо стрілка вказівника температури знаходиться не в середині, а прагне червоної зони під час руху;
2. У салоні холодно, грубка опалення не дає достатньої температури;
3. Вентилятор радіатора вмикається занадто часто

Промити систему охолодження простою водою неможливо, оскільки в системі концентруються забруднення, які навіть не видаляються водою, нагрітою до високих температур.

Накип видаляється за допомогою кислоти, а жири та органічні сполуки – виключно лугом, заливати ж у радіатор одночасно обидва склади не можна, оскільки вони відповідно до законів хімії взаємонейтралізуються. Виробники засобів для промивання, намагаючись вирішити цю проблему, створили цілу низку засобів, які умовно можна поділити на:

• лужні;
• кислотні;
• нейтральні;
• двокомпонентні.

Перші два занадто агресивні й у чистому вигляді майже використовуються, оскільки небезпечні системи охолодження і вимагають нейтралізації після використання. Рідше зустрічаються двокомпонентні види очищувачів, що містять обидва розчини - лужний та кислотний, які заливаються по черзі.

Найбільшу затребуваність мають нейтральні очищувачі, що не містять у своєму складі сильних лугів та кислот. Ці засоби мають різний рівень ефективності і можуть використовуватися як для профілактики, так і для капітального промивання охолоджувальної системи мотора від сильних забруднень.

Промивання системи охолодження

Промивання системи охолодження

1. Зливається антифриз, тосол чи вода. Перед цим необхідно на кілька хвилин завести двигун.
2. Залити в систему воду та очищувач.
3. Включити двигун на 5-30 хвилин (залежить від марки очисника) та включити обігрів салону.
4. Після закінчення зазначеного в інструкції часу двигун слід заглушити.
5. Злити відпрацьований очисник.
6. Провести промивання водою або спеціальним складом.
7. Залити свіжу рідину, що охолоджує.

Роботи з промивання системи охолодження прості та доступні: їх можуть виконувати навіть недосвідчені автовласники. Ця операція суттєво продовжує моторесурс двигуна та підтримує його експлуатаційні характеристики на високому рівні.

Несправності

Існує ряд найбільш поширених несправностей у системі охолодження двигуна:

1. Заповітря системи охолодження двигуна: усунути повітряну пробку.
2. Недостатня продуктивність помпи: замінити помпу. Вибрати помпу з максимальною висотою крильчатки.
3. Несправний термостат: усувається заміною на новий пристрій.
4. Низька продуктивність радіатора охолоджувальної рідини: промивання старого або заміна стандартного на модель з вищими тепловідвідними якостями.
5. Недостатній рівень продуктивності основного вентилятора: встановлення нового вентилятора з вищою продуктивністю.

Відео – визначення несправностей системи охолодження в автосервісі

Регулярний догляд, своєчасна заміна рідини, що охолоджує, гарантує тривалу експлуатацію автомобіля в цілому.