Охладителна уредба на двигателя

Охладителна система на автомобила

Охладителната система на автомобила е предназначена за принудителна циркулация на охлаждаща течност в двигателя с цел отвеждане на топлината от нагреваемите детайли.

Изгарянето на горивната смес в двигателите с вътрешно горене е съпроводено с отделянето на значително количество топлина. Ако двигателят не се охлажда достатъчно, то детайлите му се нагряват до висока температура, което намалява здравината им и влошава работата на смазващата система като намалява вискозитета на прегрятото масло, ускорява активирането на добавките и увеличава отлаганията и нагара по детайлите.

Основно системата за охлаждане трябва да поддържа оптимален температурен режим, който да осигури нормална работа на двигателя при различни натоварвания. За оптимален режим на работа при двигателя с вътрешно горене се счита температура в границите от 80 до 95 градуса Целзий.

При преохлаждане на двигателя се увеличават механичните загуби от повишаването на вискозитета на маслото, влошава се процеса на образуване на горивната смес и самото изгаряне, което води до по-голям разход на гориво. Кондензирането на пари по стените на картера и цилиндрите води до корозия. В изхвърляните газове се повишава съдържанието на въглероди и високотоксични алдехидни съединения.

Като охлаждаща течност в охладителна система на ДВГ се използва антифриз и в изключителни случаи вода.

Допълнителни функции на охладителната система

В съвременните автомобили освен охлаждане на двигателя, охладителната уредба изпълнява и някои други функции като:

• Нагряване на въздуха в отоплителна система, вентилационна система и климатроник.
• Охлаждане на маслото в смазващата система на двигателя.
• Охлаждане на отработените газове в изпускателна система.
• Охлаждане на въздуха в турбо система.
• Охлаждане на маслото в автоматична скоростна кутия.

Охлаждащата система се състои от:

• Водна помпа, която принудително придвижва охлаждащата течност в системата. Тя се задвижва от въртенето на коляновия вал, посредством ремък, зъбни колела или верижна предавка. Водната помпа е съставена от: корпус, тръба за подаване на охлаждащата течност, уплътнения и работно колело. Работното колело изпомпва охлаждащата течност от радиатора към охладителната риза на двигателя(голям кръг) или през байбасната тръба (малък кръг). Когато двигателят се подгрява, охлаждащата течност все още не е нагрята и циркулира през малкия кръг.

  Съвременните автомобилни водни помпи са центробежни едностъпални и са разчетени на налягане от 0,04 до 0,1 MPa. Те са компактни и подават достатъчно охладителна течност дори при големи хлабини между работното колело и стените на корпуса на помпата.

  При двигатели с турбо за охлаждане на въздуха и турбокомпресора се поставя допълнителна помпа за циркулация на охлаждаща течност, включена към блока за управление на двигателя.

• Термостат - когато двигателят се нагрее до температура 80 до 90 градуса Целзий в работата се включва термостата. Той има твърд пълнител с активна маса. При загряване на двигателя масата се разширява и въздейства на бутало, монтирано в клапана, което отваря термостата и течността започва да циркулира в големия кръг през радиатора.

• Радиатор охладителна течност - той охлажда течността посредством потока въздух, който преминава през него и вентилатора и играе ролята на топлообменник. След охлаждане на течността помпата отново я връща в охлаждащата риза на двигателя.

  Радиаторът се състои от горен и долен резервоар, които са съединени помежду си с тръби, които образуват охлаждащата решетка. Горния резервоар има гърловина с пробка, а долния източващ кран. В гърловината на радиатора е поставена пароотводна тръба, която е съединена с разширителен съд.Пароотводната тръбичка е поставена в радиатора, където парите кондензират.

  Към горния и долен резервоар са монтирани странични стойки. Те образуват радиаторната рамка. Към тръбите, които образуват сърцевината на радиатора са закрепени охлаждащи пластини или нагънати ленти, които се изработват от алуминии, мед или месинг.

  Капачката на гърловината има два предпазни клапана с гумени уплътнения и пружини. Парният клапан се отваря при налягане по-високо от 0,145 до 0,160 МPa, а въздушния клапан се отваря при падане на налягането спрямо атмосферното с 0,01 MPa. При нормална работа на охладителната система това се случва за много кратко време.

• Пред радиатора са разположени клапи, наричани още жалузи или щори. С тяхна помощ се регулира притокът на въздух, който преминава през радиатора. Жалузите са вертикално или хоризонтално разположени пластини от поцинковано желязо. Те са обединени от обща рамка със устройство за едновременно завъртане около оста си. Рамката е закрепена към конструкцията на радиатора. Управлението на щорите се извършва ръчно или автоматично посредством термостати.
• Интеркулер - това е охлаждащ радиатор, който се поставя пред турбокомпресор, с цел охлаждане на въздуха, влизащ в него. Мястото му е на всмукателната магистрала към двигателя, за да постъпва възможно най-охладен въздух към двигателя. Конструктивно тези радиатори се поставят след маската на автомобила в долния край, за да се охлаждат възможно най-интензивно от навлизащия въздух.
• Маслен радиатор - служи за охлаждане на маслото в двигателя.
• Радиатор за охлаждане на отработените газове в изпускателната система - той охлажда отработените газове, с което се постига понижаване на температурата на изгаряне на горивовъздушната смес и намаляване на образуването на азотен оксид. Към радиатора за охлаждане на отработените газове има допълнителна помпа на охладителната система, която осигурява рециркулацията на охладителна течност.
• Вентилатор - той създава въздушен поток, който преминава през радиатора и охлажда течността, преминаваща през тръбите. Управлението на радиатора може да се извършва:
  • Механично с постоянно свързване към коляновия вал на двигателя.
  • Електрическо, управляван от електромотор.
  • Хидравлично, посредством хидравличен съединител.

  Най - разпространено е електрическото управление, което дава много възможности за регулиране.

• Топлообменник, радиатор за парно или климатичен радиатор - той нагрява преминаващия през него въздух. За да работи ефективно се поставя директно на изхода от двигателя на нагрятата охладителна течност.
• Разширителен съд - той компенсира разширението на охладителната течност при работа на двигателя. Обикновено пълненето на охладителна течност се извършва през разширителния съд.
• Температурен датчик на охладителната течност - фиксира температурата и я преобразува в електрически сигнал.
• Електронен блок за управление - той приема сигналите от датчика за температура и ги преобразува в управляващи команди към изпълнителните устройства. Това са нагревател на термостата, реле на допълнителната помпа на охлаждата течност, блок за управление на вентилатора, реле за охлаждане на двигателя след спиране и други.

Изисквания към охладителната уредба на двигателя

• Автоматично да поддържа оптимален топлинен режим в двигателя, независимо от режима на работа и климатичните условия.
• Бързо подгряване на двигателя до работна температура.
• Да съхранява топлината дълго след спиране на двигателя.
• Малки разходи на енергия от задвижващите агрегати.