Схема системы охлаждения двигателя
Выясняем, какие могут быть характерные неисправности у системы охлаждения двигателя и как их избежать.
Воздушка или водянка
Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.
Устройство системы охлаждения
Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.
Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.
Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.
На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.
 Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений. 1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок. |  Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления». 1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок. |
Как работает система охлаждения двигателя
А автомобильный двигатель выделяет много тепла во время работы и должен постоянно охлаждаться, чтобы избежать двигатель повреждение.
Обычно это делается путем циркуляции охлаждающая жидкость жидкость обычно вода смешивается с антифриз решение через специальные охлаждающие проходы. Некоторые двигатели охлаждаются воздухом, проходящим через ребра цилиндр кожухи.
Как циркулирует охлаждающая жидкость
Типичная система водяного охлаждения с вентилятором с двигателем: обратите внимание на перепускной шланг, отводящий горячую охлаждающую жидкость для нагревателя.Крышка давления на расширительном баке имеет подпружиненный клапан, который открывается при превышении определенного давления.
Система охлаждения с водяным охлаждением
A с водяным охлаждением блокировка двигателя и крышка цилиндра связаны между собой каналы охлаждающей жидкости, проходящие через них. В верхней части головки цилиндров все каналы сходятся к одному выходу.
А насос , ведомый шкивом и ремнем от коленчатый вал , подает горячую охлаждающую жидкость из двигателя на радиатор , которая является формой теплообменник ,
Нежелательное тепло передается от радиатора в воздушный поток, а затем охлажденная жидкость возвращается во впускное отверстие в нижней части блока и снова возвращается в каналы.
Обычно насос подает охлаждающую жидкость вверх через двигатель и вниз через радиатор, используя тот факт, что горячая вода расширяется, становится легче и поднимается над холодной водой при нагревании. Его естественная тенденция - течь вверх, а насос способствует циркуляции.
Радиатор связан с двигателем резиной шланги и имеет верхний и нижний резервуар, соединенный сердечником, с множеством мелких трубок.
Трубки проходят через отверстия в пачке тонких ребер из листового металла, так что сердечник имеет очень большую площадь поверхности и может быстро отводить тепло к проходящему через него воздуху охладителя.
На старых автомобилях трубы движутся вертикально, но на современных автомобилях с низким фасадом установлены радиаторы с поперечным потоком и трубки, идущие из стороны в сторону.
В двигателе с обычной рабочей температурой охлаждающая жидкость находится чуть ниже нормальной температуры кипения.
Риск кипения можно избежать, увеличив давление в системе, которая повышает температуру кипения.
Дополнительное давление ограничено крышкой радиатора, которая имеет давление клапан в этом. Избыточное давление открывает клапан, и охлаждающая жидкость вытекает через переливную трубу.
В система охлаждения этого типа происходит постоянная небольшая потеря охлаждающей жидкости, если двигатель работает очень сильно. Систему нужно пополнять время от времени.
Более поздние автомобили имеют герметичную систему, в которой любой перелив переходит в расширительный бак , из которого он всасывается обратно в двигатель, когда остальная жидкость остывает.
Как помогает вентилятор
Радиатору необходим постоянный поток воздуха через его сердечник для адекватного охлаждения. Когда машина движется, это происходит в любом случае; но когда он неподвижен поклонник используется, чтобы помочь потоку воздуха.
Вентилятор может приводиться в движение двигателем, но если двигатель не работает усердно, он не всегда необходим во время движения автомобиля, поэтому энергия используется в вождении отходов топливо ,
Чтобы преодолеть это, некоторые автомобили имеют вязкая муфта жидкость сцепление работает с помощью чувствительного к температуре клапана, который отсоединяет вентилятор до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не достигнет заданного значения.
У других автомобилей есть электрический вентилятор, также включаемый и выключаемый по температуре датчик ,
Для быстрого прогрева двигателя радиатор закрывается термостат Обычно располагается над насосом. Термостат имеет клапан, работающий от камеры, заполненной воском.
Когда двигатель прогревается, воск плавится, расширяется и толкает клапан в открытое положение, позволяя охлаждающей жидкости протекать через радиатор.
Когда двигатель останавливается и охлаждается, клапан снова закрывается.
Вода расширяется, когда она замерзает, и если вода в двигателе замерзает, она может взорвать блок или радиатор.Так антифриз обычно этиленгликоль добавляется в воду, чтобы понизить его Точка замерзания до безопасного уровня.
Антифриз не следует сливать каждое лето; обычно его можно оставить на два или три года.
Системы охлаждения двигателя с воздушным охлаждением
В с воздушным охлаждением Двигатель, блок и головка цилиндра выполнены с глубокими ребрами снаружи.
Ребра на цилиндре с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла.
Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам.
Воздушное охлаждение через ребра
Ребра на цилиндре с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла. Горизонтальные двигатели с воздушным охлаждением имеют охлаждающие каналы к ребрам. Ребра на цилиндре с воздушным охлаждением шире в верхней части, где выделяется наибольшее количество тепла. Водоклапанная система отопления
В нагревателе, работающем от водяного клапана, весь воздух проходит через матрицу. Температура матрицы контролируется путем регулирования количества горячей воды, проходящей через нее. Часто воздуховод проходит вокруг ребер, а вентилятор с приводом от двигателя продувает воздух через воздуховод, чтобы отвести тепло от ребер.
Чувствительный к температуре клапан контролирует количество воздуха, подаваемого вентилятором, и поддерживает постоянную температуру даже в холодные дни.
Охлаждение масла
,Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует через проходы вокруг цилиндров, а затем проходит через радиатор, чтобы охладить его. В некоторых автомобилях (особенно Volkswagen Beetles до 1999 года), а также в большинстве мотоциклов и газонокосилок двигатель вместо этого охлаждается воздухом (двигатель с воздушным охлаждением можно определить по ребрам, которые украшают наружную поверхность каждого цилиндра, чтобы помочь рассеивать тепло.). Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но теплее, что, как правило, сокращает срок его службы и общую производительность.
Итак, теперь вы знаете, как и почему ваш двигатель остается крутым. Но почему циркуляция воздуха так важна? У большинства автомобилей безнаддувный , что означает, что воздух проходит через воздушный фильтр и прямо в цилиндры. Высокопроизводительные и современные экономичные двигатели имеют либо с турбонаддувом , либо с наддувом , что означает, что воздух, поступающий в двигатель, сначала находится под давлением (чтобы в каждый цилиндр можно было вдавливать больше смеси воздуха и топлива) для повышения производительности.Количество наддува называется , наддува . Турбонагнетатель использует небольшую турбину, прикрепленную к выхлопной трубе, чтобы вращать турбину сжатия во входящем потоке воздуха. Нагнетатель прикреплен непосредственно к двигателю для вращения компрессора.
Поскольку турбонагнетатель повторно использует горячий выхлоп для вращения турбины и сжатия воздуха, он увеличивает мощность двигателей меньшего размера. Таким образом, потребляющий топливо четырехцилиндровый двигатель может вырабатывать мощность, которую можно ожидать от шестицилиндрового двигателя, в то же время экономя топливо на 10-30 процентов.
Увеличение производительности вашего двигателя - это здорово, но что именно происходит, когда вы поворачиваете ключ, чтобы запустить его? Пусковая система состоит из электродвигателя стартера и соленоида . Когда вы поворачиваете ключ зажигания, стартер вращает двигатель на несколько оборотов, чтобы начать процесс сгорания. Для вращения холодного двигателя требуется мощный мотор. Стартер должен преодолеть:
- Все внутреннее трение, вызванное поршневыми кольцами
- Давление сжатия любых цилиндров, которые находятся в такте сжатия
- Энергия, необходимая для открытия и закрытия клапанов с распределительным валом
- Все остальные вещи, непосредственно связанные с двигателем, такие как водяной насос, масляный насос, генератор переменного тока и т. д.
Поскольку требуется так много энергии и потому, что в автомобиле используется электрическая система на 12 вольт, в стартер должны поступать сотни ампер электроэнергии. Электромагнит стартера - это, по сути, большой электронный переключатель, который может выдерживать такой большой ток. Когда вы поворачиваете ключ зажигания, он активирует соленоид для питания двигателя.
Далее мы рассмотрим подсистемы двигателя, которые поддерживают то, что входит (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).
,Обновлено: 01 января 2019 года
Термостат является ключевым компонентом системы охлаждения двигателя. Система охлаждения предохраняет двигатель от перегрева. Система заполнена жидким теплоносителем (антифризом) и соединена в петлю с радиатором, см. Схему.
Охлаждающая жидкость течет через двигатель, где она поглощает тепло, и попадает в верхнюю часть радиатора. Радиатор состоит из множества плоских алюминиевых трубок, окруженных плавниками.Воздух, проходящий через радиатор, охлаждает охлаждающую жидкость, когда он стекает вниз по радиатору.
Один или два электрических вентилятора, прикрепленных к задней части радиатора, включаются при необходимости для прокачки большего количества воздуха через радиатор. Водяной насос вытягивает охлаждающую жидкость из радиатора и возвращает ее обратно в двигатель.
Нормальная рабочая температура современного двигателя составляет от 194 ° F (90 ° C) до 221 ° F (105 ° C). Работа термостата заключается в том, чтобы помочь двигателю быстрее прогреться и поддерживать температуру двигателя выше минимальной рабочей температуры (194 ° F или 90 ° C).
Обычный термостат - это простой двухходовой клапан с регулируемой температурой, который открывается при определенной температуре.
Реклама - Продолжить чтение ниже
В большинстве автомобилей термостат установлен на двигателе и подсоединен к верхнему или нижнему шлангу радиатора. Смотрите несколько примеров: термостат в двигателе Ford 2.3L EcoBoost. На этом фото показан корпус термостата в двигателе Mazda 2.3L с турбонаддувом DISI. Это фотография корпуса термостата в двигателе Dodge Charger SRT Hemi.
Как работает термостат:
Когда двигатель запускается холодным, термостат (главный клапан) закрыт; нет потока через радиатор. Меньший перепускной клапан открыт, а охлаждающая жидкость циркулирует только внутри двигателя и через систему отопления автомобиля.
| Термостат внутри корпуса. Вырезание двигателя Форда. Нажмите, чтобы увеличить фото |
По мере того, как двигатель нагревается ближе к рабочей температуре, термостат постепенно открывается, пропуская охлаждающую жидкость через радиатор.В холодную погоду, если температура двигателя падает близко к нижнему пределу рабочего диапазона (194 ° F или 90 ° C), термостат снова закрывается.
Симптомы плохого термостата
Признаки плохого термостата можно разделить на два типа:
Открытый термостат открыт: Когда термостат открыт, температура двигателя падает ниже нормы при движении, особенно на шоссе в холодную погоду. Застрявший термостат также может вызвать недостаток тепла от отопительной системы.Может загореться индикатор Check Engine.
Засорение термостата закрыто: При залипании термостата двигатель может перегреться. Помимо этих двух случаев, термостат также необходимо заменить, если в корпусе термостата течет охлаждающая жидкость.
Двигатель прогревается очень долго, может ли это быть вызвано термостатом?
Да, термостат, который застрял в открытом положении, является одной из возможных причин, почему прогрев двигателя может занять слишком много времени.Низкий уровень охлаждающей жидкости также может вызвать ту же проблему. Однако во многих современных автомобилях это на самом деле нормально. У многих автомобилей поздней модели есть меньшие экономичные двигатели. Это означает, что они сжигают меньше топлива и в результате выделяют меньше тепла. Кроме того, более новые технологии, которые уменьшают трение внутри двигателя, также уменьшают количество тепла, генерируемого трением. Во многих новых автомобилях требуется до 20-25 минут езды, прежде чем вы сможете получить приличную жару зимой. Нагреватель также может быть не таким сильным, как в старых автомобилях с большим двигателем.Это компромисс для лучшего расхода топлива. Как мы уже упоминали, один из признаков того, что термостат застрял (или отсутствует), - это когда температура двигателя падает ниже нормальной при движении по шоссе в холодную погоду.
Как тестируется термостат
При решении любой проблемы с системой охлаждения сначала проверяется уровень охлаждающей жидкости. Подробнее: как проверить уровень охлаждающей жидкости.
В старые времена тестирование термостата включало его удаление и нагревание при погружении в воду.При температуре, указанной на термостате, он начнет открываться. В современных автомобилях работа термостата контролируется компьютером двигателя (PCM). В большинстве случаев, если термостат застрял закрыт или открыт, загорается индикатор Check Engine. Наиболее распространенными кодами освещения Check Engine, относящимися к термостату, являются P0128 и P0126.
Можете ли вы проверить термостат, не снимая его? Механики проверяют термостат, измеряя температуру верхнего и нижнего шлангов радиатора с помощью инфракрасного термометра, одновременно контролируя температуру двигателя с помощью диагностического прибора.Смотрите таблицу ниже.
| Механик измеряет температуру шланга радиатора с помощью инфракрасного термометра |
| Двигатель прогревается на холостом ходу. Желтая линия - это температура двигателя. Термостат открывается при 185 ° F (85 ° C), и температура нижнего шланга радиатора (синяя линия) становится практически такой же, как температура верхнего шланга радиатора (красная линия). |
В этой таблице желтая линия - это температура двигателя, красная линия - это температура верхнего шланга радиатора, а синяя линия - это температура нижнего шланга радиатора.
Когда двигатель запускается холодным, верхний шланг прогревается вместе с двигателем, но, поскольку через радиатор нет потока, нижний шланг радиатора остается холодным.
В этой Honda на графике термостат начинает открываться примерно при 185 ° F (85 ° C). Когда термостат открывается и охлаждающая жидкость начинает протекать через радиатор, температура нижнего радиатора быстро повышается вблизи температуры верхнего шланга. При температуре около 204 ° F (96 ° C) вентилятор радиатора включается, и температура падает на несколько градусов.Термостат в этой машине работает нормально.
Если термостат был открыт, нижний шланг радиатора начнет нагреваться, как только запустится двигатель.
Если термостат заклинило в закрытом положении, поток не будет течь даже после того, как двигатель достигнет рабочей температуры, а нижний шланг радиатора будет оставаться холодным.
Конечно, нехватка потока через радиатор может быть вызвана многими другими причинами, кроме заклинившего термостата.
Если термостат заклинило, двигатель может перегреться, что может привести к дорогостоящему ремонту.Если есть подозрение, что термостат застрял закрытым, его обычно заменяют.
Замена термостата
| Замена термостата |
В среднем автомобиле замена термостата может стоить 150–370 долл. США на запчасти и рабочую силу. В некоторых автомобилях доступ к термостату затруднен и требует больше труда. Новый термостат обычно поставляется с новой прокладкой. При замене термостата двигатель необходимо наполнить свежей охлаждающей жидкостью (антифризом).Система охлаждения должна быть правильно прокачана, чтобы удалить все воздушные карманы.
После обслуживания системы охлаждения всегда важно удостовериться, что вентиляторы включаются, когда двигатель полностью прогрелся, а система отопления внутри автомобиля может обеспечивать хороший нагрев на холостом ходу.
Недостаток тепла на холостом ходу может быть вызван наличием воздушных карманов внутри системы охлаждения.
Следует ли заменять термостат в рамках регулярного технического обслуживания? Тем не менее, нет необходимости в замене термостата при восстановлении или замене двигателя.
Термостат также часто заменяется вместе с водяным насосом, особенно если они расположены в той же области.
Некоторые производители рекомендуют обновлять программное обеспечение компьютера двигателя при наличии кода Check Engine, связанного с термостатом, после его замены. В этой статье мы разместили несколько ссылок, где вы можете получить доступ на основе платы за подписку к заводскому руководству по ремонту.
