Радиатор: устройство и принцип на работа

Радиаторът е един от ключовите и най-важните елементи на системата за охлаждане на течности. Основната задача е да се разсее топлината в атмосферата, която беше отклонена от двигателя от охлаждащата течност. Радиаторът на охладителната система на двигателя може да се счита за най-важният детайл на самата мощност.

Също така препоръчваме да прочетете статията, която разглежда конструкцията на горивната система на двигател с вътрешно горене. От тази статия можете да научите основните елементи, сместа и принципите на системата.

Устройства, подобно на модерен радиатор, са инсталирани на най-ранните версии на автомобили с ICE, тъй като без този охлаждащ елемент функционирането на електроцентралата е просто невъзможно. Това устройство е пряко отговорно за поддържането на нормалната работна температура на двигателя в строго определени граници. Тази защита предпазва двигателя от прегряване, което неизбежно ще доведе до почти всеки двигател с вътрешно горене.

История на създаването на радиатор

Системата за водно охлаждане се появи в зората на изграждането на двигателя.За първи път концепцията за радиатор беше използвана за първия производствен автомобил, наречен Benz Velo, който се продаваше през 1886 г. Тази идея за устройството продължава да развива Вилхелм Майбах, който проектира продукта с пчелни пити. Развитието е намерило приложение при проектирането на Mercedes 35HP. През следващите десетилетия и досега радиаторът не е претърпял глобални промени, оставайки практически в същата форма, както във времето на Майбах.

Първите системи за охлаждане с течно гориво на двигателя не разполагаха с водна помпа (помпа), която принуди охладителната течност (в началото да беше чиста вода) да циркулира със сила в системата. Ранното развитие на охладителната система ICE се основава на ефекта на термосифон.

Благодарение на този ефект охлаждащата течност влезе в радиатора. Ефектът на термосифон се основава на факта, че плътността на водата намалява с нагряване. Топлата вода, благодарение на тази собственост, се влива нагоре. В резултат на това загрятата течност е в устройството, проникваща през прохода през горната отверка.

Вътре в радиатора водата се охлажда, плътността на течността се увеличава отново.Това доведе до факта, че водата падна в долната част на радиатора и оттам проникна обратно в кожуха на двигателя през долната тръба. Основният недостатък на системите с ефекта на термосифон е, че те не могат да осигурят адекватно охлаждане на фона на постоянно нарастващата мощност на ICE. Такива системи бързо заменят разтворите, които се основават на използването на центробежна водна помпа (помпа).

Радиатор в система за охлаждане на течности

Основната задача на елемента е да се премахне топлината от електроцентралата в атмосферата чрез охлаждане на течността, която преминава през каналите. За да се осигури по-добро разсейване на топлината, устройството е монтирано на място, където най-добрия въздушен поток се установява от противодействието по време на движението на автомобила. Типично място за монтаж в отделението на двигателя е областта зад радиаторната решетка в предната част на автомобила. Струва си да се отбележи, че дори и при автомобили със задно монтиран двигател, радиаторът често се монтира отпред. Разликата е полагането на по-дълга система за охлаждане на багажника към двигателя.

Има и други места за инсталиране на устройство за охлаждане, но са по-рядко срещани. Автомобилите със задно моторно разположение могат да имат радиатор, който е монтиран по протежение на страничната стена. Това решение може да се намери на спортни автомобили, които имат два охладителни радиатора, разположени по протежение на двете стени на отделението за двигателя. Ефективното раздуване на въздуха се осъществява чрез всмукване на въздух. Този вход за въздух се намира в задната част на машината върху страничните стени.

Агрегат на радиатора

а е устройство; b – парен клапан е отворен; в – въздушният клапан е отворен.

  • Радиаторът има структурен резервоар отгоре (1) и долен (7). Тези резервоари са свързани помежду си чрез тръби (5), изработени от месинг или алуминий. Към тези епруветки чрез заваряване се прикрепват пластини (6), които увеличават площта на повърхностното охлаждане на елемента. Чрез тази повърхност топлината се отстранява от охлаждащата течност и се освобождава в околната среда.
  • В горния резервоар има пълначна втулка за зареждане с охлаждаща течност. Вратът е покрит със запушалка (3). В този щепсел има клапани за пара (11) и въздух (12).
  • Горният резервоар има и дюза (2), за да свърже радиатора с охлаждащата риза на двигателя. Такава връзка се осъществява посредством гумен маркуч. Освен това има тръба за пара (4), както и електрически термометър (13).
  • Долният резервоар (7) има отклоняваща тръба (8) за свързване на устройството към помпата (помпата). Има и допълнителен кран, който може да осигури източване на охлаждащата течност. На рамката на автомобила радиаторът е фиксиран със специални крепежни елементи (9).

Така наречените сърцевини (радиаторни плочи) са основните елементи на топлообмен. В зависимост от вида на ядрото се разграничават следните видове радиатори:

  1. тръбна;
  2. плака;
  3. тръбна лента и др.

Радиаторните резервоари могат да бъдат изработени от пластмаса или метал. Ако погледнете устройството по-подробно, тогава основната част на сърцевината всъщност е набор от безшевни алуминиеви или месингови тръби. Тръбите, свързващи горните и долните клонове, имат дебелина на стената до 0.15 милиметра. Течността, преминаваща през сърцевината на охладителния радиатор, се разклонява в голям брой микро потоци.Всяка такава тръба е покрита с уникални ребра, които са тънка гофрирана медна или алуминиева лента.

Продуктите, изработени от алуминий, имат по-малко тегло от другите материали за производство, но са склонни към ускорено унищожаване. Факт е, че възникват редица значителни трудности при опита за заваряване на този метал, а алуминият не издържа на механични повреди.

За да може алуминиевият продукт да достигне качеството на охлаждането до месингова конструкция, той трябва да бъде с голям размер и да увеличи дебелината на елемента. В началото на ерата на автомобилната индустрия активно се използват клетъчни радиатори. Такова устройство е направено от малки парчета месингови тръби, които имат петоъгълна секция. Течността в тези тръби не циркулира силно и целият процес на охлаждане се осъществява чрез контакт на металните перки с обратен поток от въздух.

Да се ​​върнем към устройството на модерния радиатор. Параметърът, показан на фигурата, е зареден със специална пружина (10). Пружината има еластичност от 1250-2000 грама.Това ви позволява да увеличите налягането в охладителния радиатор и да увеличите точката на кипене на охлаждащата течност в течната охладителна система до 110-119 ° С. Това решение осигурява намаляване на количеството охлаждаща течност в цялата система, което означава паралелно намаляване на теглото на двигателя. Същевременно остава необходимата интензивност на охлаждане на задвижващия блок. Друго предимство е намаляването на загубите, чрез което трябва да се разбира изпарението на охлаждащата течност.

Въздушният клапан също е натоварен с пружина, но по-слаб от силата на противодействие. Еластичността на такава пружина е 50-100 g. Целта на въздушния вентил е да остави въздух в устройството в случай, че възникна кондензация на охлаждащата течност, след като се вари и се охлади.

С други думи, може да възникне свръхналягане в системата поради феномена на изпаряване. Точката на кипене на охлаждащата течност съответно се увеличава и няма зависимост от атмосферното налягане, тъй като налягането на релефа се регулира от клапана в капака. Това свойство на охладителната система е незаменима в процеса на шофиране през планинския терен.Поради намаленото атмосферно налягане в планините, охлаждащата течност кипи по-бързо, отколкото при нормални условия. Това решение на инсталацията на въздушния клапан по този начин предотвратява унищожаването на радиатора. който може просто да бъде смазан от атмосферното налягане.

Тръба, снабдена с клапани, предвижда отварянето на изпускателния клапан в случай на кипене на охлаждащата течност в системата и появата на излишък налягане, което е приблизително на нивото на 0,5 кг / см2, Парата се изпуска в тръбата за пара. Входящият вентил осигурява достъп до въздух, когато вътрешното налягане е под атмосферното налягане (под 1 кг / см2), което се получава в устройството, когато охладителят се охлади.

По този начин щепселното устройство напълно изолира охлаждащата система от външната атмосфера. Поради тази причина описаната система се нарича затворена охладителна система.

В затворена система за охлаждане, се оттича нужда охладител за отваряне на изпускателния вентил и отстраняване на капачката радиатор. За да изтече водата от водната обвивка на двигателя, в долната част на уреда има отделен дренажен клапан. Има и открита система за охлаждане.В отворената система гърлото на охлаждащото устройство е затворено със запушалка без клапани. В такава система водата естествено кипи при температура 100 ° С.

Настройка на температурата на охлаждащата течност

Поддържането на постоянна температура в охладителната система на двигателя е отговорност на термостата. Този елемент разпределя движението на охлаждащата течност по протежение на контурите. Тези контури се наричат ​​малък и голям кръг. Двигателят на двигателя може да се счита за малък кръг, потокът на потока през радиатора е голям кръг. Има ситуация, при която охлаждането с външен въздух при движение на охлаждащата течност в голям кръг при горещо време или при натоварване не е достатъчно. За да се осигури ефективно отстраняване на нагрятия въздух и поддържане на постоянна температура на охлаждащата течност, допълнително се монтират един или няколко вентилатора. Такива вентилатори могат да имат механично задвижване (висково съединение) или електрическо задвижване.

Регулиране на термичния режим чрез "затвор"

Системата за охлаждане на двигателя с вътрешно горене може да бъде оборудвана с двоен термичен контрол.Първият регулатор е термостатът, за който вече говорихме. Вторият терморегулаторен елемент е слепият завеса.

Устройствата с двойно регулиране конструктивно имат щори, монтирани директно пред радиатора. Благодарение на това решение при тежки студове, радиаторът може да бъде покрит, намалявайки интензитета на въздушния поток с външен въздух. Отстраняването на топлината ще намалее и самата топлина може да се използва по-ефективно, за да се поддържа работната температура на двигателя с вътрешно горене и интензивното загряване на вътрешността на автомобила.

Щори са метални пластини, които са свързани помежду си чрез панти. Тези завеси могат да имат вертикално или хоризонтално разположение пред устройството. Управлението на това решение се извършва от дръжката от вътрешността на автомобила и може да се реализира автоматично и в отделни конструкции. Принципът на механичното устройство е, че чрез плъзгане или издърпване на дръжката в кабината водачът завърта плочите. Има промяна в разликата между щорите и интензивността на охлаждането на радиатора се регулира от въздушните потоци.Резултатът е въздействие върху температурата на охлаждащата течност.

При условия на изключително ниски температури, към качулката и радиаторната решетка е прикрепена специална термична капачка. Този случай е направен от водоустойчива огнеупорна тъкан. Тези мерки допринасят за поддържане на работните топлинни условия на двигателя в рамките на необходимите граници.

Монтиране на допълнителен радиатор

Появата на мощни високоскоростни атмосферни и турбо двигатели, които работят в различни режими на натоварване, постави на дизайнерите задачата да инсталират допълнителни охлаждащи устройства. Инженерите извършиха паралелна инсталация на допълнителен радиатор. Това решение има собствен електрически вентилатор. Не бъркайте допълнителния охладителен радиатор с междинния охладител, инсталиран за охлаждане на сгъстения въздух в системи с турбокомпресор.

Принцип на действие

За правилното функциониране съвременните течни системи за охлаждане вземат предвид много важни параметри по време на работа. Специалните сензори отчитат температурата на двигателя, температурата на охлаждащата течност и моторното масло, температурата над борда и т.н.

Ако накратко опишем принципа на охладителната система, тогава трябва да вземем течната помпа като референтна точка. Този елемент кара охлаждащата течност непрекъснато да се движи и да циркулира в кръг. В този случай преминаването през охлаждащата риза на двигателя (малък кръг) позволява течността да измие горещите стени на главата на блока и цилиндрите. Когато температурата на охлаждащата течност се покачи, тогава при определени стойности термостатът работи и отваря достъпа до течността в голям кръг (радиатор). По този начин е възможно да се избегне прегряването на двигателя и ефективно да се осигури излишната топлина от нагрятите части на двигателя към течността. Когато горещата течност навлезе в охладителното устройство, то отделя топлина в околната атмосфера. Целият цикъл завършва и охладената течност се движи по подобен начин в нов цикъл.

Очевидно е, че радиаторът е вид топлообменник, който осигурява ефективно охлаждане не на мотора, а на охлаждащата течност. Инсталирането на допълнителен вентилатор или жалузи позволява поддържането на температурата на течността на оптимално ниво за работата на мотора както при екстремни температури, така и при екстремни температури.

Диагностика и ремонт на грешки на радиатора със собствените си ръце

Основната диагностична процедура е периодичният мониторинг на системата за охлаждане на двигателя за течове и намаляване на обема на охлаждащата течност в разширителния съд. Контрол на количеството на течността може да бъде визуално. Тъй като течността постоянно се нагрява и охлажда, с течение на времето водата, която е част от която и да е охлаждаща течност, частично се изпарява, което води до общо намаляване на обема.

Ако говорим за неизправности на радиатора, най-важното е замърсяването на неговите пчелни пити и канали, както и тяхното унищожаване. Замърсяването води до това, че циркулацията на течността вътре в устройството се влошава, охлаждащата течност няма време да се охлади, когато се движи по голям кръг. При такива условия мощността на вентилатора престава да бъде достатъчна, за да се получи прегряване на двигателя.

За да започнете да ремонтирате радиатора за охлаждане на двигателя с замърсени пчелни пити, си струва да започнете с рутинно измиване на сърцевината с течаща вода. Необходимо е да отделите долната тръба на клона и след това да напълните водата през гърлото. Желателно е да се промие пчелната пита на охлаждащото устройство с вода под налягане. В някои случаи, когато радиаторът е силно запушен,може да се развие и да се демонтират горните и долните резервоари. След разглобяването е възможно да се почисти сърцевината механично.

По време на работа горният или долният резервоар, както и самите пити, започват да текат. Това се дължи на използването на нискокачествен охладител, механични повреди и др. Ако течът е незначителен, тогава можете да опитате да заспите или да излеете в радиатора решение специално проектирано за временно отстраняване на такива дефекти от автосервиза. Методите на "дядо" включват добавяне на голяма част от горчица на прах, която попива и стяга пукнатината. Първият и вторият начин не ремонтират напълно устройството, а само позволяват да се избегне изтичането по време на пътя до бензиностанцията и да се настрои колата за ремонт.

Не забравяйте, че когато двигателят е горещ, отварянето на капачката на радиатора е опасно! Можете да получите силно изгаряне с пара и гореща охлаждаща течност. Преди да отворите корк на шията, трябва да покриете възможно най-много самия корк и района около него с тъканен материал и след това да го изключите.

Що се отнася до резервоара за разширение, тогава щепселът с горещ двигател трябва да се развие със същото внимание. Леко превъртете щепсела, но не и до края. Ще чуете характерен звук на въздух, който изтича, подобен на този, който се получава при отваряне на капака на бутилка сода. След това кървене капакът може да се отвори постепенно и да се регулира или допълва охладителната течност.