Радиатор: устройство и принцип на действие

Радиаторът е един от ключовите и най-важните елементи на течна охладителна система. Основната задача е да се разсейва топлината в атмосферата, която се отделя от двигателя от охлаждащата течност. Радиаторът на охлаждащата система на двигателя може да се счита за най-важната част от самия силов агрегат.

Радиатор: устройство и принцип на действие

Препоръчваме ви също да прочетете статията, която разглежда структурата на горивната система на двигател с вътрешно горене. От тази статия можете да научите за основните елементи, образуването на смеси и принципите на системата.

Устройства, подобни на съвременен радиатор, бяха инсталирани в най-ранните версии на автомобили с двигатели с вътрешно горене, тъй като без посочения охлаждащ елемент работата на електроцентралата става просто невъзможна. Това устройство отговаря пряко за поддържането на нормалната работна температура на двигателя в строго определени граници. Такава защита предпазва двигателя от прегряване, което неизбежно ще деактивира почти всеки двигател с вътрешно горене.

Съдържанието на статията

  • Историята на радиатора
  • Радиатор в течната охладителна система
  •  Радиаторно устройство
  • Регулиране на температурата на охлаждащата течност
  •  Термично управление с "завеса"
  • Инсталиране на допълнителен радиатор
  • Принцип на действие 
  • Направи си сам диагностика и отстраняване на неизправности на радиатора
  • Историята на радиатора

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Системата за водно охлаждане се появи в зората на машиностроенето. Концепцията на радиатора е използвана за първи път на първия сериен автомобил, Benz Velo, който се продава през 1886 година. Тази идея за устройството е продължила да се развива от Вилхелм Майбах, който е проектирал продукт с пчелни пити. Разработката е намерила приложение в дизайна на модела Mercedes 35HP. През следващите десетилетия до наши дни радиаторното устройство не е претърпяло глобални промени, като е останало почти в същата форма, както по времето на Maybach.

    Първите системи за охлаждане на течни двигатели не са имали водна помпа (помпа), която да принуждава охлаждащата течност (в самото начало е била обикновена вода) да циркулира принудително в системата. Ранното развитие на охлаждащата система на двигателя с вътрешно горене разчита на термосифонния ефект.

    Благодарение на този ефект, охлаждащата течност влезе в радиатора. Термосифонният ефект се основава на факта, че плътността на водата намалява при нагряване. Поради това свойство нагрятата вода се втурва нагоре. В резултат на нагрятата течност попада в устройството, прониквайки там, преминавайки през горната тръба на разклонението.

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Водата се охлажда вътре в радиатора, плътността на течността отново се увеличава. Това доведе до факта, че водата попада в долната част на радиатора и оттам тя прониква обратно в кожуха на двигателя през долната разклонителна тръба. Основният недостатък на системите с термосифонен ефект е, че те не могат да осигурят адекватно охлаждане на фона на постоянно нарастващата мощност на двигателя с вътрешно горене. Такива системи бързо замениха решения, които се основаваха на използването на центробежна водна помпа (помпа).

    Радиатор в течната охладителна система

    Основната задача на елемента е да отвежда топлината от електроцентралата в атмосферата чрез охлаждане на течността, която преминава през вътрешните канали. За да се осигури по-добро разсейване на топлината, устройството е монтирано на такова място, където по време на движението на автомобила се наблюдава най-добрият въздушен поток с идващия въздушен поток. Типично място за монтаж в отделението на двигателя е зоната зад решетката на радиатора в предната част на автомобила. Струва си да се отбележи, че дори при автомобили с двигател с вътрешно горене, монтиран отзад, радиаторът често е монтиран отпред. Разликата е в полагането на по-дълги линии на охладителната система към двигателя.

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Има и други места за монтиране на охлаждащо устройство, но те са по-рядко срещани. Превозните средства със задни двигатели могат да имат радиатор, който е монтиран по страничната стена. Това решение може да се намери на спортни автомобили, които имат два охлаждащи радиатора наведнъж, разположени по двете стени на двигателното отделение. Ефективно издухване на въздуха се осъществява чрез използването на въздухозаборници. Посоченият въздухозаборник се намира в задната част на машината на страничните стени.

     Радиаторно устройство

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    уред; б – паровият клапан е отворен; в – въздушният клапан е отворен.

    • Радиаторът конструктивно има горен (1) и долен (7) резервоар. Тези резервоари са свързани помежду си чрез тръби (5), изработени от месинг или алуминий. Плочи (6) са прикрепени към тези тръби чрез запояване, което увеличава повърхността на повърхността на охлаждане на елемента. Чрез тази повърхност топлината се отстранява от охлаждащата течност и се освобождава в околната среда.
    • Горният резервоар има пълнителна гърловина за пълнене с охлаждаща течност. Вратът е затворен с тапа (3). Този щепсел съдържа пара (11) и въздух (12) клапан.
    • Горният резервоар също има тръба (2) за свързване на радиатора към охладителната риза на двигателя. Тази връзка се осъществява посредством гумен маркуч. Освен това има тръба за изпускане на пара (4), както и сензор за електрически термометър (13).
    • Долният резервоар (7) има разклонителна тръба (8) за свързване на устройството с помпа (помпа). Има и допълнителен кран, който може да източи охлаждащата течност. Радиаторът е прикрепен към рамката на автомобила със специални крепежни елементи (9).

    Така наречените ядра (ребра на радиатора) са основните елементи на топлопредаването. В зависимост от вида на сърцевината се различават следните видове радиатори:

    1. тръбни;
    2. ламеларен;
    3. тръбна лента и др.

    Радиаторните резервоари могат да бъдат направени от пластмаса или метал. Ако разгледате устройството по-подробно, тогава основната част на сърцевината всъщност е набор от безшевни алуминиеви или месингови тръби. Тръбите, свързващи горните и долните разклонителни тръби, имат дебелина на стената до 0,15 милиметра. Течността, преминаваща през сърцевината на охлаждащия радиатор, се отклонява в голям брой микропотоци. Всяка такава тръба е покрита с вид ребра, които са тънка гофрирана медна или алуминиева лента.

    Алуминиевите продукти са с по-малко тегло в сравнение с други материали за производство, но са склонни към ускорено разрушаване. Факт е, че при опит за заваряване на този метал възникват редица значителни трудности, а алуминият не устоява лошо на механични повреди.

    За да може алуминиевият продукт да се доближи до качеството на охлаждане на месинговата конструкция, той трябва да бъде направен с големи размери и елементът да бъде удебелен. В началото на автомобилната ера активно се използват клетъчни радиатори. Такова устройство е направено от малки парчета месингови тръби, които са имали петоъгълно напречно сечение. Течността вътре в такива тръби не циркулира принудително и целият процес на охлаждане се осъществява чрез контакта на метални перки с обратния поток на въздуха. 

    Да се ​​върнем към дизайна на модерен радиатор. Паровият клапан, показан на фигурата, е натоварен със специална пружина (10). Пружината има еластичност от 1250-2000 г. Това дава възможност за натрупване на налягане в охлаждащия радиатор и повишаване на температурата на кипене на охлаждащата течност в течната охладителна система до 110-119 ° C. Това решение осигурява намаляване на обема на охлаждащата течност в цялата система, което означава паралелно намаляване на теглото на двигателя. В същото време се поддържа необходимата интензивност на охлаждане на силовия агрегат. Друго предимство е намаляването на загубите, което трябва да се разбира като изпаряване на охлаждащата течност. 

    Въздушният клапан също е натоварен с пружина, но с по-слаба реакционна сила. Еластичността на такава пружина е около 50-100 г. Задачата на въздушния клапан е да пропуска въздух в устройството в случай, че кондензация на охлаждащата течност е настъпила, след като е завряла и е охладена.

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    С други думи, в системата може да възникне прекомерно налягане поради явлението изпаряване. Точката на кипене на охлаждащата течност се повишава съответно, докато няма зависимост от атмосферното налягане, тъй като освобождаващото налягане се задава от клапан в капака. Това свойство на охладителната система е незаменимо при шофиране в планински терен. Поради по-ниското атмосферно налягане в планините, охлаждащата течност кипи по-бързо, отколкото при нормални условия. Това решение за инсталиране на въздушния клапан по този начин предотвратява разрушаването на радиатора. които просто могат да бъдат смачкани от атмосферното налягане.

    Щепселът, снабден с клапани, позволява на изпускателния клапан да се отвори в случай на кипене на охлаждащата течност вътре в системата и се натрупва свръхналягане, което е приблизително 0,5 kg / cm2. Парата се отвежда в тръбата за изпускане на пара. Входящият клапан осигурява достъп на въздух, когато налягането вътре е под атмосферното налягане (под 1 kg / cm2), което се получава в устройството, когато охлаждащата течност се охлади.

    По този начин щепселното устройство напълно изолира охладителната система от външната атмосфера. Поради тази причина описаната система се нарича система за охлаждане от затворен тип.

    В затворена охладителна система, за да източите охлаждащата течност, отворете дренажните кранове и извадете щепсела на радиатора. За източване на течност от водната риза на двигателя в долната част на модула е предвиден отделен дренажен клапан. Има и система за охлаждане от отворен тип. При отворена система гърлото на охлаждащото устройство е затворено с щепсел без клапани. В такава система водата естествено кипи при температура 100 ° C.

    Регулиране на температурата на охлаждащата течност

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Термостатът е отговорен за поддържането на постоянна температура в системата за охлаждане на двигателя. Този елемент разпределя движението на охлаждащата течност по веригите. Тези контури се наричат ​​малки и големи кръгове. Кожухът на двигателя може да се счита за малък кръг, потокът през радиатора е голям кръг. Възниква ситуация, когато охлаждането с външен въздух, когато охлаждащата течност се движи в голям кръг в горещо време или при товари не е достатъчно. Един или повече вентилатори са допълнително инсталирани, за да осигурят ефективно отвеждане на нагрятия въздух и поддържане на постоянна температура на охлаждащата течност. Такива вентилатори могат да бъдат механично задвижвани (вискозно съединение) или електрически. 

     Термично управление с "завеса"

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Системата за течно охлаждане на двигателя с вътрешно горене може да бъде оборудвана с двойно термично регулиране. Първият регулатор е термостатът, който вече споменахме. Вторият термостатичен елемент е ролетката.

    Устройствата с двойно регулиране са проектирани с жалузи, монтирани непосредствено пред радиатора. Благодарение на това решение при силни студове радиаторът може да бъде покрит чрез намаляване на интензивността на издухването на външния въздух. Разсейването на топлината ще бъде намалено, а самата топлина може да се използва по-ефективно за поддържане на работната температура на двигателя с вътрешно горене и интензивно нагряване на интериора на автомобила.

    Щорите са метални плочи, които са свързани помежду си с панти. Тези капаци могат да бъдат разположени вертикално или хоризонтално пред устройството. Управлението на такова решение се осъществява чрез ръкохватка от купето и може също да се внедри автоматично в отделни конструкции. Принципът на действие на механичното устройство е, че като натиска или дърпа дръжката в кабината, водачът завърта плочите. Има промяна в процепа между жалузите и интензивността на въздушния поток към радиатора се регулира. Резултатът е ефект върху температурата на охлаждащата течност.

    В условия на изключително ниски температури към аспиратора и решетката на радиатора допълнително е прикрепен специален изолиращ капак. Това покритие е направено от водоустойчива огнеупорна тъкан. Тези мерки допринасят за поддържане на работния термичен режим на двигателя в необходимите граници.

    Инсталиране на допълнителен радиатор

    Появата на мощни, силно ускорени атмосферни и турбо двигатели, които работят в голямо разнообразие от условия на натоварване, поставят пред разработчиците задачата да инсталират допълнителни охлаждащи устройства. Инженерите са внедрили паралелна инсталация на допълнителен радиатор. Това решение получи свой собствен отделен електрически вентилатор. Не бъркайте допълнителния радиатор за охлаждане с интеркулера, който е инсталиран за охлаждане на сгъстен въздух в турбокомпресорни системи.

    Принцип на действие 

    За правилното функциониране съвременните системи за охлаждане с течност отчитат много важни параметри по време на работа. Специалните сензори отчитат температурата на двигателя, температурата на охлаждащата течност и маслото на двигателя, зад борда и др.

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Ако опишете накратко принципа на действие на охладителната система, тогава за изходна точка трябва да се приеме течната помпа. Този елемент кара охлаждащата течност постоянно да се движи и циркулира в кръг. В този случай преминаването през охладителната риза на двигателя (малък кръг) позволява на течността да се измие върху горещите стени на блоковата глава и цилиндрите. Когато температурата на охлаждащата течност се повиши, при определени показатели термостатът се задейства и отваря достъпа на течността до голям кръг (радиатор). По този начин е възможно да се избегне прегряване на двигателя и ефективно да се прехвърли излишната топлина от нагретите части на двигателя към течността. Когато горещата течност попадне в охлаждащото устройство, топлината се отвежда от него в околната атмосфера. Пълният цикъл завършва и охладената течност се движи по подобен начин в нов цикъл.

    Съвсем очевидно е, че радиаторът е един вид топлообменник, който осигурява ефективно охлаждане не на самия двигател, а на охлаждащата течност. Инсталирането на допълнителен вентилатор или жалузи ви позволява да поддържате температурата на течността на оптимално ниво за работата на двигателя, както при екстремни студове, така и при екстремни горещини.

    Направи си сам диагностика и отстраняване на неизправности на радиатора

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Основната диагностична процедура е периодичната проверка на системата за охлаждане на двигателя за течове и намаляване на обема на охлаждащата течност в разширителния резервоар. Можете визуално да контролирате количеството течност. 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 цялостно намаляване на обема.

    Ако говорим за неизправности на радиатора, тогава основното е замърсяването на неговите клетки и канали, както и тяхното унищожаване. Замърсяването води до факта, че циркулацията на течността вътре в устройството се влошава, охлаждащата течност при движение в голям кръг няма време да се охлади. При такива условия мощността на вентилатора вече не е достатъчна, така че прегряването на двигателя е неизбежно.

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    За да започнете да ремонтирате радиатора за охлаждане на двигателя със замърсени пчелни пити, струва си да започнете с обичайното изплакване на сърцевината с течаща вода. Необходимо е да разкачите долната разклонителна тръба и след това да започнете да изливате вода през гърлото. Много е желателно пчелната пита на охлаждащото устройство да се промива с вода под налягане. В някои случаи, когато радиаторът е силно запушен, той може да бъде разпаян и горните и долните резервоари да бъдат демонтирани. След демонтирането става възможно механичното почистване на сърцевината.

    По време на работа горният или долният резервоар, както и самата пчелна пита започват да текат. Това се дължи на използването на нискокачествени охлаждащи течности, механични повреди и т.н. Ако изтичането е незначително, тогава можете да опитате да запълните или излеете в радиатора решение, специално проектирано за временно отстраняване на такива дефекти от автокъща. "Старомодните" методи включват добавяне на голяма порция горчица на прах, която напоява и стяга пукнатината. Както първият, така и вторият метод не ремонтират напълно устройството, а само ви позволяват да премахнете теча по време на пътя до сервиза и да настроите автомобила за ремонт.

    Радиатор: устройство и принцип на действие

    Не забравяйте, че е опасно да отваряте капачката на радиатора, когато двигателят е горещ! Това може да доведе до тежки изгаряния от пара и гореща охлаждаща течност. Преди да отворите щепсела на гърлото, покрийте самия щепсел и зоната около него с материал от плат възможно най-широко и едва след това го развийте.

    Що се отнася до разширителния резервоар, щепселът върху него с топъл двигател трябва да се развие със същото внимание. Завъртете щепсела леко, но не напълно. Ще чуете характерния пръсващ звук на въздуха, подобен на този, който се получава при отваряне на капачката на бутилка сода. След такова освобождаване капачката на резервоара може постепенно да се отвори напълно и да се извърши контрол или доливане на охлаждащата течност.

    Подобен...