Многие автомобилисты знают, для чего в машине нужна охлаждающая система и жидкость, циркулирующая по ней. Но далеко не каждый знает, как происходит сам процесс протекания антифриза по трубкам в системе. Если вам это интересно, то мы предлагаем узнать, как выглядит схема циркуляции охлаждающей жидкости и как происходит весь процесс.
Охладительная система нужна для охлаждения деталей мотора, которые нагреваются во время его работы. Это самый простой ответ.
Но мы заглянем поглубже и для начала узнаем, какие функции выполняет система охлаждения (далее — СО), кроме самой важной:
- осуществляет нагрев воздушного потока в отопительной и вентиляционной системах;
- греет масло в системе смазки;
- охлаждает отработанные газы;
- охлаждает трансмиссионную жидкость (в случае с АКПП).
Циркуляция охлаждающей жидкости (ОЖ) необходима любому автомобилю, а если в СО наблюдаются сбои, то это отразится на работе машины в целом.
В зависимости от типа охлаждения можно выделить несколько видов систем:
- закрытая СО (жидкостная);
- открытая СО (воздушная);
- комбинированная.
В жидкостном режиме работы тепло от горячих деталей мотора отводится при помощи потока охлаждающей жидкости. В открытой СО функцию охлаждения выполняет воздушный поток, а в комбинированной объединены два первых типа систем.
Но сегодня нам интересно, как именно циркулирует хладагент, поэтому и говорить мы будем об этом.
Как циркулирует охлаждающая жидкость?
Сами системы в бензиновых и дизельных авто похожи, принципиальных различий в их конструкции и работе нет. Они включают в себя множество компонентов, а для их регулирования применяются элементы управления. Чтобы понять, как антифриз циркулирует, рассмотрим основные компоненты СО:
| Основные компоненты СО | |
| Радиатор | Нужен для охлаждения горячей ОЖ воздушным потоком. |
| Масляный радиатор | Охлаждает моторное масло. |
| Теплообменник отопителя | Служит для нагревания воздушного потока, который проходит через этот элемент. Чтобы компонент функционировал эффективней, его устанавливают у места выхода горячего антифриза из мотора. |
| Расширительный бачок для жидкости | Через него осуществляется заполнение системы расходником, а его предназначение заключается в компенсации изменения объема ОЖ от температуры в СО. |
| Центробежный насос или помпа | С его помощью осуществляется непосредственный процесс циркуляции жидкости по СО. В зависимости от конструкции двигателя, на нем может быть установлен дополнительный насос. |
| Термостат | Обеспечивает оптимальную температуру в СО, регулируя поток ОЖ, который проходит через радиатор. |
| Датчик температуры ОЖ | В случае ее увеличения выше нормы, сигнализирует водителю об этом при помощи электронного блока управления. |
Непосредственное функционирование СО обеспечивает система управления мотором. В современных моторах принцип работы основывается на математической модели, учитывающей множество параметров и определяющей нормальные условия активации и работы всех компонентов.
Понятное дело, что «Тосол» не может проходить по СО сам, поэтому его поток обеспечивается центробежным насосом. Циркуляция охлаждающей жидкости происходит через «рубашку охлаждения». В результате этого мотор транспортного средства охлаждается, а «Тосол» нагревается.
Сам ход движения ОЖ в агрегате может происходить либо от первого цилиндра к последнему, или от выпускного коллектора к впускному.
Рассмотрим процесс кругооборот ОЖ подробнее:
- когда двигатель заводится утром, сразу же начинается оборот антифриза по СО. Сам процесс потока создается насосом, который запускается от ремня ГРМ или специального, отдельного ремня;
- пока ОЖ не нагрелась, она закачивается в двигатель при помощи насоса. В тот момент, когда она проходит по цилиндрам агрегата, они ее нагревают, поскольку в цилиндрах выделяется много тепла за счет проходящих в нем процессов. Так ОЖ забирает себе тепло мотора, одновременно увеличивая свою температуру. Затем хладагент возвращается обратно к центробежному насосу, повторяя этот круг, пока полностью не нагреется. Такой процесс называется малым кругом оборота расходного материала по СО;
- когда ОЖ достигла определенной температуры, начинается большой круг вращения жидкости. Если он начинает работать, термостат перекрывает малый круг;
- когда начался большой круг циркуляции, центробежный насос закачивает ОЖ в мотор. Антифриз, имея уже высокую температуру, проходит по трубкам и попадает в радиатор, где оставляет свое тепло, отдавая окружающей среде и воздушной системе. Она, в свою очередь, использует это тепло для обогрева салона, если на печке включена соответствующая функция;
- затем ОЖ вновь закачивается в агрегат при помощи насоса;
- если имеющегося охлаждения ОЖ в радиаторе не хватает, а температура хладагента увеличивается, включается специальный датчик активации вентиляторов, который установлен в нижней части радиатора;
- одновременно начинает работу вентилятор, установленный прямо на радиаторе;
- когда хладагент охладился до необходимой температуры, оба вентилятора отключаются;
- если хладагент успевает остынуть до такой температуры, что закрывается термостат, при повторном запуске мотора он опять начнет проходить в СО по малому кругу.
Во время работы мотора всегда должна поддерживаться примерно одна температура, которая и определяет его функционирование. Условно она составляет 90 градусов. Такая температура позволяет двигателю развивать хорошую скорость и обеспечивает приемлемый расход бензина. Именно поэтому схема потока хладагента по СО такая сложная и разделена на несколько кругов, чтобы мотор мог скорее выйти на такой режим работы.
Применение системы охлаждения
Сама система усложняет процесс изготовления, делая его более энергоемким, что ведет к удорожанию всей конструкции. Во время эксплуатации требуется проводить регулярное наблюдение, устранение неисправностей и ремонт. Поэтому систему охлаждения стремятся сделать наиболее простой.
Все системы можно разделить на три вида:
- воздушная;
- жидкостная;
- комбинированная.
Использование воздуха
Воздушная система — самая простая и дешевая, в основном не требует дополнительного оборудования и присмотра. Используется два способа циркуляции:
Естественный способ широко используется на скоростных и легких подвижных транспортных средствах, например, в самолетах, которые, как правило, летают в более холодных слоях атмосферы.
Двигатель охлаждается воздухом, который нагнетается винтом. К легким транспортным средствам можно отнести мототранспорт и всевозможные модели. Мощность двигателя таких конструкций небольшая, естественного обдува, в основном, хватает.
Для увеличения теплоотдачи цилиндры выносятся из двигателя и снабжаются ребрами.
Отрицательной чертой такого охлаждения является отсутствие возможности регулировать температуру двигателя. В холодную погоду требуется много времени на его прогрев, а в жаркую приходится глушить двигатель, чтобы он остыл.
Эта проблема частично решается принудительным способом. Он используется в двигателях, которые установлены стационарно. В этом случае на двигатель направляется поток воздуха, идущего от вентилятора. Этим потоком можно управлять, меняя скорость вращения вентилятора.