Полезное

• Советы автомобилистам
• Устройства системы охлаждения
• Новости АвтоПрома

Устройства системы охлаждения

Радиаторы охлаждения и отопления

Центральная деталь системы охлаждения - автомобильный радиатор. Функции радиатора - обеспечивать теплообмен охлаждающей жидкости и окружающего воздуха и поддерживать необходимую температуру двигателя. Современные автомобили комплектуются алюминиевыми радиаторами, которые, имея необходимые технические параметры, по некоторым параметрам превосходят медные аналоги (вес, стоимость, герметичность, стойкость к перепадам давления). О конструкции медных радиаторов смотрите ниже.

Нагрузки, которые приходится выдерживать радиатору, очень высоки. Во-первых, это давление охлаждающей жидкости, которое может доходить до 0,2 МПа (200 кг/см²). Чтобы выдержать такое давление, места соединения трубок радиатора с пластинами должны быть максимально герметичны с немалым запасом прочности.

Во-вторых, это нагрузки, связанные с перепадом давления. Ведь кратковременные нагрузки с разной интенсивностью оказывают больший разрушающий эффект, чем более интенсивное, но постоянное давление.

В-третьих, это перепад температуры охлаждающей жидкости. На больших оборотах температура двигателя может достигать очень высоких значений - до +125 °C. Соответственно и материал, из которых сделаны детали радиатора, должен выдерживать такие температуры.

Алюминиевые сборные радиаторы

Большинство современных автомобильных радиаторов изготавливаются по оригинальной технологии фирмы "СОФИКО" (Франция), которые первыми разработали технологию производства сборных алюминиевых теплообменников.

Алюминиевые сборные радиаторы охлаждения и отопления состоят из сердцевины, собранной из алюминиевых трубок и пакета алюминиевых пластин, доньев, уплотнительных прокладок и бачков, разделительные пластины в которых обеспечивают циркуляцию жидкости внутри радиатора. Для повышения теплоотдачи внутри трубок радиаторов устанавливаются турбулизаторы. Такая конструкция обеспечивает наилучшие показатели в поддержании необходимой температуры охлаждающей жидкости.

Опишем технологию производства таких радиаторов (процесс описан кратко).

• Этап 1: алюминиевая лента проходит через штамп, который вырубает в ленте отверстия для трубок и рисунок, обеспечивающий завихрения воздуха и, следовательно, лучший теплообмен;
• Этап 2: после вырубки полученные алюминиевые пластины собираются в пакеты с алюминиевыми трубками;
• Этап 3: внутрь трубок вставляются специальные пластиковые винтообразные турбулизаторы (на радиаторах некоторых производителей), которые образуют завихрения воды внутри трубок и повышают теплоотдачу.
• Этап 4: пакет алюминиевых пластин в сборе с трубками соединяются с доньями (стальные опорные пластины, имеющие отверстия для трубок и вырубку по периметру для вальцовки). Алюминиевые трубки вставляются в донья и "развальцовываются" (разгибаются края); при этом процессе для достижения лучшей герметичности предусмотрены термостойкие прокладки из специальной резины;
• Этап 5: полученная заготовка (пакет трубок и пластин в сборе с доньями) соединяется с пластиковыми бачками методом вальцовки - разгибаются края стальных доньев (уже описанная вырубка по периметру);
• Этап 6: радиатор принимает целостный вид. Нормальный технологический процесс включает в себя 100% проверку на герметичность каждого радиатора под воздействием избыточного давления (выше, чем обычное давление в системе охлаждения автомобиля). Далее готовый радиатор упаковывается с целью сохранения при транспортировки.

Отдельные детали сборных радиаторов, изготовленных по технологии "СОФИКО", также имеют свою специфику:

Бачки радиаторов изготавливаются из специального термостойкого пластика высокой прочности (стеклонаполненного полиамида (армамида) методом литья под давления. Этот материал позволяет выдерживать высокое давление и температуру охлаждающей жидкости.

Донья, соединяющие трубки с бачками, изготовлены из листовой стали с антикоррозийным покрытием для защиты от агрессивной среды активных присадок охлаждающей жидкости.

Для уплотнительных прокладок применяется специальная резина, выдерживающая длительное воздействие высоких до +125 °C и низких до -40 °C температур в среде охлаждающей жидкости (антифриза).

Алюминиевые трубки и пластины. Материал, из которого изготовлен алюминиевый прокат, должен быть высочайшего качества; размеры трубок имеют допуски - ± 0,05мм, толщина стенок - 0,35мм (!) - это обеспечивает лучший теплообмен охлаждающей жидкости.

Медно-латунные паяные радиаторы

Вторыми по применяемости (и первыми по дате рождения) являются медно-латунные паяные радиаторы. Производство таких радиаторов включает в себя также этапы пайки.

Опишем технологию производства медно-латунных радиаторов (процесс описан кратко)...

• Этап 1: медная лента складывается в виде "гармошки" - такая форма обеспечивает больший контакт с воздухом и, следовательно, больший теплообмен;
• Этап 2: плоскоовальные трубки вместе с лентами соединяются с доньями (опорными пластинами, имеющиеми отверстия для трубок и ребра жесткости для последующего соединения с бачками). В местах соединения накладывается специальный припой;
• Этап 3: полученная заготовка (пакет трубок и лент в сборе с доньями) помещается в печь, где пакет спаивается;
• Этап 4: Пакет соединяется с металлическими бачками также методом пайки;
• Этап 5: радиатор принимает целостный вид. Нормальный технологический процесс включает в себя 100% проверку на герметичность каждого радиатора под воздействием избыточного давления (выше, чем обычное давление в системе охлаждения автомобиля). Далее готовый радиатор упаковывается с целью сохранения при транспортировки.

Медно-латунные радиаторы бывают как ленточными, так и пластинчатыми - когда вместо ленты применяется пластины (в основном изготовленные из стали). Применение пластин вместо ленты - отголосок прошлого (самые превые радиаторы изготавливались по такой технологии). Радиаторы с пластинами имеют существенно больший вес по сравнению с ленточными и меньшую теплоотдачу. Тем не менее пластинчатые радиаторы до сих производятся и находят своего покупателя, привлекая (за счет большего веса) кажущейся прочностью.

Улучшения характеристик медно-латунных радиаторов можно повышая процент содержания меди, которая обладает лучшей теплоотдачей по сравнению с латунью и сталью.

На качество оказывает самое непосредственное влияние технология пайки и используемый припой - веди автомобиль и вместе с ним радиатор подвержен постоянным вибрациям, и места пайки первыми начинают разрушаться.

Применяются различные типы лент, различающиеся толщиной и углом сгиба "гармошки". Существует также технология "Сплиттер-фин", позволяющая изготавливать сверхтонкие мелкие ленты с очень острыми углами, которые размещаются между трубками парами.

Алюминиевые паяные радиаторы

В современном автопроме все большее развитие получает технология алюминиевых паяных радиаторов. Такие радиаторы изготавливаются по технологии "НОКОЛОК", получившей свое название от разработчика технологии специального припоя, применяющегося при пайке алюминия. Технология их производства схожа с медно-латунными радиаторами.

Возможность использования в таких радиаторах плоскоовальной трубки позволяет повысить их теплоодачу с сохранением всех преимуществ алюминиевых радиаторов.

На сегодняшний день по мнению экспертов алюминиевые паяные радиаторы являются лидерами по техническим характеристикам и потребительским свойствам.

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ

Система охлаждения автомобиля

В этом разделе приведено описание системы охлаждения двигателя автомобиля и принципы ее (системы) работы, а также дано объяснение функций деталей системы охлаждения.

Система охлаждения подавляющего большинства современных двигателей - жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Вместимость системы от 9 до 15 литров, включая систему отопления салона.

Система заполняется охлаждающей жидкостью ("антифриз"-концентрат или "ТОСОЛ") - водным раствором концентрированного этиленгликоля с антикоррозийными и антивспенивающими присадками). Обычно тосол маркируется цифрами, которые (со знаком "минус") обозначают температуру начала кристаллизации.

Уровень охлаждающей жидкости проверяется на холодном двигателе и должен быть на посередине между отметками MIN и MAX на полупрозрачном расширительном бачке. Доливать в расширительный бачок необходимо дистиллированную воду или тосол (или антифриз) той марки, которая использовалась. Применять охлаждающую жидкость других марок/производителей не рекомендуется.

Температура жидкости при работе двигателя замеряется указателем на щитке приборов; датчик температуры жидкости устанавливается в головке цилиндров или в радиаторе. При нормальном тепловом режиме работы двигателя стрелка указателя должна находиться у начала красного поля шкалы в пределах показаний от +80 до +100°С (в зависимости от двигателя).

Слив охлаждающей жидкости из системы осуществляется через сливные отверстия, закрываемые пробками. Обычно одно отверстие находится в бачке радиатора в нижнем углу, другое - в блоке цилиндров слева по ходу движения автомобиля.

К системе охлаждения подключен радиатор отопителя салона автомобиля. Нагретая жидкость из головки цилиндров поступает по шлангу через кран управления отопителем в радиатор отопителя, а затем "отсасывается" насосом.

Радиатор и расширительный бачок. Радиатор предназначен для теплообмена охлаждающей жидкости и окружающего воздуха. Радиатор соединяется с полупрозрачным пластмассовым расширительным бачком, предназначенным для охлаждающей жидкости, вытесняемой при возрастании давления в системе охлаждения.

Насос охлаждающей жидкости - центробежного типа, приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновым ремнем привода вентилятора и генератора или ремнем ГРМ (например, в автомобилях ВАЗ 2108-21099). Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по системе охлаждения двигателя.

Термостат системы охлаждения поддерживает необходимый тепловой режим работы двигателя и ускоряет его прогрев.

Крышка (пробка) радиатора предназначена для регулирования давления в системе охлаждения.
При закипании жидкости или резком увеличении температуры из-за небольшой пропускной способности впускной клапан не успевает выпустить жидкость в расширительный бачок и закрывается, разобщая систему с расширительным бачком. Когда давление при дальнейшем нагревании возрастает до 50 кПа, откроется выпускной клапан и часть охлаждающей жидкости выйдет в расширительный бачок.

На некоторых автомобилях ту же функцию выполняет крышка (пробка) расширительного бачка.

Вентилятор - обеспечивает увеличение объема воздуха, проходящего через радиатор охлаждения - тем самым увеличивается теплообмен. Для повышения эффективности работы вентилятор находится в кожухе, который крепится к кронштейнам радиатора. Вентилятор приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновым ремнем или же электродвигателем.

Датчик включения вентилятора - предназначен для включения вентилятора охлаждения автомобиля. Датчик представляет собой терморезистор в корпусе, срабатывающий при повышении температуры охлаждающей жидкости. Датчики подключены к электродвигателю вентилятора через реле или напрямую.

Система охлаждения автомобильного двигателя не исчерпывается описанными выше деталями, а включает также патрубки, крепления и другие детали. Кроме того, контур охлаждения включает "систему отопления", куда входят радиатор отопителя, вентилятор отопителя, кран управления отопителем, патрубки и прочие соединительные детали и узлы управления. Об этом читайте далее...