Чем охлаждается дизельный двигатель

Чем охлаждается дизельный двигатель

• UA
• RU
• EN

(044) 499-78-78

(044) 237-11-54

Региональные

• UA
• RU
• EN

• Главная
• Дизельные генераторы
• Руководство по установке
• Охлаждение двигателя

Электростанции FG WILSON

Некоторые дизельные двигатели имеют воздушное охлаждение, но большинство из них охлаждается путем циркуляции жидкого хладагента через масляный охладитель, если он установлен, и через полости в головке блока цилиндров двигателя. Горячий хладагент выходит из двигателя, охлаждается и проходит обратно через двигатель. Обычно устройства охлаждения бывают либо типа хладагент — воздух (радиатор), либо типа хладагент — холодная вода (теплообменник).

В большинстве установок общего типа хладагент охлаждается в установленном на генераторном агрегате радиаторе, через рабочую камеру которого с помощью вентилятора, приводимого в действие двигателем, продувается воздух. В некоторых случаях используется дистанционно установленный радиатор, охлаждаемый вентилятором с электродвигателем. Там, где имеется возможность использования чистой холодной проточной воды вместо радиатора может использоваться теплообменник; в этом случае хладагент циркулирует через теплообменник и охлаждается проточной водой.

Важным преимуществом системы охлаждения с радиатором является ее автономность. Если в результате бури или каких-либо других факторов произойдет перебой в сетевом питании, это может привести также к перебоям в подаче воды м нарушению работы генератора, охлаждаемого проточной водой.

Независимо от того, установлен ли радиатор на генераторном агрегате, или дистанционно, необходимо обеспечить доступ к системе охлаждения для ее обслуживания. Для надлежащего обслуживания крышка заливной горловины радиатора, дренажные краны системы охлаждения и регулятор натяжения ремня вентилятора должны быть легко доступны оператору.

Радиатор, устанавливаемый на генераторе
Монтируемый на генераторе радиатор устанавливается перед двигателем на раме. См. рисунок 9.1. Вентилятор, приводимый в действие двигателем, прогоняет воздух через рабочую камеру радиатора, охлаждая жидкий хладагент, текущий через радиатор.

Устанавливаемые на генераторе радиаторы могут быть двух типов. Один используется с охлаждающим вентилятором, монтируемым на двигателе. Вентилятор приводится в действие при помощи ременной передачи от шкива коленчатого вала. Положение кронштейна вентилятора, шпинделя вентилятора и ведущего шкива регулируется относительно коленчатого вала для обеспечения необходимого натяжения ремня. Лопасти вентилятора заходят за кожух радиатора, который имеет зазор для обеспечения наклона при регулировке натяжения ремня.

Другой тип радиатора, устанавливаемого на генераторе, состоит из собственно радиатора, вентилятора, ведущего шкива и регулируемого промежуточного шкива для регулировки натяжения ремня. Вентилятор монтируется с неподвижным центром в кожухе и минимальным зазором для обеспечения характеристик высокой эффективности. Ведущий шкив вентилятора, промежуточный шкив и шкив коленчатого вала точно выровнены и объединены ремнями в трех точечную систему. В этом втором типе радиатора, монтируемом на генераторе, обычно используется вентилятор с крыльчаткой и близко установленным кожухом.

Необходимые комбинации радиатора и вентилятора обеспечиваются фирмой F.G.Wilson и поставляются вместе с генераторным агрегатом. Параметры расхода воздуха для охлаждения генератора фирмы F.G.Wilson приведены в таблице технических характеристик. Воздух для охлаждения радиатора должен быть относительно чистым во избежание закупорки рабочей камеры радиатора. Необходимую очистку воздуха, поступающего в помещение, должна осуществлять система фильтров. Тем не менее, если воздух в месте установки содержит высокую концентрацию пыли, пуха, древесных опилок или других материалов, использование выносного радиатора, расположенного в чистой среде, может решить проблему закупорки рабочей камеры радиатора.

Рекомендуется, чтобы выходящий воздух из устанавливаемого на генераторе радиатора проходил непосредственно наружу через воздуховод, который соединяет радиатор с отверстием в наружной стене. Для уменьшения длины воздуховода двигатель должен располагаться как можно ближе к этой стене. Если воздуховод имеет слишком большую длину, то более экономичным решением будет использование выносного радиатора. Сопротивление выходящего потока воздуха и входных отверстий не должно превышать величину допустимого статического давления вентилятора.

При подключении радиатора, устанавливаемого на генераторе, к выпускному воздуховоду необходимо подобрать переходник. Длина гибкого воздуховода (из резины или другого подходящего материала) от радиатора до неподвижного выпускного трубопровода необходимо должна обеспечить виброизоляцию и свободу перемещения между генераторным агрегатом и неподвижным трубопроводом.

Рисунок 9.1 Радиатор, установленный на генераторе для выпуска воздуха через наружную стену

Выносной радиатор
Выносной радиатор с вентилятором, приводимым в действие электродвигателем, может устанавливаться в любом удобном месте на удалении от генераторного агрегата. См. рисунок 9.2. Конструкция выносного радиатора имеет много полезных особенностей и преимуществ, которые обеспечивают большую гибкость при установке генераторного агрегата в зданиях. Более эффективный кожух Вентури и вентилятор обеспечивают существенное снижение затрат мощности на охлаждение двигателя. Вентилятор может приводиться в действие двигателем, управляемым термостатом, который потребляет энергию от генератора только в момент потребности в охлаждении двигателя. Выносной радиатор может располагаться снаружи здания, где сопротивление воздушного потока мало и температура окружающего воздуха обычно ниже температуры воздуха в генераторной, в результате чего обеспечивается большая эффективность при меньшем размере радиатора, а шум вентилятора не проникает в здание.

Выносные радиаторы должны подключаться к системе охлаждения двигателя с помощью трубопровода с хладагентом, включающего гибкие секции между двигателем и трубопроводом.

Рисунок 9.2 Выносной радиатор, подключенный непосредственно к системе охлаждения двигателя

Система выносной радиатор/теплообменник
Другой тип системы с выносным радиатором использует теплообменник. См. рисунки 9.3 и 9.4. В данном применении теплообменник выполняет функции промежуточного звена для изоляции системы с хладагентом двигателя от высокого гидростатического напора хладагента выносного радиатора. Насос двигателя заставляет циркулировать хладагент через двигатель и теплообменник.

Отдельный насос обеспечивает циркуляцию хладагента между выносным радиатором и резервуаром теплообменника.

Теплообменники также используются для охлаждения двигателя без радиатора, как описано в следующем разделе.

Рисунок 9.3 Выносной радиатор, изолированный от системы охлаждения двигателя с помощью теплообменника	Рисунок 9.4 Типовая установка теплообменника

Охлаждение с помощью теплообменника
Теплообменник может использоваться там, где имеется возможность непрерывной подачи чистой, холодной проточной воды. В зонах, где чрезмерное содержание в воздухе посторонних материалов может приводить к постоянной закупорке радиатора, например, в местах где в воздухе имеются древесные опилки, логично использовать охлаждение с помощью теплообменника. Теплообменник охлаждает двигатель путем передачи тепла хладагента двигателя через элементы теплообменника холодной проточной воде. Хладагент двигателя и охлаждающая вода протекают в раздельных, изолированных друг от друга системах, каждый с помощью своего насоса и никогда не перемешиваются.

Теплообменник полностью заменяет радиатор с вентилятором. См. рисунок 9.5. Обычно он поставляется как часть генераторного агрегата и устанавливается на двигателе, хотя может устанавливаться и дистанционно. Поскольку в этом случае двигатель не используется для привода вентилятора, не происходит дополнительного расхода мощности.

Для контура проточной воды теплообменника требуется соответствующая экономичная подача холодной воды. Для необходимого поддержания рабочих условий теплообменника нужна мягкая вода. Для режима резервирования предпочтительно использовать воду из скважины, озера или водонапорной башни в отличие от воды из водопровода городской сети, поскольку последний может работать с перебоями при перерывах в электроснабжении, делая невозможным использование генератора.

Рисунок 9.5 Система охлаждения с теплообменником

Защита от замерзания

Если двигатель подвергается воздействию низких температур, то охлаждающая вода должна быть защищена от замерзания. В случае охлаждения с помощью радиатора в воду можно добавить антифриз. Для дизельных двигателей рекомендуется использовать антифриз на основе этиленгликоля. Он содержит замедлитель (ингибитор) коррозии, который можно впоследствии добавлять.
С этиленгликолем должен использоваться только бесцветный ингибитор.

Содержание этиленгликоля, в первую очередь, зависит от степени защиты от замерзания и температуры окружающей среды. Концентрация этиленгликоля должна быть не менее 30% для достижения защиты от коррозии и не более 67% для поддержания соответствующей теплопередачи.
Для охлаждения с помощью теплообменника антифриз выполняет только половину работы, поскольку он может использоваться только в контуре воды. Необходимо обеспечить, чтобы источник воды тоже не замерзал.

Мощные и надежные дизельные двигатели

Мощные и надежные дизельные двигатели

Новые двигатели от Perkins и Deutz призваны покорить производителей дизельных электростанций своими техническими данными, надежной работой, низким расходом топлива и долгим сроком службы. Кроме того, двигатели Deutz оснащены системами для фильтрации отработавших газов, что позволяет им полностью соответствовать стандартам Tier 4/Stage IV.

Новая линейка дизельных двигателей Perkins

Perkins представил новую серию дизельных двигателей 1600 SeriesElectropaK, разработанных именно для автономных источников питания.

Линейка 1600 SeriesElectropaK представляет собой шестицилиндровые дизельные двигатели объемом 9,3 литра. При частоте вращения 1800 об/мин постоянная мощность составляет до 250 кВт, резервная мощность – до 275 кВт. Изначально двигатели были рассчитаны на американский рынок дизель генераторов, но в процессе разработки серия была дополнена моделями с частотой вращения 1500 об/мин и выходным напряжением 50 Гц, рассчитанными на другие рынки. Из технических характеристик также можно отметить электронное управление, турбонаддув и воздушное охлаждение.

Главные преимущества новых двигателей: надежность и долгий срок службы. Но производители автономных электростанций, прежде всего, должны оценить сочетание мощности с принятием нагрузки, на практике означающее, что двигатели Perkins при своих небольших размерах могут выдавать рабочие параметры, сравнимые с более крупными двигателями.

Дизельный двигатель рассчитан на работу при любой температуре окружающей среды. Линейка 1600 SeriesElectropaK отличается низким уровнем расхода топлива, что, в свою очередь, снижает эксплуатационные затраты.

Новинка разработана для электростанций, используемых в качестве основных или резервных источников питания.

Семейство двигателей Deutz

Deutz в рамках международной выставки BAUMA China, прошедшей в Китае в конце ноября, порадовал посетителей мероприятия очередными новинками дизельных двигателей.

В нижнем диапазоне мощности Deutz представил четырехцилиндровые дизельные двигатели TCD 2011 L4 с воздушным охлаждением, мощностью от 23 до 74,9 кВт. Особенность этих двигателей: компактная конструкция и эффективная система впрыска и сгорания топлива.

Для строительного оборудования Deutz продемонстрировал двигатели TCD 2012 L6 с выходной мощностью 66-155 кВт. Для шестицилиндровых двигателей с жидкостным охлаждением характерна эффективная работа и большие интервалы между техническим обслуживанием.

Самым мощным двигателем, представленным на шоу, была модель TCD 2015 V8 с выходной мощностью от 240 до 500 кВт. Еще после публикации квартального финансового отчета компания заявила о намерении представить экологичный двигатель с низким уровнем вредных выхлопов. Для презентации новинки площадка международной выставки BAUMA China подходила как нельзя лучше. Именно здесь впервые был представлен дизельный двигатель TCD 3.6 L4, соответствующий нормам Tier 4. Компактный четырехцилиндровый двигатель с жидкостным охлаждением имеет диапазон выходной мощности 55,4 – 97 кВт. Существенное сокращение размеров двигателя предоставляет клиентам дополнительное пространство для установки систем обработки выхлопных газов. Для соответствия экологическим нормам Tier 4/Stage IV двигатель оснащен окислительным каталитическим конвертером DVERT и избирательной каталитической нейтрализацией SCR. В связи с растущей потребностью в дизельных двигателях, соответствующих нормам вредных выбросов, Deutz надеется занять свою нишу на рынке.

Компания Рентэнерго отслеживает все инновации в области дизельного двигателестроения и последовательно применяет их в своей работе.

Чем охлаждается дизельный двигатель

Общее устройство. Система охлаждения предназначена для принудительного отвода теплоты от наиболее нагретых деталей (гильзы, блока, головок цилиндров) и поддержания необходимого температурного режима дизеля.

В дизелях СМД-31 и СМД-23/24 применена жидкостная принудительная система охлаждения. В качестве охлаждающей жидкости используют воду или антифриз.

В системе охлаждения дизеля СМД-24 (с пусковым двигателем) частично применяется естественная (термосифонная) циркуляция охлаждающей жидкости из-за различной плотности горячей и холодной жидкости. Такая циркуляция жидкости происходит в нижней части рубашки блок-картера и водяной рубашке пускового двигателя (при работе его в режиме холостого хода).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

На рисунке 56 приведена схема системы охлаждения дизеля СМД-31. Основные сборочные единицы системы – водяной насос с вентилятором, радиатор и термостаты. Вода из нижнего бачка радиатора засасывается водяным насосом и по водоподводящим каналам блок-картера подается в водяную рубашку блока цилиндров и головок цилиндров. По каналу вода из водяной рубашки блока цилиндров подводится к водомасляному теплообменнику, а по каналу отводится в водяную рубашку передней головки цилиндров. Из головок цилиндров по трубам, соединенным между собой шлангом, вода поступает в верхний бачок радиатора. Пройдя по трубкам сердцевины радиатора, вода охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Температура воды в системе охлаждения при полной нагрузке дизеля и температуре окружающего воздуха не более 40 °С должна быть 85…100 °С. Допускается кратковременное (не более 3 мин) повышение температуры воды до 105 °С. На водяной трубе передней головки цилиндров предусмотрены две бонки с резьбовыми отверстиями под установку датчика температуры и сигнализатора аварийной температуры воды.

Для регулирования давления в системе в пробке заливной горловины 8 радиатора установлен паровоздушный клапан. Паровой клапан служит для отвода из радиатора образующихся паров воды, а воздушный – для сообщения системы с окружающей средой.

Из системы охлаждения вода сливается через краник, установленный на корпусе водомасляного теплообменника, а из водяного радиатора – через краник на нижнем бачке радиатора.

Конструкция системы охлаждения дизелей СМД-23/24 аналогична системе дизеля СМД-31, только в ней отсутствуют водомасляный теплообменник и водяной канал, а на дизеле СМД-24 еще подключена система охлаждения пускового двигателя (забор воды из нижней части рубашки блок-картера и отвод из головки пускового двигателя в водяную трубу).

Для принудительной циркуляции воды в системе охлаждения дизелей СМД-31 и СМД-23/24 служит водяной насос 72.13002.00-02, смонтированный на переднем торце блока цилиндров. Поток воздуха на радиатор нагнетается вентилятором, объединенным в один агрегат с водяным насосом. В чугунном корпусе (рис. 57) на двух шариковых подшипниках вращается валик насоса. На передний конец валика насажена ступица, которая зафиксирована от проворачивания на валу сегментной шпонкой. К ступице болтами прикреплены шкив и шестилопастный вентилятор. На дизеле СМД-31 установлен вентилятор 72.13010.01, а на СМД-23/24 – вентилятор 60-13010.11 (различие – размеры и углы наклона лопастей).

Для смазывания подшипников водяного насоса из масляного канала блок-картера по трубке 6 подается моторное масло. Резиновые манжеты предохраняют от просачивания смазки наружу.

На заднем конце валика установлена крыльчатка, уплотнение которой с корпусом обеспечивается сальником, унифицированным с сальником водяного насоса двигателей ВАЗ. Для контроля за работой сальника в корпусе насоса выполнено дренажное отверстие. Появление воды из отверстия свидетельствует об износе сальника.

Привод вентилятора и водяного насоса осуществляется двумя ремнями. Натяжение ремней регулируют натяжным роликом (рис. 58), который вращается на двух шариковых подшипниках, запрессованных на оси ролика. Между подшипниками расположено распорное кольцо. Ролик устанавливают на неподвижную ось и фиксируют стопорным кольцом. Подшипники закрыты крышками, которые прикреплены к ролику винтами. Подшипники ролика постоянно смазываются. Ролик может свободно перемещаться вдоль оси, что позволяет ему самоустанавливаться при натяжении ремней.

Для сокращения времени прогрева дизеля и поддержания оптимального температурного режима независимо от нагрузки и температуры окружающего воздуха на дизеле установлены два термостата марки ТС-107. Они размещены в общем корпусе, полость которого сообщается с водяной трубой, верхним бачком радиатора и водяным насосом.

Термостат представляет собой неразъемную конструкцию, состоящую из латунного корпуса, стойки и держателя, скрепленных между собой четырьмя усиками, которые выполнены на стойке, пропущены через пазы в корпусе и держателе, отогнуты и припаяны к держателю.

В корпусе термостата размещены два клапана (основной и перепускной) и баллон, внутри которого находятся поршень и резиновая вставка. Пространство между резиновой вставкой и баллоном заполнено специальным наполнителем, представляющим смесь церезина с алюминиевым порошком. Пружина установлена враспор и плотно прижимает основной клапан к корпусу.

После пуска дизеля, пока вода не прогреется до температуры 80 °С, основные клапаны термостатов закрыты. Вода, поступающая в корпус термостатов из водоотводящих труб головок цилиндров, минуя радиатор, по трубе направляется в насос и снова попадает в блок-картер. При температуре воды свыше 80 °С наполнитель, нагреваясь, расширяется в объеме и давит на резиновую вставку, которая, в свою очередь, сжимаясь, стремится вытолкнуть поршень. При усилии на поршень, превышающем сопротивление пружины, основной клапан перемещается вниз относительно поршня, образуя кольцевой зазор между клапаном и корпусом, и вода начинает частично циркулировать через радиатор. Когда температура воды достигает 90 °С, клапан открывается полностью и весь поток воды проходит через радиатор.

Одновременно при перемещении основного клапана перемещается вниз перепускной клапан, перекрывая канал для прохода воды к водяному насосу.

Техническое обслуживание системы охлаждения заключается в ежесменной проверке и доливке охлаждающей жидкости в радиатор, проверке и при необходимости регулировке натяжения ремней привода вентилятора через каждые 60 моточасов.

Натяжение ремней проверяют с помощью устройства КИ-8920 ГОСНИТИ в таком порядке:
– приведите устройство в исходное положение, установив кнопкой указатель нагрузки на нуль и раздвинув подвижные сегменты так, чтобы их нижние торцы находились на одной линии;
– установите устройство сегментами на проверяемый ремень в середине пролета между шкивами и нажмите на корпус-ручку, следя за показанием указателя нагрузки. При нагружении ремня сегменты проворачиваются относительно своей оси на угол, пропорциональный стреле прогиба. Как только нагрузка на ремень достигнет 40 Н (4 кгс), снимите устройство и определите прогиб ремня по шкале, нанесенной на сегментах. Если прогиб ремня не соответствует требуемому значению, отрегулируйте его натяжение.

В случае отсутствия устройства прогиб можно определить нажатием на ремень пружинным динамометром или грузом. При этом усилие должно быть приложено в середине прогиба между шкивами и также составлять 40 Н.

Помните, что при недостаточном натяжении ремни пробуксовывают и быстро изнашиваются, а дизель перегревается. Чрезмерное натяжение приводит к их вытягиванию, а также вызывает ускоренный износ подшипников водяного насоса.

Регулировать натяжение ремней привода вентилятора следует в таком порядке: – ослабьте затяжку гайки, фиксирующей положение кронштейна, и передвиньте кронштейн с натяжным роликом, отворачивая или заворачивая гайки на тяге до получения требуемого натяжения ремней; – затяните гайку. Проверьте натяжение ремней. Прогиб ремней на ветви шкив вентилятора – натяжной ролик должен быть 5…10 мм.

Проверку натяжения ремней привода вентилятора и насоса, их регулировку и замену в случае чрезмерной вытяжки или обрыва одного из них проводят одновременно. При установке новых ремней разница между их длинами должна быть не более 4 мм.

Для системы охлаждения необходимо использовать только чистую воду (кипяченую, дождевую или снеговую), из которой выделяется наименьшее количество накипи. Оседая в рубашке блока цилиндров дизеля, на стенках гильз головки цилиндров и трубках радиатора, она ухудшает работу и техническое состояние системы. Поэтому нельзя часто менять воду в системе охлаждения, а также необходимо своевременно определять и ликвидировать утечку воды. Сливать воду из системы следует в чистую емкость для повторного ее использования.

Система охлаждения должна быть заполнена полностью, для чего воду заливают до ее появления в горловине радиатора. Затем пускают дизель и дают ему поработать 3…5 мин. Это необходимо для удаления воздушных пузырей из труднодоступных полостей системы. После остановки дизеля при необходимости доливают воду в систему.

Работа дизеля с не полностью заполненной системой не допускается, так как это может привести к перегреву и, как следствие, к заклиниванию поршней.

Антифризы следует применять в холодное время года (при температуре 5 °С и ниже).

Объем заливаемого антифриза должен быть меньше заправочной емкости системы охлаждения, так как он имеет больший, чем вода, коэффициент объемного расширения.

8 случае испарения воды из антифриза (уменьшение уровня в радиаторе) в систему доливают чистую пресную воду, периодически проверяя плотность раствора, которая должна быть не ниже 1,055 г/см3.

Рекомендуемые марки антифризов – Тосол-А40 и Тосол-А65, температура замерзания которых соответственно -40 и -65 °С.

Если в систему зимой залита вода, то при кратковременных остановках нельзя допускать снижения ее температуры ниже 40 °С, а при длительных остановках нужно обязательно ее сливать. При этом необходимо следить за тем, чтобы вся вода была слита и не замерзла в сливных краниках радиатора и блок-картере, для чего следует прочистить их проволокой. После слива воды краники оставляют открытыми, а для полного удаления воды проворачивают на несколько оборотов коленчатый вал дизеля.

При нагреве охлаждающей жидкости свыше 100 °С нельзя сразу открывать пробку радиатора, так как это может привести к резкому снижению давления в системе, закипанию охлаждающей жидкости и выбросу ее из радиатора, что очень опасно для обслуживающего персонала. Сначала охлаждают дизель, переведя его на холостой ход, и только затем открывают пробку.

Если система охлаждения находится в исправном состоянии, то обеспечивается оптимальный тепловой режим, а следовательно, и нормальная работа дизеля.

При эксплуатации комбайна в системе охлаждения возникают неисправности, влекущие за собой ухудшение отвода теплоты в окружающую среду. К ним относятся: образование накипи в системе, нарушение герметичности системы по соединениям (утечка охлаждающей жидкости), износ уплотнений или поломка деталей водяного насоса и вентилятора, выход из строя указателя температуры охлаждающей жидкости и термостата. Большинство неисправностей предупреждают своевременным проведением операций ТО и применением рекомендуемых охлаждающих жидкостей.

Наиболее сложный агрегат системы охлаждения – водяной насос. Восстановление его работоспособности требует определенной квалификации и навыков.

Ниже приведена технология замены уплотнения водяного насоса 72-13002.00-02 в следующем порядке:
– отверните гайки и снимите крышку водяного насоса;
– отверните болт крепления крыльчатки;
– спрессуйте съемником крыльчатку с валиком проверьте состояние торца опорной втулки крыльчатки. В случае наличия рисок или неравномерного износа прошлифуйте торец втулки. Допускается уменьшение выступающей части втулки по высоте на 0,5 мм;
– отогните три усика на корпусе сальника и извлеките из латунного корпуса уплотнительную шайбу и манжету сальника с пружиной;
– установите в латунный корпус новую манжету сальника с пружинои и уплотнительную шайбу. Фиксирующие усики можно не загибать;
– установите крыльчатку на валик и затяните болт [момент затяжки 14…15 Н-м(1,4…1,5 кгс-м)].

В случае повреждения латунного корпуса сальника уплотнения его необходимо заменить. Для этого проведите все вышеуказанные операции по разборке водяного насоса и дополнительно извлеките из корпуса насоса латунный корпус сальника уплотнения. Новый сальник в сборе запрессуйте в корпус.

Виды и типы систем охлаждения в современных двигателях внутреннего сгорания — ДВС

Типы систем охлаждения

В современных двигателях насчитывают два механизма и три (либо четыре) системы:

• механизм распределения потоков топливовоздушной смеси и отработавших газов — называется ГРМ;
• кривошипно-шатунный (КШМ) — это механизм «координации» движения поршней в цилиндрах с работой систем питания и, если это предусмотрено конструкцией — системы зажигания;
• система питания;
• система смазки;
• система зажигания — только для бензиновых (инжектор и/или карбюратор) и газовых ДВС, в дизельных эта система не нужна;
• система теплоотвода, то есть — охлаждения.

В современном автомобилестроении нашли применение две системы — жидкостная и воздушная. Еще называют третью — комбинированную, но это, как говорится, «по науке» — в теоретической механике и теории автомобиля.

В момент возгорания рабочей смеси температура в цилиндрах может достигать выше 2000° (двух тысяч градусов) Цельсия, а система охлаждения призвана поддерживать расчетный температурный баланс, который колеблется от 90 до 120 градусов. С точки зрения теоретической механики, применяемые в современных ДВС жидкостные системы, на самом деле, являются гибридными или комбинированными. Однако на практике, да и сами сервисмены, называют ее жидкостной, а чаще — водяной, хотя вместо воды уже давно используют антифризы.

Жидкостные системы охлаждения — специфика

Почему вода? Почему водяная система охлаждения двигателя? Ответ очевиден, в автомобильных моторах как раз она и была. Еще и сегодня ездят по нашим дорогам автомобили старых конструкций, в которых даже не был предусмотрен расширительный бачок. За ненадобностью. А рабочая температура колебалась в районе 70-90 градусов. В современных же ДВС применяется так называемая герметичная система, и повышенное давление (до 1,4 атмосферы) позволяет современным антифризам не кипеть при температурах до 120 градусов и — конечно же — не замерзать до минус 70-80 градусов по Цельсию.

Основные составляющие жидкостной системы охлаждения

Системы эти бывают одноконтурными, двух- и многоконтурными. Устройство системы охлаждения двигателя — не сложно, в ее «стандартный перечень» входят:

• рубашка охлаждения самого блока цилиндров;
• рубашка охлаждения головки (или головок) блока цилиндров, обе имеют так называемые рёбра охлаждения, они – наружные, именно поэтому теория автомобиля и называет данную систему комбинированной;
• один или несколько радиаторов охлаждения;
• один или несколько вентиляторов принудительного охлаждения радиаторов (или радиатора, если он один);
• жидкостный насос, который механики между собой называют водяным насосом или помпой; конструктивно является насосом центробежного типа, приводы — шестеренчатый, ременной или электрический;
• термостат (в двухконтурных системах старого типа моторов без применения электроники);
• расширительный бачок с крышкой не герметичной, а тарированной под определенное давление;
• соединительные патрубки системы охлаждения двигателя;
• теплообменник отопителя салона (или теплообменники отопителей частей салона в многозонных системах климат-контроля);
• датчик (или датчики) температуры ОЖ;
• электронный блок управления охлаждением, а также вентиляцией и отоплением салона.

Система охлаждения дизельного двигателя принципиально не отличается от системы бензинового. Различия — в конструкциях, объемах, мощностях и некоторых других параметрах, но не в типе применяемого топлива.

Охлаждение масла

Система смазки в современных автомобильных моторах, помимо своей главной задачи — смазки трущихся деталей, — выполняет еще одну – теплоотводную: моторное масло отбирает часть тепла от работающих сопряженных частей мотора. Во многих современных двигателях даже предусмотрен собственный маслоохладитель, который в иных технологических картах и наставлениях так и называется — масляный радиатор.

Применяется ли сегодня воздушное охлаждение?

Да, применяется, и вполне успешно. В современном моторостроении различают два их типа: естественное (обдувом набегающего воздуха) и принудительное (при помощи вентиляторов).

Естественное охлаждение чаще применяется в моторной авиации. Принудительное — например, в таких конструкциях, как водные и колесные скутеры (мотороллеры), в мотоблоках и других сельхоз- и коммунальных агрегатах и механизмах.

В автомобилестроении можно вспомнить некоторые модели Volkswagen Group — Porsche, Beetle, он же – Kafer, а также итальянский Fiat-500, французский Citroën 2CV, чешскую легковушку Tatra-613 или родной и до боли знакомый всенародный автомобиль СССР — Запорожец.

История моторостроения может вспомнить и тракторные двигатели с воздушным охлаждением, а также грузовые автомобили с многоцилиндровыми дизельными моторами. Та же, например, чешская 12-тонная Tatra выпускалась вплоть до 2010 годов и до сих пор «в строю». К слову, кабина водителя этого самосвала нагревается специальным электрическим отопителем, а салон Запорожца — автономным… бензиновым.

Испарительные системы охлаждения

В современном автомобилестроении широкого применения не нашла. Механика ее работы сводится к тому, что вода доводится до температуры значительно выше точки кипения, и температура падает в результате ее испарения. Применялась в экспериментальных моделях авиастроения в самом начале XX века, а сегодня подобную конструкцию можно встретить на дизелях мощностью до 20 л.с. — на минитракторах, в мобильных мотоблоках и тп.

Неисправности системы охлаждения двигателя

Наиболее слабым звеном большинства систем являются радиаторы. Как правило, они устанавливаются в передних частях авто, даже если двигатель установлен в базе или за задней осью. Делается это для того, чтобы охлаждающая жидкость отдавала тепло набегающему потоку воздуха.

Соты радиаторов забиваются мелкой пылью, насекомыми и другими дорожными загрязнениями, в результате теплопроводность радиатора падает, и температурный режим двигателя нарушается. Кроме того, радиаторы подвержены механическим повреждениям на высоких скоростях, именно поэтому, например, отличительным признаком мощной и высокоскоростной машины является мелкоячеистая сетка в широких и огромных воздухозаборниках.

Наиболее затратной неисправностью автомеханики называют поломку водяного (жидкостного) насоса. Стоит водителю прозевать стрелочный указатель в красной зоне температурного указателя или загоревшийся красным светом индикатор на панели приборов, и последствия могут оказаться весьма печальными. Вплоть до капитального ремонта двигателя.

В моторах старых конструкций особенной головной болью автовладельцев была потеря работоспособности термостата.

Также периодически выходят из строя:

• датчики и указатели;
• может прохудиться патрубок или ослабнуть хомут на соединениях патрубков;
• не включаются вовремя вентиляторы охлаждения;
• иногда выходит из строя клапан давления в пробке расширительного бачка.

Эти и многие другие неисправности приводят к утере антифриза, перегреву блока и его головки (головок) и, в конце концов, к выходу мотора из строя. Любое подозрение на неисправность в системе охлаждения должно быть водителем немедленно установлено и устранено.

Симптомы перегрева или недостаточного нагрева двигателя

При критическом перегреве происходит:

• периодический уход стрелки указателя температуры на приборной панели к красному сектору (либо появление красного индикатора в тех автомобилях, где указатель не предусмотрен);
• потеря мощности двигателя казалось бы «в безобидных ситуациях»;
• неадекватно высокий жар в районе моторного отсека.

При недостаточном нагреве:

• стрелка «не отрывается» от нижнего сектора указателя температуры на приборной панели;
• не тухнет желтый (или, в некоторых конструкциях, – белый) индикатор указателя температуры;
• в результате двигатель «тупит», не развивает должной мощности – и особенно тогда, «когда это нужно» — на подъеме, при обгоне, при экстренном маневрировании и/или разгоне.

Эти, а также многие иные, весьма специфические и малопонятные водителю, «неадекватности» в поведении двигателя, его агрегатов и автомобиля в целом.

Диагностика негерметичности охлаждающей системы

Одной из главных причин неисправности системы является падение уровня антифриза в расширительном бачке. Помимо банальных потёков в негерметичных соединениях, может выйти из строя и пробка на бачке с тарированным клапаном контроля давления. Охлаждающая жидкость, а точнее вода из раствора этиленгликоля (пропиленгликоля) банально испаряется, и уровень ОЖ – падает, мотор перегревается.

Контроль уровня охлаждающей жидкости

Контролировать этот уровень следует постоянно. К слову, в процессе эксплуатации (в течение рабочего дня) он в бачке может (и должен) меняться. Это — нормально. Ненормально — когда этот уровень опускается ниже нижней отметки, что означает потерю жидкости, либо – выше, что может означать, например, прорыв картерных газов в систему охлаждения. И это — уже крайне тревожный звонок.

В условиях профильной СТО контроль уровня и давления в системе осуществляется при помощи специального оборудования и инструмента. Рядовой автовладелец имеет в своем арсенале только один прием — систематический визуальный контроль уровня в верхнем бачке радиатора (на автомобилях старых конструкций, без расширительного бачка) либо — в расширительном бачке по специальным рискам – max и min.