Охлаждение двигателя очень актуальная тема, так как во время его работы происходит сгорание топлива при температуре от 2000°C до 2500°C. Процесс нагревания распространяется на всю конструкцию силового агрегата. Высокие температуры могут быть очень опасными для системы двигателя, так как детали расширяются, а зазоры между ними существенно уменьшаются, тем самым увеличивается износ самих деталей. Слишком высокие температуры нагревания могут привести к заклиниванию отдельных деталей. А нагрев камеры сгорания может привести к детонации топливно-воздушной смеси и спровоцировать нестабильную работу двигателя. Все эти факторы риска вызывают необходимость проводить охлаждение двигателя во время работы.

 

Охлаждение двигателя

 

С другой стороны, чрезмерное охлаждение двигателя тоже может стать причиной нестабильной работы двигателя. Он может работать не на полную мощность и с большим расходом топлива. При контакте с холодными стенками камеры сгорания, топливно-воздушные смеси вырабатывают топливный конденсат, который провоцирует плохое сгорание топлива и частичного его стекания в картер двигателя.

Из этого следует, что охлаждение двигателя следует проводить осторожно, поддерживая температуру на среднем уровне. На практике, температура мотора в оптимальном режиме работы достигает 85-90°C. Поддержание такой оптимальной температуры берет на себя система охлаждения двигателя.

Система охлаждения современного двигателя может выполнять и еще несколько функций:

  • Нагрев холодного двигателя при пуске;
  • Охлаждение масла в системе смазки;
  • Нагрев воздуха в системе отопления;
  • Охлаждение трансмиссионного масла в АКПП;
  • При наличии системы рециркуляции отработанных газов — охлаждение выхлопных газов;
  • При наличии турбонаддува — охлаждение воздуха перед подачей в турбокомпрессор.

Несомненно, если б не охлаждение двигателя, то нормальная работа на автомобиле была бы невозможна.

 

Типы и виды систем охлаждения двигателя.

  • Воздушная;
  • Жидкостная;
  • Гибридная.

Охлаждение двигателя при воздушной системе происходит воздушным потоком, который обдувает ребристые головки цилиндров. Жидкостная система работает за счет потока воды, который отводит тепло от двигателя и охлаждается в расширительном бачке. Охлаждение двигателя при гибридной системе происходит за счет сочетания обоих предыдущих систем охлаждения – двигатель охлаждается жидкостью (например, водой или специальными жидкостями), а нагретая жидкость охлаждается в радиаторе потоками воздуха.

Жидкостная система охлаждения двигателя в классическом понимании, не имеет радиатора, а жидкость охлаждается в расширительном бачке. Такая система появилась еще на заре автомобилестроения, но так как не смогла эффективно производить охлаждение двигателя, быстро утратила популярность и вышла из употребления. На данный момент, большинство автомобилей работают на гибридной системе охлаждения. А в обиходе ее не перестали называть жидкостной.

 

Охлаждение двигателя

 

Гибридные системы охлаждения можно классифицировать еще по нескольким признакам.

По количеству контуров охлаждения:

  • Одноконтурные — вода циркулирует по единой для блока и головки блока цилиндров водяной рубашке;
  • Двухконтурные — вода циркулирует по разобщенным водяным рубашкам блока цилиндров и головки блока цилиндров.

По направлению потока теплоносителя в водяной рубашке:

  • С продольным направлением — вода поступает в районе первого цилиндра, а выходит у последнего;
  • С поперечным направлением — вода подается в районе выпускного коллектора, а выводится в районе впускного.

 

Устройство и принцип работы воздушной и жидкостной систем охлаждения.

Воздушная система охлаждения двигателя очень проста в устройстве. Ребристые головки цилиндров, а сами ребра расположены вдоль направления воздушного потока, которым они обдуваются. За счет ребер повышается площадь нагретой системы, которая обдувается воздухом, поэтому и отдача тепла происходит намного лучше. Ребра могут располагаться как вдоль оси цилиндра, так и поперек цилиндра.

Система воздушного охлаждения не только проста в устройстве, но и надежна. Вся система представляет собой обычный ребристый цилиндр, а за счет грамотного расположения и происходит качественное охлаждение двигателя. Рядом с простотой система имеет и ряд недостатков. Например, низкая эффективность – потоки воздуха недостаточно теплоемкие, поэтому нет возможности применять эту систему на очень мощных двигателях. Поэтому принято использовать воздушную систему на двигателях малой кубатуры – на мотоциклах и малолитражных автомобилях. Наиболее яркими представителями автопрома с воздушной системой охлаждения являются знаменитый Фольксваген «Жук» и не менее знаменитый «Запорожец».

Охлаждение двигателя за счет жидкостной системы устроено намного сложнее. В качестве теплоносителя используется вода, а ее необходимо еще подать к нагретым деталям двигателя. Именно при помощи так называемой «водяной рубашки» и решается эта задача. «Водяная рубашка» - это система полостей для воды в блоке цилиндров и головки блока цилиндров. Вода проходит сквозь двигатель по самых горячих его частях, отбирает тепло и отдает его в атмосферу.

Жидкостное охлаждение двигателя тоже имеет недостатки. Система не имеет принудительного охлаждения жидкости, то есть она теряет тепло только в расширительном бачке, что тоже не дает ее использовать в моторах большой мощности. Поэтому именно гибридная система вытеснила чисто жидкостную и воздушную системы.