Принцип работы системы охлаждения двигателя

Системы охлаждения трансформаторов

Конструктивное исполнения силового трансформатора в значительной степени определяется методом охлаждения, который обуславливается по большей части его номинальной мощностью. Наибольшее распространение в трансформаторах получили следующие системы охлаждения: естественная масляная и сухая воздушная.

Трансформаторы с воздушной системой охлаждения (сухие)

Активные части сухих трансформаторов охлаждаются с помощью окружающего воздуха. Воздух отводит тепло от деталей трансформатора при помощи конвекции, при этом определенная часть тепла отводится посредством теплового излучения. Такие устройства предназначены для установки внутри производственных помещений, зданий и др., в которых основным требованием является обеспечение высокой степени пожарной безопасности.

С точки зрения обслуживания они считаются более простыми и удобными в сравнении с масляными, поскольку в них отсутствует необходимость периодической очистки и слива трансформаторного масла. Но воздух характеризуется меньшей теплопроводностью в сравнении с маслом, поэтому обмотки магнитопровода и проводов выполняют с большим поперечным сечением. Как результат, вес активных деталей сухих трансформаторов оказывается больше масляных.

Трансформаторы с масляной системой охлаждения

В трансформаторах с масляной (естественной) системой охлаждения магнитопровод, обмотки, служащие источником выделяющегося тепла, размещают в специальном баке, наполненным хорошо отчищенным маслом. Тепло предается маслу, которое под воздействие температуры становиться менее плотным, в сравнении холодным у стенок бака. Таким образом, осуществляется циркуляция трансформаторного масла в баке. Около нагретых элементов оно перемещается вверх, тем самым охлаждаясь, у стенок бака, и перемещаясь вниз.

Масло характеризуется более высокой теплопроводностью в сравнении с воздухом, а поэтому замечательно отводит тепло от нагретых обмоток силовых трансформаторов к стенкам бака, с большей площадью поверхностного охлаждения. Опускание активных деталей трансформатора в бак гарантирует увеличенную электрическую прочность изоляции, что уменьшает увлажнение и потерю основных изоляционных свойств.

При увеличении номинальной мощности силовых трансформаторов, проблемы с эффективным отводом тепла возникают в большей степени. Это обуславливается пропорциональным увеличением потерь. С целью предотвращения повышения температуры выше установленного уровня специально увеличивают поверхность охлаждения, создавая на боковых гранях бака радиаторы, охладители или формируя каналы в магнитопроводе.

В трансформаторах большой мощности применяются системы охлаждения с дутьем и циркуляцией масла. В таких аппаратах радиаторы обдуваются вентиляторами, оборудованными индивидуальными приводными механизмами. Дополнительное увеличение степени охлаждения достигается использованием принудительной циркуляцией масла, которая реализуется посредством использования специальных насосов с отдельным электроприводным механизмом. Еще большая степень интенсификация теплоотвода получается при обустройстве масляно-водяных систем с принудительной либо естественной циркуляцией масла. Такие системы требуют наличия проточной воды, а поэтому устанавливаются на ГЭС и ГАЭС» href=»https://pue8.ru/elektricheskie-seti/185-vyrabotka-elektroenergii-na-ges-i-gaes.html»>гидроэлектростанциях.

Основы эксплуатации и обслуживания системы

Контроль за состоянием системы охлаждения – это необходимое условие комфортного движения на транспортном средстве. Несмотря на то, что неисправности указанной системы не запрещают эксплуатации автомобиля, водитель должен понимать опасность перспективы выхода ее из строя. Перегрев двигателя, более чем возможный в теплое время года, и недостаточный обогрев салона автомобиля в зимнюю пору приводит к необходимости ремонта, порой весьма дорогостоящего.
Соблюдение элементарных правил эксплуатации системы охлаждения двигателя позволит избежать, вовремя предупредить или минимизировать воздействие неисправностей на нормальную работу автомобиля.

Постоянный контроль уровня охлаждающей жидкости

Расширительный бачок служит для визуального контроля за уровнем жидкости в системе охлаждения. Дело в том, что объем системы охлаждения постоянен, а вот объем жидкости изменяется в зависимости от условий эксплуатации. При понижении или повышении уровня охлаждающей жидкости (указанного на расширительном бачке) необходимо корректировать ее количество в системе.

Диагностика негерметичности системы

Постоянное понижение уровня охлаждающей жидкости чаще всего связано с ее протеканием. Многочисленные соединения патрубков с элементами системы охлаждения, коррозия основного радиатора или радиатора «печки» приводят к постоянному уменьшению уровня жидкости в расширительном бачке. Диагностирование проблемы связано с обнаружением темных пятен на узлах и агрегатах, расположенных в моторном отсеке, мокрым следам на проезжей части, а также по характерному сладковато-приторному запаха тосола. Более серьезный характер носит обнаружение следов тосола на масляном щупе, что приводит к дорогостоящему ремонту двигателя.

Симптомы перегрева или недостаточного нагрева двигателя

Перегрев может быть связан с несколькими причинами:

1. заклиниванием термостата в положении «закрыто»;
2. засорением каналов системы;
3. недостаточным уровнем жидкости в системе.

А вот недостаточный нагрев двигателя автомобиля свидетельствует исключительно о заклинивании термостата, который работает только в положении «открыто».

Подведем итог. Система охлаждения двигателя выполняет функции отвода излишнего тепла от силового агрегата, образовавшегося в процессе работы, и поддержания нормального (рабочего) режима его эксплуатации.

Мне нравится1Не нравится

Устройство и назначение радиатора системы охлаждения двигателя

Избыточное радиаторное тепло удаляется в окружающее пространство. Этому способствует его особая конструкция. Основными элементами изделия являются:

• верхний бачок;
• нижний бачок;
• сердцевина;
• элементы крепления.

Наиболее популярными материалами для изготовления радиаторов являются:

• медь;
• алюминий;
• медные сплавы;
• сплавы на основе алюминия.

Сердцевина изделия изготавливается в разном виде. Встречается трубчатый тип, бывает пластинчатый вариант, а также выпускается в сотовом виде. Чаще всего можно встретить трубчатую конструкцию. Внутри располагаются вертикальные трубки с сечением в виде овала либо круга. Они пропускаются сквозь ряды тонких пластин, установленных горизонтально. Они припаяны к обоим бачкам.

Важно знать! Присутствие пластинок способствует не только повышению жесткости конструкции, но и оказывает значительное позитивное влияние на теплоотдачу. Предпочтительными являются трубки овального сечения

У них увеличена поверхность охлаждения, а это способствует быстрому теплообмену. Также, если случается нежелательное перемерзание жидкости, то овал лишь деформируется, а круг способен разорваться, разгерметизировав систему

Предпочтительными являются трубки овального сечения. У них увеличена поверхность охлаждения, а это способствует быстрому теплообмену. Также, если случается нежелательное перемерзание жидкости, то овал лишь деформируется, а круг способен разорваться, разгерметизировав систему.

Реже встречаются пластинчатые варианты исполнения. В них ОЖ перемещается по объему, который сформирован двумя спаянными друг с другом фигурными пластинами. Нижняя торцевая часть и верхняя соединены с резервуарами. Охлаждающий воздух перемещается по внешней части пластин. Чтобы увеличить поверхность охлаждения, пластины изготовлены гофрированными. Таким образом удается скорей проводить остывание, чем у трубчатых аналогов.

Однако с пластинами больше встречаются недостатки. Они проявляются в быстром загрязнении, необходимости наличия большего числа спаянных участков, применении более тщательного ухода.

Сотовые конструкции сердцевин предполагают наличие горизонтальных круглых трубок для воздуха, которые снаружи омываются анитифризом. Для обеспечения комфортной спайки таких систем трубки развальцовываются на концах до шестиугольной формы. Такой формат обеспечивает большую, чем в аналогах охлаждающуюся поверхность.

Верхняя часть бочка, расположенного выше, оснащена припаянной горловиной. Снаружи она закрыта специальной пробкой с паровым клапаном. Также к бачку подходит небольшой патрубок, который нужно соединять с гибким шлангом. Через него подводится охлаждающая жидкость.

В нижнем бачке имеется отводящий патрубок с гибким шлангом. Для качественной фиксации использованы винтовые хомуты. Подобная конструкция позволяет иметь небольшое смещение блока относительно охладителя.

Как диагностировать утечки в системе охлаждения

Сначала проверьте уровень охлаждающей жидкости в резервуаре. Если уровень охлаждающей жидкости снижается, переходите к следующим этапам.
При осмотре оадиатора внимательно проверьте соединительные шланги. Проверка должна проводиться по всей длине

Важно вовремя обнаружить утечку, так как маленькое отверстие может быть заделано, но в случае серьезных повреждений замена всего шланга неизбежна.
Затем осмотрите крепежные зажимы. Зажимы должны быть сухими и герметичными, но не слишком тугими, так как шланг находится под давлением, что приводит к трещинам и последующему разрыву.

Если Вы подозреваете утечку охлаждающей жидкости в моторном отсеке, но не можете определить место и тип охлаждающей жидкости, выполните следующие действия.

• Запустите двигатель, когда станет холодно, и откройте капот;
• В холодное время все крепежные элементы ослаблены, пока не нагреются до рабочей температуры, поэтому обнаружение утечек при визуальном осмотре не должно быть затруднено;
• При обнаружении повреждений втулки или шланга необходимо срочно заменить деталь;
• Если утечка обнаружена, но нет возможности определить тип жидкости, киньте под машину листок белой бумаги и пусть там лежит 20 минут при работающем двигателе. За это время на него накапает необходимое количество жидкости, затем определите какая это автомобильная жидкость, на основании цвета, запаха или вязкости.

[Жидкостная система охлаждения]

Вспомним ещё раз немного про данную систему охлаждения.

В жидкостной системе охлаждения используются специальные охлаждающие жидкости — антифризы различных марок, имеющие температуру загустевания — 40 °С и ниже. Антифризы содержат антикоррозионные и антивспенивающие присадки, исключающие образование накипи

Они очень ядовиты и требуют осторожного обращения. По сравнению с водой антифризы имеют меньшую теплоемкость и поэтому отводят теплоту от стенок цилиндров двигателя менее интенсивно

Так, при охлаждении антифризом температура стенок цилиндров на 15…20°С выше, чем при охлаждении водой. Это ускоряет прогрев двигателя и уменьшает изнашивание цилиндров, но в летнее время может привести к перегреву двигателя.

Оптимальным температурным режимом двигателя при жидкостной системе охлаждения считается такой, при котором температура охлаждающей жидкости в двигателе составляет 80 …100 °С на всех режимах работы двигателя.

В двигателях автомобилей применяется закрытая (герметичная) жидкостная система охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Внутренняя полость закрытой системы охлаждения не имеет постоянной связи с окружающей средой, а связь осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении или вакууме), находящиеся в пробках радиатора или расширительного бачка системы. Охлаждающая жидкость в такой системе закипает при 110… 120 °С. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается жидкостным насосом.

Система охлаждения двигателя состоит из:

• рубашка охлаждения головки и блока цилиндров;
• радиатор;
• насос;
• термостат;
• вентилятор;
• расширительный бачок;
• соединительные трубопроводы и сливные краники.

Кроме того, в систему охлаждения входит отопитель салона кузова автомобиля.

Принцип работы системы охлаждения

Предлагаю сначала рассмотреть принципиальную схему системы охлаждения.

1 — отопитель; 2 — двигатель; 3 — термостат; 4 — насос; 5 — радиатор; 6 — пробка; 7 — вентилятор; 8 — расширительный бачок; А — малый круг циркуляции (термостат закрыт); А+Б — большой круг циркуляции (термостат открыт)

Циркуляция жидкости в системе охлаждения осуществляют по двум кругам:

1. Малый круг — жидкость циркулирует при пуске холодного двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев.

2.Большой круг — движение циркулирует при прогретом двигателе.

Если говорить проще, то малый круг это циркуляция охлаждающей жидкости БЕЗ радиатора, а большой круг — циркуляция охлаждающей жидкости ЧЕРЕЗ радиатор.

Устройство системы охлаждения различаются по своему устройству в зависимости от модели автомобиля, однако, принцип действия един.

Принцип работы данной системы можно увидеть на следующих видео:

Предлагаю разобрать устройство системы по последовательности работы. Итак, начало работы системы охлаждения происходит при запуске сердца данной системы — жидкостного насоса.

1. Жидкостной насос(water pump)

Жидкостный насос обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. На двигателях автомобилей применяют лопастные насосы центробежного типа.

Искать наш жидкостной насос или же водяную помпу следует на передней части двигателя(передняя часть эта та, которая ближе к радиатору и там где расположен ремень/цепь).

Жидкостной насос соединён ремнём с коленчатым валом и генератором. Поэтому, чтобы найти наш насос достаточно найти коленчатый вал и найти генератор. Про генератор мы поговорим позже, но пока лишь покажу, что нужно искать. Генератор выглядит как цилиндр, прикрепленный к корпусу двигателя:

1 — генератор; 2 — жидкостной насос; 3 — коленчатый вал

Итак, с расположением разобрались. Теперь давайте рассмотрим его устройство. Напомним, что устройство всей системы и её деталей различно, но принцип работы этой системы одинаков.

1 — Крышка насоса; 2 — Упорное уплотнительное кольцо сальника. 3 — Сальник; 4 — Подшипник валика насоса. 5 — Ступица шкива вентилятора; 6 — Стопорный винт. 7 — Валик насоса; 8 — Корпус насоса; 9 — Крыльчатка насоса. 10 — Приемный патрубок.

Работа насоса заключается в следующем: привод насоса осуществляется от коленчатого вала через ремень. Ремень крутит шкив насоса, вращая ступицу шкива насоса(5). Тот в свою очередь приводит во вращение вал насоса(7), на конце которого находится крыльчатка(9). Охлаждающая жидкость поступает в корпус насоса(8) через приёмный патрубок(10), а крыльчатка перемещает её в рубашку охлаждения(через окошко в корпусе, видно на рисунке, направление движение из насоса показано стрелкой).

Чем не рекомендуется промывать систему охлаждения

Есть народные средства, которые неэффективны и вредны по отношению к частям автомобиля. Среди них вода, используемая автовладельцами для очистки. В теплую погоду обычная вода способствует быстрому формированию накипи. Зимой результатом ее действия может стать оледенение, за которым следует выход из строя многих агрегатов. Допустимо применять фильтрованную и кипяченую воду, так как в них меньше солей и прочих частиц. Но этот способ считается нерезультативным. Рассмотрим другие составы, использовать которые не следует.

Coca cola

Газировка в виде Coca-Cola содержит ортофосфорную кислоту. Она хорошо разъедает налет и коррозийные образования. Вместе с ними она портит покрытие элементов машины. Кола в большом количестве содержит углекислый газ и сахар. Эти компоненты могут вызвать некоторые проблемы в двигателе. Если все же вы решите выполнить чистку этим напитком, предварительно из него надо выпустить углекислый газ. После процедуры систему надо тщательно промыть водой, чтобы убрать остатки сахара. Также следует помнить, что в системе «Кока-колу» можно держать максимум 10 минут.

Fairy

Это моющее средство отлично удаляет грязь и жир. Оно не предназначено для борьбы с моторным маслом. Его минус в том, что оно очень сильно пенится. При использовании необходимо наблюдать за состоянием расширительного бачка. После промывки системы охлаждения двигателя приходится долго обрабатывать двигатель водой, чтобы удалить остатки Fairy.

Calgon и его аналоги

Предназначение таких средств – очищение водопроводных труб от известковых отложений. Они не рекомендованы для применения в автомобилях.

Белизна

Содержит гипохлорит натрия. Это вещество вступает в реакцию с алюминием и разъедает его. Коррозия происходит очень быстро при высокой температуре. Поэтому в систему охлаждения «Белизну» заливать нельзя, так же, как и прочие средства с хлоркой.

Крот

В составе жидкости есть каустическая сода. Она не применима для очистки алюминиевых деталей. «Крот» можно использовать только для медных агрегатов.

Другие смеси

Есть народные средства для очистки, которые губительно действуют на детали автомобиля. Например, смесь из соды, лимонной кислоты и уксуса. Она разъедает детали из резины и пластмассы. Гораздо безопаснее и эффективнее воспользоваться специальным средством для очистки из ассортимента автохимии.

Авторемонт

Процесс сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя сопровождается высвобождением большого количества тепла, которое нагревает двигатель. Если не охлаждать двигатель во время работы, то через несколько минут его температура превысит критическую, и он разрушится. Чтобы этого не произошло, в автомобиле применяется система охлаждения двигателя.

Состав системы охлаждения двигателя:

• охлаждающая жидкость (тосол или антифриз);
• радиатор;
• вентилятор;
• термостат;
• водяной насос (помпа);
• соединительные патрубки;
• расширительный бачок;
• отопитель салона.

Водяной насос (помпа) начинает работать вместе с двигателем. Как только двигатель заработал, вращающиеся лопасти помпы заставляют охлаждающую жидкость циркулировать по малому кругу системы охлаждения (минуя радиатор). Это надо для того, чтобы двигатель как можно быстрее прогрелся и вышел на свою рабочую температуру.

Когда температура охлаждающей жидкости работающего двигателя достигла рабочего значения, открывается термостат и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу — через радиатор.

Охлаждающая жидкость (тосол, антифриз) подается в радиатор через верхний патрубок, проходит сверху вниз по его сотам, и через нижний патрубок (уже охлажденная жидкость) подается обратно в рубашку двигателя.

Когда температура охлаждающей жидкости поднимается к верхним значениям (100 °C и более), включается вентилятор, который усиливает поток воздуха через решетку радиатора и увеличивает эффективность охлаждения. На старых машинах вентилятор соединен жестко ремнем с валом помпы и вращается постоянно.

Чтобы жидкость в системе охлаждения не замерзала при низких температурах и не закипала при 100 °C, применяются специальные охлаждающие жидкости: тосол или антифриз. Эти жидкости содержат этиленгликоль или пропиленгликоль — химические соединения, не дающие воде замерзать. Кроме того, охлаждающие жидкости содержат ингибиторы ржавчины, коррозии и вспенивания, что предотвращает образование ржавчины на металлических поверхностях двигателя и радиатора, смазывает водяной насос и не дает жидкости вспениваться, циркулируя по системе.

ВНИМАНИЕ! Не используйте в качестве охлаждающей жидкости воду!!!!. Вода — довольно агрессивная среда, которая быстро разрушает все металлические детали системы охлаждения

При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме

Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку

При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме. Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку.

В салоне автомобиля находится еще один небольшой радиатор, спрятанный под торпедо, который принято называть отопителем салона автомобиля, или просто — печкой. В холодное время года водитель открывает заслонку печки, и нагретая охлаждающая жидкость начинает циркулировать через теплообменник, нагревая воздух в салоне автомобиля.

Система охлаждения довольно проста и при нормальной работе не требует какого-либо обслуживания. Если утечек охлаждающей жидкости нет, то можно спокойно ездить пару лет. Раз в два года рекомендуется полностью менять охлаждающую жидкость в системе охлаждения автомобиля. Также, надо следить за состоянием резиновых патрубков, поскольку резина со временем пересыхает и растрескивается. Очень будет неприятно, если в дороге вдруг произойдет разрыв патрубка — дальнейшее движение будет практически невозможно. Поэтому, имеет смысл через 5-6 лет проводить полную замену всех резиновых патрубков на новые.

В начало страницы

Конструкция радиатора охлаждения

При обслуживании системы охлаждения необходимо знать конструктивные особенности радиатора. Он состоит из следующих элементов:

• бачок снизу;
• нижний патрубок;
• кран слива ОЖ;
• основная часть, состоящая из трубок и сот, через которые проходит антифриз;
• бачок сверху;
• верхний патрубок;
• горловина для заливки ОЖ.

Антифриз попадает сверху, поле чего опускается по соединительным трубкам и сотам, обдувается воздухом и теряет температуру.

Для повышения эффективности процесса между трубками предусматриваются пластины (актуально для старых версий) или полоски-ленты из алюминия (для новых типов). Наиболее востребованным является ленточный вариант, обеспечивающий улучшенную отдачу тепла и повышенную прочность.

Какими средствами нежелательно промывать систему охлаждения ДВС.

КоКа-КоЛа

Многие знают, что кока-колой можно удалять накипь и чистить радиаторы. В интернете много видео по использованию кока-колы для чистки чайников и других предметов, в которых образуются отложения.

Для промывки радиаторов и всех каналов системы охлаждения двигателя возможно применение Coca-Cola. Кока-кола содержит ортофосфорную кислоту, благодаря которой отлично удаляются ржавчины, жирные налеты масла и присадок. Но есть одно но. Дело в том, что помимо кислоты ортофосфора, в кока-коле есть сахар и много углекислого газа.

Если вы выбрали метод промывки системы охлаждения кока-колой, то:

1. Надо выпустить из него углекислый газ.
2. Слить старую жидкость.
3. Залить колу.
4. Подождать не более 10 минут, так как она разъедает пластиковые и резиновые изделия и поверхности алюминиевых деталей.
5. Слить колу.
6. Промыть  несколько раз чистой водой, чтобы не осталось сахара в системе. Оставшиеся капельки с сахаром при заливке потом антифриза могут вступить в реакцию и свойства антифриза изменятся.

Fairy (Фэйри)

Некоторые может и используют данное химсредство для промывки хладильной системы ДВС, но не стоит. Он отлично удаляет жир, но не растворяет ржавчину и другие отложения. Зато с помощью фейри можно отлично промыть радиатор снаружи. За лето спереди на радиатор прилипают много мух и других насекомых.

Calgon (Калгон)

Такие средства как калгон и другие (Мистер мускул, Тирет), подобные им, используются для защиты от образования накипи. Удалить ржавчину и отложения он вряд ли сможет. Лучше добавлять его в стиральную машину, чтобы накипь не оседала на барабане.

Белизна

Мощное средство для удаления грязи, микробов, плесени с едким стойким запахом. В белизне есть гидрохлорид натрия, способный разъедать поверхности деталей из алюминия. При нагревании белизна быстро разъест алюминиевые трубки. Поэтому не стоит использовать и испытывать на своем опыте.

Крот

Чистящее средство Крот можно использовать только в медных основных радиаторов и радиаторов печки, потому что в его составе есть каустическая сода. Алюминиевые поверхности он испортит. Также он разъедает резиновые уплотнители, сальники.

После промывки заливать новую охлаждающую жидкость тоже надо уметь, иначе может образоваться воздушная пробка. Потом придется выгонять эту воздушную пробку из системы.

Комбинированный способ из лимонной кислоты, уксуса и соды

Есть такие, кто смешивает различные вещества в надежде получить супер средство для промывки системы охлаждения двигателя.

Делают такой состав смеси:

• 50% соды;
• 25% лимонной кислоты;
• 25% уксуса.

Такие самодельные химические смеси может и очистят каналы в системе, но вместе с этим, разрушат резиновые уплотнители.