Система охлаждения двигателя автомобиля. Назначение и

Система охлаждения двигателя автомобиля.
Назначение и устройство.
Система охлаждения предназначена для охлаждения деталей двигателя,
нагреваемых в результате его работы. На современных автомобилях система
охлаждения, помимо основной функции, выполняет ряд других функций, в
том числе:
нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
охлаждение масла в системе смазки;
охлаждение отработавших газов в системе рециркуляции отработавших
газов;
охлаждение воздуха в системе турбонаддува;
охлаждение рабочей жидкости в автоматической коробке передач.
На автомобилях наибольшее распространение получили система
жидкостного охлаждения. Данная система обеспечивает равномерное и
эффективное охлаждение, а также имеет меньший уровень шума. Поэтому,
устройство и принцип действия системы охлаждения рассмотрены на
примере системы жидкостного охлаждения.
Конструкция системы охлаждения бензинового и дизельного двигателей
подобны. Система охлаждения двигателя имеет следующее общее
устройство:
-расширительный бачок
-радиатор системы рециркуляции отработавших газов
-теплообменник отопителя
-датчик температуры охлаждающей жидкости
-центробежный насос
-датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе радиатора
-термостат
-масляный радиатор
-насос циркуляции охлаждающей жидкости
1
-радиатор системы охлаждения
Схема системы охлаждения
Радиатор предназначен для охлаждения нагретой охлаждающей жидкости
потоком воздуха. Для увеличения теплоотдачи радиатор имеет специальное
трубчатое устройство.
Наряду с основным радиатором в системе охлаждения могут устанавливаться
масляный радиатор и радиатор системы рециркуляции отработавших газов.
Масляный радиатор служит для охлаждения масла в системе смазки.
Радиатор системы рециркуляции отработавших газов охлаждает
отработавшие газы, чем достигается снижение температуры сгорания
топливно-воздушной смеси и образования оксидов азота. Работу радиатора
отработавших газов обеспечивает дополнительный насос циркуляции
охлаждающей жидкости, включенный в систему охлаждения.
Теплообменник отопителя выполняет функцию, противоположную
радиатору системы охлаждения. Теплообменник нагревает, проходящий через
него, воздух. Для эффективной работы теплообменник отопителя
2
устанавливается непосредственно у выхода нагретой охлаждающей жидкости
из двигателя.
Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие
температуры в системе устанавливается расширительный бачок.
Заполнение системы охлаждающей жидкостью обычно осуществляется через
расширительный бачок.
Циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается
центробежным насосом. В обиходе центробежный насос называют помпой.
Центробежный насос может иметь различный привод: шестеренный,
ременной и др. На некоторых двигателях (турбонаддув, непосредственный
врпыск) для защиты от перегрева устанавливается дополнительный насос
циркуляции охлаждающей жидкости, подключаемый блоком управления
двигателем.
Термостат предназначен для регулировки количества охлаждающей
жидкости, проходящей через радиатор, чем обеспечивается оптимальный
температурный режим в системе. Термостат устанавливается в патрубке
между радиатором и «рубашкой охлаждения» двигателя.
На мощных двигателях устанавливается термостат с электрическим
подогревом, который обеспечивает двухступенчатое регулирование
температуры охлаждающей жидкости. Для этого в конструкции термостата
предусмотрено три рабочих положения: закрытое, частично открытое и
полностью открытое. При полной нагрузке на двигатель с помощью
электрического подогрева термостата производится его полное открытие.
При этом температура охлаждающей жидкости снижается до 90°С,
уменьшается склонность двигателя к детонации. В остальных случаях
температура охлаждающей жидкости поддерживается в пределах 105°С.
Вентилятор служит для повышения интенсивности охлаждения жидкости в
радиаторе. Вентилятор может иметь различный привод:
механический (постоянное соединение с коленчатым валом двигателя);
электрический (управляемый электродвигатель);
гидравлический (гидромуфта).
Типовыми элементами управления системы охлаждения являются датчик
температуры охлаждающей жидкости, электронный блок управления и
различные исполнительные устройства.
3
Что выбрать «Тосол» или «Антифриз»
Тосол или антифриз? Выбираем смазочно-охлаждающую жидкость.
Очень часто в разговоре с автолюбителями на вопрос о том, когда меняли
в последний раз охлаждающую жидкость, слышишь ответ: «Да как купил
машину пару лет назад, так и поменял». И это в лучшем случае. А вопрос,
что именно залито в систему охлаждения, чаще всего ставит людей в тупик –
«Что-то голубое».
Большинство автолюбителей не осознают степени влияния охлаждающей
жидкости на работу двигателя, либо не придают этому должного значения. И
напрасно. От правильного выбора «тосол или антифриз» зависит техническое
обслуживание для автомобиля в целом.
Нигде, кроме как в России, нет разделения на антифризы и тосолы, хотя и то
и другое – охлаждающая жидкость.
По статистике до 22% поломок прямо, а 40% прямо или косвенно связаны с
охлаждением (системой охлаждения двигателя) Поэтому правильный выбор
охлаждающей жидкости может помочь сберечь средства.
Смазывающие охлаждающие жидкости состоят из смеси этиленгликоля (в
редких случаях из пропиленгликоля), воды и пакета присадок - ингибиторов
коррозии. Именно технологией производства присадок и различаются
охлаждающие жидкости разных производителей.
При выборе смазочно-охлаждающей жидкости для своего автомобиля,
прежде всего, стоит обратиться к «Руководству по эксплуатации» либо
сервисной книжке, ведь кому как не производителю конкретного автомобиля
известны все нюансы. В данном руководстве могут быть прописаны как
конкретные производители и наименования смазочно охлаждающей
жидкости, успешно прошедшие все испытания у автопроизводителя
(лабораторные, стендовые, эксплуатационные), так и класс такой жидкости.
Это могут быть жидкости, произведенные по одной из технологий:
традиционной – пакеты присадок на основе солей неорганических
кислот: силикатов, нитритов, нитратов, аминов, боратов, фосфатов;
карбоксилатной (ОАТ) – на основе солей органических кислот;
4
гибридной, являющейся одной из разновидностей карбоксилатной (пакеты
присадок на основе солей карбоновых кислот с незначительными добавками
силикатов и/или фосфатов).
На российском рынке доминирует, в основном, смазочно-охлаждающая
жидкость, произведенная по традиционной и карбоксилатной технологии.
Остановимся поподробнее на
преимуществах карбоксилатной
технологии (антифриз) относительно традиционной (тосол).
Преимущества антифриза перед тосолом.
1. Повышенная эффективность охлаждения двигателя.
Охлаждающие жидкости, произведенные по традиционной технологии,
образуют на поверхности металла защитный слой, достигающий порой 0.5
мм.
Защищая металл от коррозии, этот слой одновременно значительно ухудшает
теплоотвод (до 50%) за счет своей низкой теплопроводности. В данном
случае он работает как изолятор, ухудшающий теплопередачу. Двигатель
постоянно работает при более высокой температуре, нежели это заложено
автопроизводителем. Это приводит к ускоренному износу двигателя, потере
мощности и увеличению расхода топлива.
Карбоксилатные
охлаждающие
жидкости
обладают
повышенной
эффективностью охлаждения двигателя. Они образуют защитный слой только
(!) в местах образовании коррозии толщиной 0,0006 мм (60 ангстрем). При
5
этом на остальной внутренней поверхности не образуется защитный слой,
ухудшающий теплоотвод.
2. Увеличенный ресурс эксплуатации карбоксилатной охлаждающей
жидкости (ОЖ).
Пакеты присадок ОЖ, произведенных по традиционной технологии, состоят
из композиций солей неорганических кислот (силикатов, нитритов, нитратов,
аминов, боратов, фосфатов).
90% отечественных ОЖ производятся с использованием таких ингибиторов
коррозии как силикаты и нитриты. Силикаты отвечают в основном за
антикоррозионную защиту алюминия. Нитриты защищают от кавитационной
эрозии. Пакеты присадок сбалансированы и, в случае нарушения композиции
за счет быстрого расхода одного из компонентов, ОЖ утрачивает свои
свойства.
3. Превосходная высокотемпературная защита алюминия.
Одной из основных тенденций современного автомобилестроения является
использование алюминия в качестве конструкционного материала.
Главным недостатком охлаждающей жидкости, произведенных по
традиционной технологии, является неспособность присадок на основе
неорганических соединений защищать алюминий при температурах свыше
105ºС и при высоких тепловых потоках. Поэтому основная масса
автопроизводителей отказалась от использования таких охлаждающих
жидкостей в своих автомобилях.
4. Увеличенный срок эксплуатации водяного насоса до 50%
6
Основной причиной износа водяного насоса является физический процесс гидродинамическая кавитация. Этот процесс представляет собой образование
и схлопывание пузырьков газа ОЖ у поверхности движущихся лопастей
насоса. При схлопывании пузырьков происходят гидродинамические
микроудары по поверхности лопасти, вырывающие молекулы, а при
длительном воздействии происходит образование каверн (раковин) и
разрушение лопастей.
К сожалению ни одна из существующих ОЖ не может химическим способом
полностью предотвратить данное физическое явление.
Однако, в отличие от традиционных ОЖ, карбоксилатные антифризы,
благодаря «адресной» защите, снижают воздействие кавитации и
увеличивают срок эксплуатации водяного насоса до 50%.
5. Эффективная защита от кавитации гильз цилиндров двигателя.
Активному воздействию гидродинамической и высокотемпературной
кавитации подвергаются также гильзы цилиндров.
6. Высокая стабильность свойств ОЖ.
Традиционные ОЖ с использованием силикатов имеют такое неприятное
свойство как образование гелей. Жидкости, содержащие фосфаты могут
образовывать нерастворимые фракции (осадки). Эти гели и осадки
блокируют работу термостата, засоряют радиатор, что приводит к нарушению
охлаждения двигателя.
Карбоксилатные антифризы обладают высокой стабильностью свойств и не
образуют в процессе эксплуатации гелей или осадков.
7
7. Улучшенная совместимость с пластиками и эластомерами.
Карбоксилатные антифризы не агрессивны по отношению к пластиковым,
эластомерным, резино-силиконовым и др. материалам, использующимся в
системе охлаждения двигателей автомобилей.
8. Отсутствие засоров и отложений в радиаторе.
ОЖ, произведенные по традиционной технологии характеризуются
образованием осадков и нерастворимых частиц, ухудшающих теплообмен и
засоряющих радиатор.
Карбоксилатные антифризы не образуют засоров и отложений в
процессе всего периода эксплуатации.
Карбоксилатные ОЖ
8
Традиционные ОЖ
9. Экологичность карбоксилатных ингибиторов коррозии.
Увеличенный срок эксплуатации ведет
отработанных ОЖ, подлежащих утилизации.
к
уменьшению
количества
Ингибиторы коррозии на основе карбоксилатов имеют более низкий класс
опасности (вредности) и более экологичны нежели традиционные
ингибиторы.
10. Отличная высокотемпературная стабильность.
Двигатели современных автомобилей эксплуатируются при повышенной
нагрузке. Давление в системе охлаждения до 3 атмосфер и температура до
135ºС заложены в качестве верхней планки рабочей нормы.
9
Традиционные ингибиторы коррозии теряют свойства (распадаются) уже при
температуре 105ºС, поэтому они не могут обеспечить полноценную защиту
двигателя при высоких температурах.
Карбоксилатные антифризы остаются стабильными при вышеуказанных
параметрах и обеспечивают эффективную защиту двигателя.
Покупка тосола и последствия экономии денег.
Сегодня рынок тосола представляет собой достаточно пеструю картину.
Подделки, ничего не имеющие общего с настоящим тосолом буквально
наводнили прилавки магазинов и рынков. Как же отличить настоящий тосол
от подделки. Самая простая подделка - вода, окрашенная в синий цвет и
работающая до первого мороза со всеми вытекающими последствиями
(разрыв радиатора, трещина в блоке, образование накипи, коррозия деталей).
Для того чтобы в достаточной мере обезопасить себя от подделки, мы хотим
дать Вам несколько рекомендаций при выборе тосола.
1. Покупайте тосол известных производителей. Однако… Именно такие
тосолы и любят подделывать, и очень часто подделки трудно отличить по
оформлению канистр. За такую покупку часто приходится расплачиваться
дорогостоящим ремонтом двигателя (бывает и такое: поддельный тосол
лучше фирменного, но это редкость). Именитые производители любят
употреблять для обозначения своей продукции выражение "заводской тосол".
Такое словосочетание здесь не совсем уместно. Дело в том, что производство
действительно качественного тосола можно организовать хоть в гараже. На
первый план выступает не аппаратурное оформление процесса, а в первую
очередь неукоснительное следование рецептуре и технологии. На крупных
предприятиях, имеющих огромные штаты управленцев и обслуживающего
персонала, рано или поздно просто обязана созреть мысль об экономии сырья
(которое ох как недешево!) и, соответственно, некоторым снижением
качества продукции. В то же время небольшие и средние фирмы могут
работать более добросовестно, не тратясь на содержание управленческого
аппарата.
2. Покупайте тосол только в крупных магазинах и помните, что
десятилитровая канистра тосола не может стоить менее 150 - 160 рублей.
3. Можно проверить качество тосола, не отходя от прилавка, проверив его
плотность ареометром. У настоящего тосола плотность 1,073 - 1,079 г/см3.
Вот только хочется отметить, что плотность сама по себе еще ни о чем не
говорит. Дело в том, что "народные умельцы" для производства "бодяги"
10
могут применить диэтиленгликоль, триэтиленгликоль или пропиленгликоль,
которые много дешевле этиленгликоля. В этом случае ареометр покажет Вам
самую изумительную плотность, и жидкость, попав в нутро Вашего
автомобиля, начнет свою разрушительную работу. Известен случай, когда
"дельцы" добивались нужной плотности, насыпая в воду поваренной соли.
Что получал двигатель после такого охлаждения, догадаться нетрудно.
4. Наиболее достоверным методом определения качества тосола в магазине
является использование лакмусовой бумажки. Опуская бумажку в тосол и
сравнивая ее со шкалой, можно приблизительно определить рН данного
раствора. Если бумажка порозовела (рН=1-5) - много кислоты (подделка),
если стала синей (рН=10-13) - много щелочи (подделка или некачественный
тосол), если зеленым (рН=7-9), то есть надежда, что Вы приобрели хороший
тосол.
Как видим, ни одна из вышеперечисленных рекомендаций не является
залогом качественного продукта. Поэтому потребитель всегда имеет риск
нарваться на некачественный антифриз.
Ассортимент ОЖ и его преимущества.
Охлаждающая жидкость для ДВС - жидкость предназначения для
охлаждения систем и агрегатов ДВС, а так же для смазки помп и насосов,
состав охлаждающей жидкости должен защищать от коррозионных
процессов, а саму жидкость от термохимического разрушения. В народе ОЖ
именуется антифриз, тосол - но суть одна, это выполнение вышеописанных
свойств. Составы ОЖ различны, от этого и различна цена на эти составы.
Японские антифризы считаются одними из самых качественных и
безопасных, в их состав входят присадки высокого качества, которые помимо
защиты ДВС от коррозии и выполнения прямых обязанностей по
охлаждению двигателя, смазывают помпы, насосы и другие элементы
системы охлаждния - тем самым продлевают жизнь узлам и агрегатам
система охлаждения.
Зимой, после смены антифриза как правило лучше работает печка.
Менять антфриз рекомендуется каждые 20 тыс.км - это такой же важный
процесс как и замена моторного масла. При замене антифриза рекомендуется
делать промывку, к примеру у Японцев имеются специальные промывочные
составы под бендом G'zox.
11
Красный антифриз TCL - для автомобилей Toyota, Daihatsu
Зеленый антифриз TCL - для автомобилей любых марок.
CONSOL Тосол А-40М Супер
Всесезонная охлаждающая жидкость CONSOL Тосол А-40М Супер
предназначена для использования в системе охлаждения двигателей
внутреннего сгорания автомобилей отечественного и зарубежного
производства, а также в теплообменных аппаратах, эксплуатируемых при
низких и умеренных температурах.
Изготовлена на основе высокосортного моноэтиленгликоля с
применением пакета антикоррозийных и антипенных присадок и красителя.
Обеспечивает всестороннюю защиту системы охлаждения двигателя при
температуре окружающей среды от – 40 оС до + 55 оС. Предотвращает
замерзание, перегрев и кипение, образование ржавчины и коррозии в системе
охлаждения двигателей внутреннего сгорания.
Совместима со всеми охлаждающими жидкостями
этиленгликоля отечественного и зарубежного производства.
на
основе
CONSOL Антифриз - 45
Охлаждающая жидкость CONSOL Антифриз - 45 предназначен для
использования в системах охлаждения современных форсированных
двигателей внутреннего сгорания автомобилей как отечественного, так и
зарубежного производства, эксплуатируемых в большинстве климатических
поясов.
Высококачественный хладагент CONSOL Антифриз - 45 изготовлен на
основе
моноэтиленгликоля
высшего
сорта
с
использованием
антикоррозийных, антипенных и стабилизирующих присадок и специальных
красителей.
Предотвращает замерзание, перегрев, закипание и образование ржавчины
и коррозии в системе охлаждения.
Обладает высокими температурными характеристиками:
12
- температура начала кристаллизации жидкости не выше – 45 оС;
- температура начала кипения жидкости не ниже + 110 оС.
CONSOL Антифриз (концентрат)
Антифризный хладагент CONSOL Антифриз (концентрат) применяется в
системе охлаждения легковых автомобилей отечественного и зарубежного
производства, легких грузовиков и других транспортных средств с тяжелыми
условиями эксплуатации.
Изготовлен на основе высококачественного моноэтиленгликоля
применением специально подобранного пакета присадок.
с
Предотвращает замерзание, перегрев и кипение, образование ржавчины и
коррозии в системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Содержит
комплекс присадок, предотвращающий образование отложений в системе
охлаждения двигателя. Не повреждает шланги радиаторов, прокладки и
набивку насосов. Совместим со всеми основными антифризамихладагентами на основе этиленгликоля.
Тосол Гостовский
Тосолы под торговыми марками «Северный Стандарт», «Гостовский» и
«Сибирь» производства компании «Органик-прогресс» уже давно заслужили
доверие даже самых взыскательных автолюбителей, так как славятся
безупречным качеством при относительно демократичной цене. Они
производятся на основе высококачественного импортного этиленгликоля и
универсального пакета присадок, обладают высокими антикоррозийными и
превосходными смазывающими свойствами, имеют низкую температуру
замерзания, малую вспениваемость и низкую токсичность, способны
препятствовать образованию отложений в системе охлаждения и
обеспечивать правильный тепловой режим работы двигателя.
Тосолы «Северный Стандарт», «Гостовский» и «Сибирь» прошли полный
цикл лабораторных и полевых испытаний и показали отличные результаты
при использовании в средних и тяжелых условиях эксплуатации, а потому
просто незаменимы на российских дорогах.
Антифризы Dragon.
Антифриз красного цвета для автомобильных систем охлаждения,
предназначен для двигателей с чугунным или алюминиевым блоком
13
цилиндров. Не замерзает до -50С. Применим для автомобилей TOYOTA,
DAIHATSU.
Высокоэффективное
средство
на
основе
этиленгликоля,
обеспечивающее защиту двигателя от замерзания и перегрева. Содержит
смазывающие и антипенные добавки продлевающие срок службы
подшипника помпы водяного насоса. Предохраняет сальник помпы и
резиновые детали системы охлаждения от преждевременного высыхания.
Имеет в составе мощные ингибиторы коррозии для защиты металлических
частей системы охлаждения. Безопасен для пластика, лакокрасочных
покрытий.
Антифриз Dragon всесезонный. Смешивается со всеми типами
смазочно-охлаждающих
жидкостей
на
основе
моноэтиленгликоля
дистиллированной водой в очень широких пределах, но может
использоваться неразбавленным, так как не является концентратом. Таким
образом, покупатель имеет возможность получать рабочие растворы с
различной температурой начала кристаллизации, а значит и обойтись
меньшим числом канистр.
Антифриз красного цвета для автомобильных систем охлаждения,
предназначен для двигателей с чугунным или алюминиевым блоком
цилиндров. Не замерзает до -50С. Применим для автомобилей NISSAN,
MAZDA, SUBARU, HONDA, MITSUBISHI и автомобили Ю.Кореи.
14
15