РазноеВоздушного охлаждения двигатели – Двигатели с воздушным охлаждением на малых судах. « Домашняя яхт-верфь.

Воздушного охлаждения двигатели – Двигатели с воздушным охлаждением на малых судах. « Домашняя яхт-верфь.

Содержание

Воздушное охлаждение двигателя автомобиля

Система охлаждения — непременный атрибут любого автомобиля. Слишком много энергии при движении машины вынужденно преобразуется в тепло. Двигатель и трансмиссия требуют обязательного активного охлаждения, как и тормозная система, мощные электрические компоненты и система кондиционирования. А чем отличаются от «обычных» системы охлаждения суперкаров? Ведь эти автомобили одновременно мощные, компактные и предельно облегченные. Какие интересные технические решения встречаются в их конструкциях?

Поддерживать температуру мотора мощностью свыше 300 л. с. совсем не простая задача, особенно когда он работает на полной мощности, а скорости невысоки. И динамические возможности современных суперкаров очень сильно зависят от температуры наружного воздуха.

Зачастую повысить мощность двигателя не позволяет так называемый «тепловой пакет» — показатель мощности рассеивания систем охлаждения двигателя и трансмиссии, а не возможности силовых агрегатов. Казалось бы, на высокой скорости проблема охлаждения не должна стоять так уж остро: радиаторы продуваются воздухом. Но и тут особенности конструкции скоростного автомобиля вносят свои нюансы. Аэродинамические свойства машины во многом зависят от возможности создания граунд-эффекта, а безопасное движение — еще и от работы тормозных механизмов. Не на последнем месте и банальное аэродинамическое сопротивление, а также общая обтекаемость, их тоже приходится учитывать. Как в таких условиях обеспечивается стабильная работа всех систем?

Для суперкара аэродинамическая проработка кузова — это основа всего. В том числе и качества работы системы охлаждения. И «классические» решения с расположением радиаторов под капотом, в передней части машины, не в чести. Даже у моделей

с передним расположением двигателя дизайн радиаторов и аэродинамическая проработка существенно отличаются от стандартных.

Так, передняя часть Mercedes SLR McLaren W199 стандартна только на первый взгляд. Тут расположен основной радиатор, жидкостный радиатор интеркулера с двумя электропомпами, большой радиатор трансмиссии и маслобак двигателя — применена система с сухим картером, и масло сначала охлаждается в секции основного радиатора, а затем еще снижает температуру в корпусе бака, который выполнен с большой оребренной поверхностью.

Для лучшей работы днища кузова часть воздуха с радиаторов отводится вверх через капот, и пакет радиаторов скомпонован таким образом, чтобы «правильно» распределить потоки. Двигатель находится в пределах колесной базы, и объем, занимаемый системой охлаждения, в несколько раз больше, чем у типичных легковых машин. Конструкция радиаторов принципиально от обычной не отличается. Алюминиевое «ядро» и пластиковые бачки можно увидеть на большинстве серийных суперкаров. Цельноалюминиевые детали широко предлагаются только в качестве тюнинга и на машинах практически единичной сборки. Электровентиляторы системы также вполне стандартны, разве что заметно мощнее обычных, имеют лучшую аэродинамику и меньшую массу.

У машин с задним и центральным расположением силового агрегата в большинстве случаев используется достаточно компактная система охлаждения с боковым и задним расположением радиаторов охлаждения двигателя и наддувочного воздуха. Так поступают, например, Audi на модели R8, McLaren на модели P12, и так устроены почти все модели Ferrari с центральным расположением двигателя.

Но вот создатели Porsche 911 сделали систему охлаждения куда более протяженной и расположили радиаторы мотора в передней части кузова. Характерно, что в системе обычно используется не один большой, а несколько малоразмерных радиаторов. Их три у 911, три и у R8, у McLaren радиаторов заметно больше, поскольку используется гибридный привод и в системе охлаждения есть еще контур охлаждения батарей и инверторов.

Интересное техническое решение использует Porsche. На модели 911 GT3 у мотора вентилятора радиатора свой индивидуальный блок контроля и управления, что обеспечивает плавное регулирование его производительности и более широкие возможности подстройки и диагностики. А еще боковые радиаторы с электровентиляторами выполнены едиными быстросъемными моделями, и забота об аэродинамике проявляется даже в такой мелочи, как колпачок электродвигателя.

При большой протяженности трасс охлаждения и большом количестве радиаторов помпы двигателей являются важной составляющей. Mercedes и Porsche довольствуются стандартной усиленной конструкцией, но с профилем лопастей, оптимизированным для предотвращения кавитации. При оборотах мотора более 7 тыс. падение производительности может стать фатальным.

Весьма интересная конструкция у Audi R8 с мотором V10: маслонасос с помпой и термостатом объединены в единый модуль с пониженной частотой вращения, который приводится в движение цепью. И в любом случае не обходится без дополнительных электронасосов — они позволяют обеспечить стабильную циркуляцию жидкости в больших блоках цилиндров и прокачивать охлаждающую жидкость через радиаторы при малых оборотах коленчатого вала.

Также важной их функцией является предотвращение закипания большого, сложного и очень теплоемкого мотора после выключения, а при наличии турбин насосы занимаются и их охлаждением. В системах жидкостного охлаждения наддувочного воздуха на моторах Mercedes SLR и McLaren P12 используют многоконтурные системы охлаждения с выделенным низкотемпературным контуром. Причем система охлаждения Mercedes двухконтурная, а на McLaren контуров уже три — еще один нужен для охлаждения и подогрева электронных систем и батареи гибрида.

Маслорадиаторы двигателя и трансмиссии — непременный атрибут суперкара. Эти детали присутствуют и на двигателях обычных машин, но разница в масштабе. Маслорадиатор АКПП серии 722.6 Mercedes SLR по размеру сравним с основным радиатором малолитражки, а в системе охлаждения масла Audi R8 радиаторов несколько, включая водомасляный теплообменник и обычные воздушные. Охлаждения требует не только АКПП, но и обычная «механика», и даже у редукторов зачастую есть собственные радиаторы для масла или встроенные жидкостные теплообменники.

Важная составляющая системы охлаждения — ее рабочее тело, иными словами, антифриз. На экстремальных машинах зачастую применяются весьма нестандартные составы. Цель одна — заставить систему охлаждения работать максимально эффективно при наименьших затратах мощности, но помимо этого есть еще несколько факторов. Во-первых, в самых продвинутых моторах часто используются сложные сплавы на основе магния и других активных металлов. В этом случае предотвращение коррозии является очень важной задачей и типовые составы антифризов могут не справиться. А еще «суперкаровскому» антифризу полагается быть чуть более текучим и обеспечивать лучший теплообмен. Улучшение этих параметров на доли процента уже обещает серьезный выигрыш в работе, но обойдется оно очень недешево. Впрочем, Mercedes, Audi и Porsche устраивают вполне стандартные, пусть и не самые дешевые антифризы. А вот если у вас Ferrari или McLaren, то рекомендации, как и полагается эксклюзивным машинам, будут экзотическими.

Среди характерных примет систем охлаждения суперкаров еще и предельно малая масса, широкое использование легких сплавов и пластмасс, а также нестандартных технологий и практически штучный выпуск. Так, Porsche использует вклеиваемые патрубки систем охлаждения на двигателях для снижения массы блока цилиндров. А такая экзотика, как магний, титан и керамика в конструкциях, встречается едва ли не чаще вполне традиционных чугуна и стали. Высокая плотность и малая толщина трубок радиаторов — тоже деталь характерная, не зря на многих машинах защитные сетки радиаторов установлены на заводе.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наибольшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

Содержание

Функции системы охлаждения [ править | править код ]

В период сгорания рабочей смеси температура в цилиндре достигает 2000 °C и более. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния двигателя в пределах 80-90°C. Сильный нагрев может вызвать нарушения нормальных рабочих зазоров и, как следствие, усиленный износ, заклинивание и поломку деталей, а также снижение мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, соприкасающиеся с горячими газами, отводя от них тепло в атмосферу непосредственно, либо при помощи промежуточного тела (воды, низкозамерзающей жидкости). При чрезмерно сильном охлаждении рабочая смесь, попадая на холодные стенки цилиндра конденсируется и стекает в картер двигателя, где разжижает моторное масло. Как следствие этого мощность двигателя уменьшается, а износ увеличивается. При понижении температуры масло густеет. Это является причиной того, что масло хуже подается в цилиндры и увеличивается расход топлива, уменьшается мощность. Поэтому система охлаждения должна ограничивать температурные пределы, обеспечивая наилучшие условия работы двигателя.

Система охлаждения, кроме основной функции охлаждения двигателя, выполняет ряд других функций, к которым относятся:

  • нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
  • охлаждения масла в системе смазки;
  • охлаждения отработанных газов в системе рециркуляции отработавших газов;
  • охлаждения воздуха в системе турбонаддува ;
  • охлаждения рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

Типы систем охлаждения [ править | править код ]

Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.

Термические двигатели для А. требуют охлаждения цилиндров. Только для слабых, велосипедных газолиновых двигателей достаточно воздушного охлаждения при помощи рубцов, прилитых к поверхности цилиндра; для более сильных необходима циркуляция воды с помощью насоса между двойными стенками цилиндров, охлаждаемой в особом трубчатом приборе, помещаемом впереди А. и обдуваемом струей встречного воздуха.

Воздушное охлаждение [ править | править код ]

Стационарные или плотно закапотированные двигатели оснащают системой принудительного воздушного охлаждения. В них с помощью вентилятора создаётся поток воздуха, который обдувает рёбра охлаждения. Вентилятор и оребрённые поверхности, как правило, закрыты направляющим кожухом. Достоинства такого двигателя аналогичны двигателям с естественным охлаждением: простота конструкции, малый вес, отсутствие охлаждающей жидкости. Однако такие двигатели отличаются повышенным шумом при работе, большими габаритами. Кроме того, при проектировании таких двигателей возникают проблемы с охлаждением отдельных элементов конструкции двигателя из-за неравномерного обдува. На легковых автомобилях, производимых в Европе, воздушное охлаждение широко применялось в 1950-х — 1970-х годах. В основном это небольшие машины типа Volkswagen Kafer, Fiat 500, Citroën 2CV; особняком стоит представительская Tatra 613. В СССР самым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Выпускались грузовые автомобили с дизелями воздушного охлаждения (например грузовики под маркой «Татра» с момента начала выпуска и до начала 2010 годов оснащались исключительно такими двигателями). Двигатели с воздушным охлаждением имеют многие трактора (иногда — тяжёлые, например Т-330; чаще — малые, от обычных пропашных до мини-тракторов мелких частных хозяйств), для которых характерны установившиеся режимы работы двигателя и специфические требования к простоте обслуживания. В настоящее время (2015-е) принудительное воздушное охлаждение применяется на большинстве скутеров, моторизованном инструменте (бензопилы, газонокосилки и пр.), двигателях малогабаритных генераторных установок, на мотоблоках и прочих самоходных и стационарных малых сельскохозяйственных и коммунальных машинах. Для последних очень распространены унифицированные ряды простых одно-двухцилиндровых двигателей воздушного охлаждения, одинаковые у различных производителей ( Briggs & Stratton ru en, Honda, Subaru, китайские), в виде компактного законченного блока с креплением на горизонтальную плоскость.

Жидкостное охлаждение [ править | править код ]

Системы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых (проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.

К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода. В некоторых стационарных двигателях начала XX века мог отсутствовать радиатор, вместо этого имелся расширительный бак большого объёма — отчасти тепло рассеивалось за счёт испарения воды, отчасти — через стенки бака, а отчасти за счёт большого объёма воды, который не успевал достаточно прогреться за время работы двигателя.

Замкнутая система (Гибридный тип) [ править | править код ]

Тип сочетает вышеуказанные системы: тепло от цилиндров отводится жидкостью, после чего она, на удалении от теплонагруженной части двигателя, охлаждается в радиаторах воздухом. Внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев и обычно выполняются из отдельных частей:

  • внутренняя — рабочая втулка или гильза цилиндра;
  • наружная — рубашка (у двигателей воздушного охлаждения рубашка имеет рёбра для эффективного отвода тепла).

Пространство между ними называется зарубашечным, в двигателе с водяным охлаждением тут циркулирует охлаждающая жидкость.

Система охлаждения состоит из рубашки охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, одного или нескольких радиаторов, вентилятора принудительного охлаждения радиатора, жидкостного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Этот тип используется на всех современных автомобилях. Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая от неё тепло, а затем охлаждается сама в радиаторе. В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона входит именно в малый круг). Регулировка количества жидкости между кругами циркуляции жидкости осуществляется термостатом. Малый круг охлаждения предназначен для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. При этом охлаждающая жидкость фактически не охлаждается, так как не проходит через радиатор. Как только она нагреется до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать также и через радиатор, где непосредственно и охлаждается набегающим потоком воздуха (а в случае длительной стоянки — принудительно вентилятором). При этом, чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем сильнее открывается термостат, и тем сильнее жидкость охлаждается в радиаторе. Это и есть принцип поддержания оптимальной температуры двигателя 85-90 °C.

Очень опасным явлением является перегрев двигателя (кипение двигателя) [ источник не указан 631 день ] . При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Для предупреждения перегрева двигателя логично применять жидкости с высокой температурой кипения, однако проще всего оказалось держать всю систему под некоторым избыточным давлением (около 1,1 атм), при котором повышается температура кипения охлаждающей жидкости (около 110 °C и 120 °C для воды и антифриза соответственно). Кроме того, при превышении температуры охлаждающей жидкости более 105 °C, включается принудительный обдув радиатора вентилятором.

Основные части жидкостной системы охлаждения [ править | править код ]

В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей наземного и воздушного транспорта, а также стационарных установок охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.

Основные части жидкостной системы охлаждения:

  • Рубашка охлаждения (1) представляет собой полость, огибающую части двигателя, требующие охлаждения. Циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость отбирает у них тепло и переносит его к радиатору.
  • Насос охлаждающей жидкости, или помпа (5) — обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру охлаждения. В некоторых двигателях, например мини-тракторов, может применяться термосифонная система охлаждения — то есть система с естественной циркуляцией охлаждающей жидкости, в которой этот насос отсутствует. Может приводиться в движение либо через ременную передачу от вала двигателя, либо от отдельного электродвигателя.
  • Термостат (2) — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей.
  • Радиатор (3) имеет развитую поверхность, обдуваемую снаружи набегающим потоком воздуха. Радиатор изготавливается из материалов, хорошо проводящих тепло, чаще всего из алюминия (радиатор для охлаждения масла чаще всего делают из меди).
  • Вентилятор (4) создаёт дополнительный поток воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. Может приводиться ременной передачей от вала двигателя, но в современных автомобилях, за исключением крупных грузовиков, он работает от электродвигателя.
  • Расширительный бак содержит запас охлаждающей жидкости. С атмосферой расширительный бак сообщается через клапан, поддерживающий избыточное давление охлаждающей жидкости при работе, что позволяет двигателю работать при большей температуре, не допуская кипения охлаждающей жидкости, которое может привести к повреждению двигателя. Автомобили начала-середины XX века часто не имели расширительных бачков. В них запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. Это было вполне допустимо, так как в основном в системе охлаждения использовалась вода, и её расширение при нагреве было небольшим. С распространением антифризов на основе этиленгликоля использование расширительного бака стало обязательным. Полупрозрачный бак, расположенный в доступном месте в верхней точке системы, облегчает также контроль уровня жидкости.

В поршневой авиации также применяются двигатели, в которых цилиндры охлаждаются непосредственно набегающим воздухом, а головки цилиндров — с использованием жидкостной системы охлаждения. Такое решение позволяет снизить массу двигателя и одновременно более эффективно охлаждать головки цилиндров, которые являются наиболее теплонагруженными частями двигателя.

Охлаждение масла [ править | править код ]

В дополнение к основной системе охлаждения в двигателях большой мощности (на грузовиках и тепловозах), а также на двигателях с воздушным охлаждением применяется охлаждение масла. Охлаждение масла необходимо также потому, что оно поступает к па́рам трения — самым чувствительным к перегреву местам двигателя. Масло может охлаждаться охлаждающей жидкостью, либо окружающим воздухом от отдельного радиатора.

Испарительная система охлаждения [ править | править код ]

Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века. [1] Кроме того в Китае по состоянию на 2014 год продолжают выпускаться дизели мощностью от 8 до 24 л.с. с испарительным охлаждением, предназначенные для мотоблоков и минитракторов.

Чтобы уберечь двигатель от перегрева, тем самым увеличивая срок безотказной эксплуатации автомобиля, необходима действенная система охлаждения. Предстоящее исследование посвящено «воздушникам», их устройству, а также достоинствам и недостаткам. Изучив предлагаемую информацию, можно сравнить принудительное охлаждение воздухом с жидкостным, чтобы сделать правильный выбор системы.

Чем привлекателен двигатель воздушного охлаждения

В функционирующем моторе температура цилиндров способна достигать 2000 градусов, тогда как оптимально допустимым считается режим 80-90 градусов. Разумеется, в таких экстремальных условиях ни одна деталь не прослужит долго. Для сохранности рабочих фрагментов автомашины двигатель нуждается в достаточно надежной системе охлаждения. Подобные конструкции имеют две разновидности:

  1. система, использующая воздушное охлаждение. Здесь в качестве защиты работающего агрегата от перегрева выступает воздух;
  2. жидкостное охлаждение ранее, в былые времена осуществлялось обычной водой. Технический прогресс отразился на создании специального вещества, названного антифризом. Также для снижения температуры мотора применяется тосол.

В настоящей публикации подробно рассматривается первая разновидность систем, оберегающих функционирующий двигатель от чрезмерного перегрева. Это позволит несведущему автолюбителю ознакомиться с устройством и принципом работы сложного технологического механизма.

Функции охлаждающих систем

Следует отметить, что поддержание оптимального температурного режима в двигателе автомобиля требует защиты не только от непомерного перегревания, но также от промерзания. Переохлаждение агрегата способно вызвать конденсацию топливно-воздушной смеси, вызванную соприкосновением горючего с прохладной поверхностью цилиндров.

Попадая в картер силовой установки, она приводит к разжижению смазочного вещества, что отражается потерей большинства его полезных характеристик.

Смешивание топлива с маслом вызывает досадное падение мощности мотора. Функционально важные детали двигателя быстрее изнашиваются. Также отрицательным моментом является загустевание масла в переохлажденном агрегате. Ухудшение своевременной подачи смазочного вещества в цилиндры приводит к непомерной растрате горючего, функциональная способность двигателя существенно понижается.

Помимо выполнения основной функции, системы охлаждения дополнительно обеспечивают:

  • понижение температуры отработанных газов в системе рециркуляции;
  • вентиляцию и кондиционирование воздуха в салоне автомобиля. Также они отвечают за отопление;
  • своевременное охлаждение моторного масла;
  • поддержание оптимального температурного баланса в турбокомпрессорных агрегатах;
  • охлаждение рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат.

Назначение и принцип действия системы воздушного охлаждения

Установлено, что перегревающийся двигатель вызывает непомерный расход топлива, также тратится большое количество машинного масла. Важные для нормального функционирования автомобиля детали быстро выходят из строя вследствие скорого износа. К тому же, нарушение температурного режима может привести к необоснованной потере мотором необходимой мощности.

С помощью воздушной системы охлаждения в двигателе поддерживается оптимальная температура. Также ее предназначением является контроль подогрева воздуха в салоне автомобиля. Она следит за своевременным охлаждением смазочных материалов, снижает температуру рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат, а порой поддерживает оптимальный режим в дроссельном узле и приемном коллекторе.

Принцип действия системы заключается в отведении тепла потоком воздуха от чрезмерно нагревающихся деталей работающего двигателя. Таким путем охлаждаются цилиндры, головки блока и масляного радиатора.

Воздушный поток к двигателю нагнетается принудительно алюминиевыми лопастями вентилятора, защищенного специальной сеткой от нежелательного попадания случайных предметов, способных повредить агрегат. Дефлекторы равномерно распределяют воздух, поступающий через ребра охлаждения, между всеми деталями функционирующего мотора.

Конструкция вентилятора

Следует отметить, что принудительное воздушное охлаждение невозможно без специального устройства. Вентилятор, являющийся необходимым звеном рассматриваемой системы, состоит из следующих деталей:

  • направляющего диффузора, оснащенного по окружности стационарными, радиально расположенными лопастями переменного сечения, влияющими на равномерное распределение воздушного потока;
  • ротора, имеющего восемь особых лопаток, размещенных по радиусу;
  • алюминиевых лопастей, нагнетающих поток воздуха в требуемом направлении;
  • кожуха, предотвращающего попадание тепла из внешнего пространства;
  • защитной сетки, предохраняющей механизм от случайного проникновения посторонних предметов внутрь устройства.

Лопастями диффузора изменяется направление воздушного потока, и он устремляется в сторону, противоположную вращению ротора. Это способствует увеличению атмосферного давления, вызывая лучшее охлаждение двигателя.

Преимущества и недостатки системы охлаждения двигателя воздухом

Отдельно следует заметить, что иногда для обеспечения нормального температурного режима вполне достаточно естественной циркуляции атмосферных потоков. Внешняя поверхность цилиндров мопедов, мотоциклов, поршневых и прочих простейших двигателей оснащается специальными ребрами, способствующими отдаче тепла во внешнюю среду.

Сложная конструкция автомобильного мотора требует принудительного охлаждения. Воздушному потоку необходимо придать определенное направление. Для этой цели используются вентиляторы.

Двигатели с воздушным охлаждением обладают следующими достоинствами:

  1. чрезвычайной простотой конструкции, значительно упрощающей процесс ремонта или замены пришедших в непригодность деталей;
  2. сравнительно небольшим весом;
  3. основательной надежностью;
  4. приемлемой стоимостью;
  5. хорошими характеристиками холодного запуска мотора.

Однако, прежде чем выбрать автомобиль, имеющий двигатель воздушного охлаждения, следует ознакомиться и с недостатками рассматриваемых систем. Они характеризуются:

  1. непомерным шумом, который создается работающим вентилятором;
  2. увеличением размера двигателя в связи с необходимостью дополнительного пространства для размещения обдувающего устройства;
  3. неравномерностью направленности воздушных потоков, что определяет возможность локального перегрева;
  4. чрезмерной чувствительностью к качеству горючего, смазочных материалов, а также повышенными требованиями к состоянию запчастей.

Тем не менее, воздушное охлаждение приобрело свою нишу в автомобилестроении. Такими моторами оснащают грузовики, сельскохозяйственную технику и машины с дизельными ДВС.

Распространенные мифы о «воздушниках», истина или вымысел

К сожалению, недостатки «Запорожца» окончательно подорвали доверие отечественных автолюбителей к воздушной системе охлаждения двигателя. Ее обвиняли в сильном нагревании, недостаточной мощности и быстром выходе из строя. В то время, как немецкий «Жук», оснащенный подобной системой, пользуется неизменной популярностью у потребителей, радуя производителя постоянным повышенным спросом.

Равняясь на характеристики германского автомобиля, подробно исследуем некоторые довольно распространенные легенды, преследующие двигатели, охлаждаемые воздухом.

Утверждение 1. «Воздушник» проигрывает жидкостной системе за счет сильного нагревания

Отнюдь не является непреложной истиной. В действительности температурные особенности, наоборот, можно считать достоинством двигателя, охлаждаемого воздушным потоком. Разумеется, пониженная теплопроводность не позволяет воздуху отбирать тепло с достаточной скоростью, обеспечиваемой водой или антифризом.

Однако, отличие температур на поверхности цилиндров и во внешней среде значительно больше разницы между стенками и жидкостью, перемещающейся внутри системы. Поэтому, погодные условия в меньшей степени влияют на тепловой режим «воздушника». Возможность перегрева мотора с жидкостным охлаждением в жару намного выше.

Утверждение 2. Большие габариты

Также весьма спорно. При сравнении размеров двух двигателей, имеющих равные диаметры цилиндров и одинаковый ход поршня, но оснащенные разными системами охлаждения, преимущество зачастую оказывается на стороне «воздушника».

Несмотря на довольно внушительный вид вентилятора с дефлектором и достаточно громоздкие кожухи, окружающие цилиндры с головками, его параметры оказываются несколько компактнее, чем у жидкостного агрегата.

К тому же, «водянка» занимает значительно большее пространство за счет дополнительного оборудования, выносимого за пределы двигателя. На кузове находится весьма громоздкий радиатор, оснащенный вентилятором. Также большое количество всевозможных шлангов отнюдь не добавляют компактности.

Утверждение 3. Воздушные системы проигрывают жидкостным в надежности

Не соответствует действительности. Статистические исследования утверждают, что в одном из пяти случаев отказа двигателя вина ложится на жидкостное охлаждение. Причиной являются отказоопасные детали наподобие термостата, радиатора, помпы и пр.

Простота конструкции обеспечивает надежность вентилятора с дефлектором, объясняемую низкой вероятностью поломки. Кроме того, привлекательным моментом, свидетельствующим в пользу «воздушника», считается снижение расходов на обслуживание системы.

Утверждение 4. Воздушное охлаждение слишком громкое

К сожалению, является истинным. Конструктивными особенностями воздушной системы не предусмотрены эффективные звукопоглощающие устройства, которыми располагает жидкостной двигатель. Кроме того, ребра цилиндров и головок «воздушника» иногда, наоборот, усиливают шумы, производимые функционирующим мотором.

Конструкторы предусмотрели звукоизоляцию жидкостной системы, осуществляемую благодаря удвоенным стенкам рубашки охлаждения, внутри которой циркулирует антифриз или вода. Поэтому на этой позиции «воздушник» действительно оказался в проигрыше.

Утверждение 5. Воздушные двигатели быстрее изнашиваются

Является правильным применительно к устаревшим системам. Вентилятор просто нагнетал потоки воздуха на ребра цилиндров, не обеспечивая достаточной равномерности обдува. Современные двигатели характеризуются рациональным распределением тепла.

К тому же, более высокая температура на стенках цилиндров «воздушников» способствует сокращению потерь, вызываемых трением колец о цилиндры благодаря лучшему разжижению смазочных материалов. Это объясняет меньший износ деталей. Масло меньше подвергается окислению, что замедляет его старение, позволяя экономить на частой замене.

Утверждение 6. Недостаточная мощность

Не совсем верно. Причиной подобного обвинения является ухудшение весового наполнения цилиндров рабочей жидкостью, вызывающее непродолжительное падение мощности двигателя. Это происходит благодаря повышению температуры цилиндров и головок с увеличением нагрузки, что ведет к нежелательному нагреванию воздуха внутри системы.

Однако, при большем количестве оборотов разница в коэффициенте наполнения у воздушных двигателей и жидкостных моторов становится меньше 3,5%, установленных исследованиями, практически устремляясь к нулю. Поэтому, бороться с потерей отдачи можно, увеличивая обороты.

Заключение

Итак, проведенное исследование доказало, что охлаждение воздухом ничуть не хуже жидкостного, а по некоторым параметрам и вовсе превосходит его. Не пора ли производителям задуматься о возобновлении выпуска автомобилей с воздушными системами? Спрос потребителей будет расти, несмотря на печальный опыт злосчастного «Запорожца».

«>

принцип работы, преимущества и недостатки

Большинство автолюбителей знакомо лишь с традиционными типами двигателей с жидкостной СОД. А ведь существуют и моторы, где используется воздушное охлаждение двигателя, и это не только ЗАЗ 968. Давайте подробно рассмотрим устройство, принцип действия воздушной системы охлаждения, а также недостатки и преимущества такого решения. Эта информация будет полезна для каждого автолюбителя.

Назначение

В процессе работы ДВС температуры в камере сгорания могут достигать 2000 градусов. Если не будет надежной системы охлаждения, повысится расход масла и горючего. Перегрев приведет к быстрому износу и поломке двигателя.

почему включается вентилятор

Если мотор не будет достаточно прогреваться, это также будет на нем негативно сказываться. Если наблюдается переохлаждение, это грозит снижением мощности, интенсивным износу, повышенным расходом горючего.

Более того, в большинстве современных автомобилей, кроме основных задач, данная система выполняет и второстепенные функции. Первым делом это обеспечение работы отопителя. Также система призвана охлаждать не только сам двигатель, но и масло, жидкость в автоматической коробке передач. Иногда она действует и на дроссельный узел вместе с впускным коллектором.

В современной системе (будь то жидкостное или воздушное охлаждение двигателя) рассеивается до 35 процентов тепла, произведенного в результате горения топливо-воздушной смеси.

Устройство и принцип действия

В воздушной системе самым главным является воздушный поток. При помощи воздуха тепло отводится от камер сгорания, ГБЦ, масляных радиаторов. Система представляет собой вентилятор, охладительные ребра в цилиндрах и на ГБЦ. Также в устройстве имеется съемный кожух, дефлекторы и решение для контроля за работой системы. Вентилятор системы охлаждения двигателя оснащен сеткой для защиты лопастей от попадания посторонних предметов.

Дополнительные ребра позволяют увеличить площадь поверхности, которая контактирует с воздухом. За счет этого воздушное охлаждение двигателя эффективно справляется со своей задачей.

Поток воздуха при работе двигателя в принудительном порядке подается к мотору при помощи лопастей вентилятора – они преимущественно изготовлены из алюминия. Не нужно объяснять, наверное, почему включается вентилятора охлаждения на холодном двигателе. Воздушный поток проходит между ребрами, а затем равномерно разделяется за счет дефлекторов и проходит через все горячие детали двигателя. Таким образом, мотор не нагревается чрезмерно.

почему включается вентилятор охлаждения на холодном

Вентилятор подает в систему охлаждения поток воздуха объемом 30 кубических метров в минуту. Этого достаточно для обеспечения нормальной работы мотора с невысокой мощностью и небольшим объемом.

Как устроен вентилятор?

Данный узел является основным в воздушном охлаждении двигателя. Главная деталь – это ротор вентилятора. Чтобы оптимизировать воздушный поток, форму и конструкцию элементов тщательно просчитали инженеры.

Вентилятор представляет собой направляющий диффузор и ротор, оснащенный восемью лопатками, расположенными радиально. Диффузор обладает своими лопастями – они имеют переменное сечение. Главная их задача – создать направленный воздушный поток. Они сделаны неподвижными и равномерно распределены по окружности.

Лопасти на направляющем аппарате призваны менять направление потока воздуха – воздушный поток движется в сторону, которая противоположна вращению ротора. Это повышает давление воздуха и улучшает охлаждение двигателя.

Вентилятор на ранних конструкциях приводился в движение от шкива коленчатого вала с помощью приводного ремня. Направляющее устройство неподвижно и закреплено на блоке двигателя. В более современных четырехтактных двигателях воздушного охлаждения вентилятор приводится в действия за счет электродвигателя. Но таких моделей мало.

Естественная система воздушного охлаждения

Это считается наиболее простым решением. На внешней поверхности блока двигателя установлены специальные ребра, через которые и отдается максимальное количество тепла. Данную систему можно встретить на мотоциклах, различных мопедах и скутерах, поршневых моторах самого разного назначения.

Преимущества

Главное среди всех прочих преимуществ воздушного охлаждения двигателя – это простота конструкции. В системе отсутствует помпа, радиатор, термостат, патрубки и хомуты, трубки подвода и оттока антифриза.

Второе важное преимущество – высокая ремонтопригодность. Например, в тракторных силовых агрегатах имеются индивидуальные цилиндры. Если случилась поломка, то при необходимости можно заменить цилиндр или устранить неисправность. В двигателях с жидкостным охлаждением в случае повреждения какого-либо из цилиндров придется менять блок полностью либо выпрессовывать гильзы.

Для примера не стоит далеко ходить. Возьмем двигатель Tatra T815. Это мотор с воздушным охлаждением. Головки блока здесь сделаны раздельными. В случае необходимости ремонта не нужно снимать ГБЦ полностью. Даже очень серьезные работы по ремонту можно производить без демонтажа блока двигателя.

Двигатели, оснащенные воздушным охлаждением, более ресурсные. Если в моторе с жидкостной системой повредятся патрубки или ослабятся хомуты, то агрегат эксплуатировать нельзя, так как охлаждающая жидкость уйдет. Также существует опасность выброса горячей жидкости из системы. Всех этих недостатков лишены воздушные системы.

почему включается вентилятор на холодном двигателе

Даже серьезные повреждения охлаждаемой поверхности на блоке двигателя или ГБЦ не смогут помешать дальнейшему использованию мотора. Это очень большой плюс. Кроме того, двигателю нужно значительно меньше времени для выхода в рабочий режим – нет необходимости в прогреве жидкости, что актуально зимой. Все это обуславливает значительно меньшие затраты на обслуживание и эксплуатацию подобных силовых агрегатов.

Недостатки

Не обошлось и без недостатков. Прежде чем приобрести авто, оснащенный подобной системой охлаждения, следует знать основные минусы данных решений.

Так, работа двигателя сопровождается непомерно громким шумом. Шум этот создает работающий вентилятор. Еще один минус – это размеры, так как мотор комплектуется обдувающими устройствами. Даже при современных темпах развития технологий, воздушные потоки неравномерно направлены, а значит, есть риск локальных перегревов. Двигатели такого типа очень чувствительны к качеству бензина, масла, предъявляются высокие требования к состоянию основных деталей в моторе.

Но автомобили с такой системой прочно заняли свое место в автомобилестроении. Этими силовыми агрегатами оснащают грузовые авто, есть несколько легковых моделей. На воздушном охлаждении работает сельскохозяйственная и военная техника, некоторые дизельные двигатели.

почему вентилятор охлаждения на холодном двигателе

Популярные мифы

Первым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Он полностью подорвал доверие отечественного водителя к такой системе. Часто автовладельцы жаловались на сильные перегревы, недостаточную мощность и частые выходы из строя. При этом немецкий «Жук» с примерно такой же системой пользовался большой популярностью, спрос на него был очень хороший.

Давайте, основываясь на характеристиках немецкого автопрома, подробно рассмотрим и разрушим популярные мифы, которые преследуют двигатели такой конструкции.

ДВО проигрывает жидкостной системе за счет перегревов

Это не истина в последней инстанции. На самом деле температурные характеристики, наоборот, следует считать преимуществом. Естественно, за счет пониженной теплопроводности воздух просто не сможет так быстро отводить тепло, как в системах с антифризом.

почему вентилятор на холодном двигателе

Но разница между температурой на цилиндрах и температурой внешних сред значительно больше, чем между жидкостью и стенками блока и ГБЦ. Погода в меньшей степени способна влиять на температурный режим охлаждения. Двигатели с жидкостной системой имеют повышенный риск перегрева летом. Особенно это актуально в жаркий знойный день. Также владельцы могут столкнуться с проблемой, почему включается вентилятор охлаждения на холодном двигателе. В «воздушниках» такого нет.

Габариты

Выше среди недостатков мы выделили пункт о габаритах. Если сравнить между собой размеры моторов с разными типами охлаждения и прочими одинаковыми характеристиками, то преимущество все равно будет за «воздушником».

Даже несмотря на то, что вентилятор и дефлектор – это достаточно громоздкие устройства, параметры «воздушника» меньше, чем в варианте с жидкостным охлаждением.

Кроме того, для размещения традиционной водяной системы нужно больше пространства под капотом, чтобы разместить дополнительное оборудование. На кузове установлен немаленький радиатор с вентилятором. Немало места занимают шланги и патрубки.

«Воздушники» проигрывают в надежности

Статистика показывает, что в одном из пяти случаев отказа мотора виной является жидкостное охлаждение. Причина здесь в следующих деталях – термостат, радиатор, помпа. Даже самый современный двигатель воздушного охлаждения Tatra образца 89 года более надежен, чем мотор нового «Поло-Седан» или «Соляриса».

Что же касается «воздушников», то вероятность поломки значительно ниже, так как конструкция намного проще – только вентилятор и дефлектор.

«Воздушники» громкие

А вот это правда. Но даже огромный самосвал «Татра» не ревет, мотор просто более шумный. В особенностях конструкции не предусмотрено каких-либо эффективных звукопоглощающих систем. В жидкостных двигателях такие системы есть. Кроме того, шум усиливается за счет прохождения воздушных потоков через ребра цилиндров и головок.

почему включается вентилятор охлаждения на двигателе

Типичные неисправности

При всей надежности воздушных систем, поломки случаются и здесь. Одна из популярных неисправностей – это электроника. В системе имеется датчик температуры. Для тех, кто не знает, где находится датчик температуры двигателя: он расположен в масляном поддоне. В результате завышенных показаний данного датчика система может дать сбой.

Если на панели приборов загорелась лампа неисправности, то чаще всего причина заключается в обрыве ремня. Реже всего диагностируются проблемы, связанные с термостатом.

Особенности выбора масла

Есть мнение, что нужно использовать специальное масло для двигателей с воздушным охлаждением. И это так. Дело в том, что температура нагрузки на детали поршневой группы в двигателях с воздушным охлаждением значительно выше, чем у агрегатов с водяным.

В основе этих специальных масел чаще всего лежат полиальфаолефиновые масла грубой очистки на базе минеральной или синтетической природы. К этому комплексу применен комплект присадок, обеспечивающих надежную защиту двигателя, противостоящих залеганию колец, улучшающих энергосбережение. В любых маслах уже имеются добавки, которые эффективно защищают агрегат от заклинивания за счет устойчивой базовой формулы.

О ремонте и обслуживании

Для эксплуатации данных двигателей владелец должен немного понимать принцип работы системы и знать, где находится датчик температуры двигателя. В остальном, это надежная охлаждающая система, аналогов по простоте устройства которой нет. Не нужно раз в два года менять антифриз, не нужно использовать герметик для устранения течей, периодически менять помпу. И таких «не нужно» достаточно много.

почему включается вентилятор охлаждения на холодном двигателе

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель с воздушным охлаждением. Как видите, это весьма надежные агрегаты. Однако, как показывает статистика, серийных авто с такими ДВС очень мало. В большинстве автопроизводители практикуют классическое жидкостное охлаждение двигателя. Воздушное можно встретить разве что на некоторых грузовиках и на скутерах.

Система воздушного охлаждения двигателя

Воздушная система охлаждения двигателя пользовалась огромной популярностью после Второй мировой войны, когда у людей не было денег на покупку дорогих автомобилей. Простая и надежная система, построенная на принудительном обдуве разогретого блока цилиндров потоком воздуха, отлично зарекомендовала себя на маломощных микролитражках европейского производства.

Назначение воздушного охлаждения двигателя

При работе двигателя внутреннего сгорания, температура отдельных деталей может повышаться до 800-900 градусов, а цилиндры разогреваются до 2000 градусов Цельсия и выше. Если не охлаждать двигатель, его мощность заметно снизится, а расход топлива и масла увеличится. Перегрев деталей мотора, к тому же, приводит к их быстрому износу и поломке.

До 2001 года двигатели воздушного охлаждения от Volkswagen Beetle использовались в качесте двигателей подъемников на австралийском горнолыжном курорте Тредбо

Чрезмерное охлаждение действует на двигатель не менее негативно. При переохлаждении наблюдаются практически те же признаки: снижение мощности, ускоренный износ деталей, повышенный расход топлива.

В современных автомобилях система охлаждения помимо основной задачи выполняет еще и ряд второстепенных. Прежде всего, это нагрев воздуха в системе отопления салона. Помимо этого, средствами системы охлаждения зачастую охлаждают моторное масло, рабочую жидкость автоматической коробки передач, а в некоторых случаях, приемный коллектор или даже дроссельный узел.

Для выполнения всех этих задач в современной системе охлаждения, воздушной или жидкостной, рассеивается около 35% тепла, полученного в результате сгорания топлива.               

Устройство воздушной системы охлаждения

Теплоносителем в воздушной системе охлаждения служит поток воздуха.

Он отводит тепло от цилиндров, головки блока и масляного радиатора. Система включает в себя: вентилятор, охладительные ребра цилиндров и головки (или головок), съемный кожух, дефлекторы и контрольные приборы.

Возможно, самый мощный автомобильный двигатель воздушного охлаждения был установлен на Porsche 911 (933) Turbo S в 1997 году. Этот двигатель с двумя турбинами развивал 400 лошадиных сил

Блок и головку блока цилиндров двигателей с воздушным охлаждением оснащают дополнительными ребрами, увеличивающими площадь поверхности, контактирующей с воздухом. Воздушный поток подается к корпусу двигателя принудительно, при помощи вентилятора с лопастями из прочного, но легкого алюминиевого сплава.

Конструкция вентилятора системы воздушного охлаждения

Вентилятор — главный узел системы, а ротор вентилятора — его основная деталь. Для оптимизации потока воздуха форму и конструкцию деталей вентилятора тщательно просчитали инженеры. Он состоит из направляющего диффузора и  ротора, как правило, состоящего из 8 лопаток, расположенных радиально.

В направляющем аппарате — диффузоре — есть свои лопасти переменного сечения, служащие для направления потока. Они неподвижны и равномерно располагаются по окружности.

Двигатели с воздушным охлаждением ставились на полноприводные военные грузовики чешской компании Tatra

Лопасти направляющего аппарата меняют направление воздушного потока, заставляя его двигаться в сторону противоположную вращению ротора. Это позволяет увеличить воздушное давление, а следовательно, охлаждение двигателя.

Вентилятор приводится в движение от шкива коленчатого вала при помощи ремня. Направляющий аппарат неподвижно закреплен на двигателе.

Вентилятор оснащен защитной сеткой, позволяющей избежать попадания посторонних предметов в направляющий аппарат.

Как работает воздушное охлаждение двигателя

Поскольку цилиндры и их головки нагреваются больше других деталей, мощный воздушный поток направляется, в первую очередь на них, вдоль каналов между ребрами охлаждения. Затем воздух равномерно распределяется на все детали двигателя с помощью направляющих поток дефлекторов – тонких металлических пластин.

Объем воздуха, подаваемого вентилятором в систему охлаждения, составляет примерно 30 куб.м в минуту. Это обеспечивает нормальную работу двигателя невысокой мощности и небольшого объема в температурных пределах от -40 до +40 градусов.

Интенсивность охлаждения двигателя с воздушной системой регулируется автоматически при помощи термостатов и заслонок.                                   

Преимущества и недостатки воздушной системы охлаждения

Преимуществом воздушной системы охлаждения двигателей является простота эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

Воздушное охлаждение позволяет значительно снизить массу мотора и  упростить холодный запуск.

К недостаткам воздушной системы охлаждения принято относить увеличение габаритов двигателя и повышенный уровень шума. К тому же, в подобных системах некоторые элементы испытывают большую тепловую нагрузку за счет неравномерности обдува.

Двигатели с воздушным охлаждением чувствительнее к качеству топлива, смазочных материалов и запасных частей, так как работают, в целом, в более экстремальном режиме эксплуатации. Кроме того, необходимо тщательно следить за чистотой в моторном отсеке, так как даже тонкий налет грязи на корпусе двигателя существенно снижает характеристики охлаждения.             

Характерные поломки системы воздушного охлаждения двигателя

Признаком плохой работы охлаждающей системы служит повышение температуры масла в картере двигателя, регистрируемое специальным датчиком.

Самая распространенная поломка воздушной системы охлаждения — это обрыв ремня вентилятора. На приборной панели автомобилей, в которых применена система воздушного охлаждения, имеется лампа, которая сигнализирует об этой неисправности.

Автомобили с воздушным охлаждением двигателя

Пик применения двигателей воздушного охлаждения в автомобилестроении пришелся на шестидесятые годы двадцатого века. В тот период в мире выпускалось максимальное количество автомобилей с воздушным охлаждением двигателя. Наиболее известны модели концерна Volkswagen – такие как знаменитый «Жук», Transporter T1 и T2 и другие. Модели, построенные на основе такого двигателя, строили американские инженеры из GM (Chevrolet Corvair), французские (Citroën 2CV, GS и GSA) и японские (Honda 1300). Отдельного упоминания достойны автомобили с двигателями воздушного охлаждения другого германского концерна – Porsche. Одна из наиболее известных моделей, выпускающаяся и в наше время Porsche 911, в течение долгого времени оснащалась двигателем с воздушным охлаждением. Благодаря гению Фердинанда Порше, мощными двигателями воздушного охлаждения оснащались только автомобили этой компании. 

Большая часть излишков тепла, то есть около 44% отводится от двигателя через выхлопную трубу, вне зависимости от типа системы охлаждения

В современном автомобилестроении двигатели с воздушным охлаждением утратили популярность. Главным образом, вследствие доминирования переднеприводных моделей с поперечным расположением двигателя. При такой конструкции, во-первых, трудно организовать эффективную систему воздушного охлаждения, а во-вторых, нетрудно установить радиатор водяного охлаждения.

Отечественный автопром также не обошел популярную концепцию стороной. Все автомобили Запорожского автозавода, выпущенные в период существования СССР, обладали двигателями воздушного охлаждения с приводом на задние колеса, установленными в задней части кузова, по той же концепции Фердинанда Порше.

Двигатель воздушного охлаждения — Автомобили Premier

Содержание

  • Чем привлекателен двигатель воздушного охлаждения
  • Функции охлаждающих совокупностей
  • принцип и Назначение действия совокупности воздушного охлаждения
  • недостатки вентилятора
  • системы и Конструкция Преимущества охлаждения двигателя воздухом
  • Распространенные мифы о «воздушниках», истина либо вымысел
  • Утверждение 1. «Воздушник» проигрывает жидкостной совокупности за счет сильного нагревания
  • Утверждение 2. Громадные габариты
  • Утверждение 3. Воздушные совокупности проигрывают жидкостным в надежности
  • Утверждение 4. Воздушное охлаждение через чур громкое
  • Утверждение 5. Воздушные двигатели стремительнее изнашиваются
  • Утверждение 6. Недостаточная мощность
  • Заключение
  • Дабы предохранить двигатель от перегрева, тем самым увеличивая срок безотказной эксплуатации автомобиля, нужна действенная совокупность охлаждения. Грядущее изучение посвящено «воздушникам», их устройству, а кроме этого недостаткам и достоинствам.

    Изучив предлагаемую данные, возможно сравнить принудительное охлаждение воздухом с жидкостным, дабы сделать верный выбор совокупности.

    Чем привлекателен двигатель воздушного охлаждения

    В функционирующем моторе температура цилиндров способна достигать 2000 градусов, в то время как оптимально допустимым считается режим 80-90 градусов. Очевидно, в таких экстремальных условиях ни одна подробность не прослужит продолжительно.

    Для сохранности рабочих фрагментов машины двигатель испытывает недостаток в достаточно системе охлаждения. Подобные конструкции имеют две разновидности:

    1. совокупность, применяющая воздушное охлаждение. Тут в качестве защиты трудящегося агрегата от перегрева выступает воздушное пространство;
    2. жидкостное охлаждение ранее, в прежние времена осуществлялось простой водой. Технический прогресс отразился на создании особого вещества, названного антифризом. Кроме этого для понижения температуры мотора используется тосол.

    В настоящей публикации детально рассматривается первая разновидность совокупностей, оберегающих функционирующий двигатель от чрезмерного перегрева. Это разрешит несведущему автомобилисту ознакомиться с принципом и устройством работы сложного технологического механизма.

    Функции охлаждающих совокупностей

    направляться подчернуть, что поддержание оптимального температурного режима в двигателе автомобиля требует защиты не лишь от непомерного перегревания, но кроме этого от промерзания. Переохлаждение агрегата способно привести к конденсации топливно-воздушной смеси, вызванную соприкосновением горючего с прохладной поверхностью цилиндров.

    Попадая в картер силовой установки, она ведет к разжижению смазочного вещества, что отражается утратой большинства его нужных черт.

    Смешивание горючего с маслом приводит к досадному падению мощности мотора. Функционально серьёзные детали двигателя стремительнее изнашиваются. Кроме этого отрицательным моментом есть загустевание масла в переохлажденном агрегате.

    Ухудшение своевременной подачи смазочного вещества в цилиндры ведет к непомерной растрате горючего, функциональная свойство двигателя значительно понижается.

    Кроме исполнения главной функции, совокупности охлаждения дополнительно снабжают:

    • понижение температуры отработанных газов в совокупности рециркуляции;
    • кондиционирование и вентиляцию воздуха в салоне автомобиля. Кроме этого они несут ответственность за отопление;
    • своевременное охлаждение моторного масла;
    • поддержание оптимального температурного баланса в турбокомпрессорных агрегатах;
    • охлаждение рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат.

    принцип и Назначение действия совокупности воздушного охлаждения

    Установлено, что перегревающийся двигатель приводит к непомерному расходу горючего, кроме этого тратится много машинного масла. Серьёзные для обычного функционирования автомобиля подробности скоро выходят из строя благодаря скорого износа.

    К тому же, нарушение температурного режима может привести к необоснованной утрата мотором нужной мощности.

    С помощью воздушной совокупности охлаждения в двигателе поддерживается оптимальная температура. Кроме этого ее назначением есть контроль подогрева воздуха в салоне автомобиля.

    Она смотрит за своевременным охлаждением смазочных материалов, снижает температуру рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат, а иногда поддерживает оптимальный режим в приёмном коллекторе и дроссельном узле.

    Принцип действия совокупности содержится в отведении тепла потоком воздуха от чрезмерно нагревающихся деталей трудящегося двигателя. Таким методом охлаждаются цилиндры, масляного радиатора и головки блока.

    Воздушный поток к двигателю нагнетается принудительно алюминиевыми лопастями вентилятора, защищенного особой сеткой от нежелательного попадания случайных предметов, талантливых повредить агрегат. Дефлекторы равномерно распределяют воздушное пространство, поступающий через ребра охлаждения, между всеми подробностями функционирующего мотора.

    Конструкция вентилятора

    направляться подчернуть, что принудительное воздушное охлаждение нереально без особого устройства. Вентилятор, являющийся нужным звеном разглядываемой совокупности, складывается из следующих подробностей:

    • направляющего диффузора, оснащенного по окружности стационарными, радиально расположенными лопастями переменного сечения, воздействующими на равномерное распределение воздушного потока;
    • ротора, имеющего восемь особенных лопаток, размещенных по радиусу;
    • алюминиевых лопастей, нагнетающих поток воздуха в требуемом направлении;
    • кожуха, предотвращающего попадание тепла из внешнего пространства;
    • защитной сетки, предохраняющей механизм от случайного проникновения посторонних предметов вовнутрь устройства.

    Лопастями диффузора изменяется направление воздушного потока, и он устремляется в сторону, противоположную вращению ротора. Это содействует повышению давления, приводя к лучшему охлаждению двигателя.

    Преимущества и недочёты совокупности охлаждения двигателя воздухом

    Раздельно необходимо заметить, что время от времени для обеспечения обычного температурного режима достаточно естественной циркуляции атмосферных потоков. Внешняя поверхность цилиндров мопедов, мотоциклов, поршневых и других несложных двигателей оснащается особыми ребрами, содействующими отдаче тепла во окружающую среду.

    Сложная конструкция автомобильного мотора требует принудительного охлаждения. Воздушному потоку нужно придать определенное направление.

    Для данной цели употребляются вентиляторы.

    Двигатели с воздушным охлаждением владеют следующими преимуществами:

    1. чрезвычайной простотой конструкции, существенно упрощающей процесс ремонта либо замены пришедших в непригодность подробностей;
    2. относительно маленьким весом;
    3. основательной надежностью;
    4. приемлемой ценой;
    5. хорошими чертями холодного запуска мотора.

    Но, перед тем как выбрать автомобиль, имеющий двигатель воздушного охлаждения, направляться ознакомиться и с недочётами разглядываемых совокупностей. Они характеризуются:

    1. непомерным шумом, что создается трудящимся вентилятором;
    2. повышением размера двигателя в связи с необходимостью дополнительного пространства для размещения обдувающего устройства;
    3. неравномерностью направленности воздушных потоков, что определяет возможность локального перегрева;
    4. чрезмерной чувствительностью к качеству горючего, смазочных материалов, а кроме этого повышенными требованиями к состоянию запчастей.

    Тем не меньше, воздушное охлаждение купило собственную нишу в автомобилестроении. Такими моторами оснащают грузовики, сельскохозяйственную технику и автомобили с дизельными ДВС.

    Распространенные мифы о «воздушниках», истина либо вымысел

    К сожалению, недочёты «Запорожца» совсем подорвали доверие отечественных автомобилистов к воздушной совокупности охлаждения двигателя. Ее обвиняли в сильном нагревании, недостаточной мощности и стремительном выходе из строя.

    В то время, как германский «Жук», оснащенный подобной системой, пользуется неизменной популярностью у потребителей, радуя производителя постоянным повышенным спросом.

    Равняясь на чертей германского автомобиля, детально исследуем кое-какие достаточно распространенные предания, преследующие двигатели, охлаждаемые воздухом.

    Утверждение 1. «Воздушник» проигрывает жидкостной совокупности за счет сильного нагревания

    Отнюдь не есть непреложной истиной. В действительности температурные изюминки, напротив, можно считать преимуществом двигателя, охлаждаемого воздушным потоком.

    Очевидно, пониженная теплопроводность не разрешает воздуху отбирать тепло с достаточной скоростью, снабжаемой водой либо антифризом.

    Но, отличие температур на поверхности цилиндров и во внешней среде намного больше отличия между жидкостью и стенками, перемещающейся в совокупности. Исходя из этого, погодные условия в меньшей степени воздействуют на тепловой режим «воздушника».

    Возможность перегрева мотора с жидкостным охлаждением в жару намного выше.

    Утверждение 2. Громадные габариты

    Кроме этого очень спорно. При сравнении размеров двух двигателей, имеющих равные диаметры цилиндров и однообразный движение поршня, но оснащенные различными совокупностями охлаждения, преимущество обычно выясняется на стороне «воздушника».

    Не обращая внимания на достаточно внушительный вид вентилятора с дефлектором и достаточно громоздкие кожухи, окружающие цилиндры с головками, его параметры выясняются пара компактнее, чем у жидкостного агрегата.

    К тому же, «водянка» занимает намного большее пространство за счет дополнительного оборудования, выносимого за пределы двигателя. На кузове находится очень громоздкий радиатор, оснащенный вентилятором.

    Кроме этого много всевозможных шлангов отнюдь не додают компактности.

    Утверждение 3. Воздушные совокупности проигрывают жидкостным в надежности

    Не соответствует действительности. Статистические изучения утверждают, что в одном из пяти случаев отказа двигателя вина ложится на жидкостное охлаждение.

    Обстоятельством являются отказоопасные подробности наподобие термостата, радиатора, помпы и пр.

    Простота конструкции снабжает надежность вентилятора с дефлектором, растолковываемую низкой возможностью поломки. Помимо этого, привлекательным моментом, свидетельствующим в пользу «воздушника», считается понижение затрат на обслуживание совокупности.

    Утверждение 4. Воздушное охлаждение через чур громкое

    К сожалению, есть подлинным. Конструктивными изюминками воздушной совокупности не предусмотрены действенные звукопоглощающие устройства, которыми располагает жидкостной двигатель.

    Помимо этого, ребра цилиндров и головок «воздушника» время от времени, напротив, усиливают шумы, создаваемые функционирующим мотором.

    Конструкторы предусмотрели звукоизоляцию жидкостной совокупности, осуществляемую благодаря удвоенным стенкам рубахи охлаждения, в которой циркулирует антифриз либо вода. Исходя из этого на данной позиции «воздушник» вправду был в проигрыше.

    Утверждение 5. Воздушные двигатели стремительнее изнашиваются

    есть верным применительно к устаревшим совокупностям. Вентилятор потоки воздуха на ребра цилиндров, не снабжая достаточной равномерности обдува.

    Современные двигатели характеризуются рациональным распределением тепла.

    К тому же, более высокая температура на стенках цилиндров «воздушников» содействует сокращению утрат, вызываемых трением колец о цилиндры благодаря лучшему разжижению смазочных материалов. Это растолковывает меньший износ подробностей.

    Масло меньше подвергается окислению, что замедляет его старение, разрешая экономить на нередкой замене.

    Утверждение 6. Недостаточная мощность

    Не совсем правильно. Обстоятельством аналогичного обвинения есть ухудшение весового наполнения цилиндров рабочей жидкостью, вызывающее непродолжительное падение мощности двигателя.

    Это происходит благодаря увеличению температуры цилиндров и головок с повышением нагрузки, что ведет к нежелательному нагреванию воздуха в совокупности.

    Но, при большем количестве оборотов отличие в коэффициенте наполнения у жидкостных моторов и воздушных двигателей делается меньше 3,5%, установленных изучениями, фактически устремляясь к нулю. Исходя из этого, бороться с утратой отдачи возможно, увеличивая обороты.

    Заключение

    Итак, исследование доказало, что охлаждение воздухом никак не хуже жидкостного, а по некоторым параметрам и вовсе превосходит его. Не пора ли производителям задуматься о возобновлении выпуска машин с воздушными совокупностями?

    Спрос потребителей будет расти, не обращая внимания на печальный опыт злосчастного «Запорожца».

    Утверждение веры: заветы преподобного Иосифа Волоцкого


    Похожие статьи, подобранные для Вас:

    Двигатели с воздушным охлаждением на малых судах. « Домашняя яхт-верфь.

    Двигатели с воздушным охлаждением на малых судах.

    Вода в качестве средства охлаждения двигателя внутреннего сгорания используется практически с первых же лет его существования. Тем  более оправдано применение двигателей с водяным охлаждением на судах, на которых нет недостатка в сравнительно холодной забортной воде. И тем не менее, в последнее десятилетие конструкторы ДВС все чаще обращаются к использованию не водяного, а воздушного охлаждения и не только для двигателей наземных транспортных средств, но и для судовых двигателей. Одной из причин этого является всеобщая озабоченность сохранением чистоты внешней среды.

    К чистоте выхлопа и явлениям, сопутствующим работе двигателей на судах, предъявляются все более строгие требования. Как бы ни был «чист» двигатель с водяным охлаждением, вместе с нагретой водой из его системы охлаждения всегда выбрасывается в воду какое — то количество горючего и смазочного масла, проникающих в систему в результате не абсолютной герметичности соединений.

    Есть и другие доводы в пользу воздушного охлаждения судовых ДВС, причем все они вытекают из недостатков систем водяного охлаждения. Взять хотя бы коррозию рубашки двигателя от контакта ее поверхностей с проточной забортной водой. Коррозия блока цилиндров и его головки нередко является главной причиной преждевременного выхода двигателя из строя. Правда, некоторые фирмы снабжают системы охлаждения протекторной защитой в виде цинковых анодов, монтируемых в водопроточных каналах двигателя. Однако периодически протекторы нуждаются в замене, для чего необходима частичная разборка двигателя.

    Коррозия может быть также уменьшена при использовании двухконтурной системы водяного охлаждения, при которой в замкнутом внутреннем контуре циркулирует пресная вода. Однако применение двухконтурной системы усложняет конструкцию двигателя, увеличивает его массу и удорожает монтаж на судне: двигатель необходимо снабдить водо — водяным и водо — масляным холодильниками; кингстоном, фильтром и насосом забортной воды; термостатом; смонтировать трубопровод с определенным числом соединений.

    Эта система является весьма уязвимой, требует постоянного внимания и контроля со стороны обслуживающего персонала — нужен контроль за температурой воды, работой насоса, очисткой фильтра и водозаборника, не говоря уже о необходимости открывать перед запуском кингстон забортной воды.

    Как показывает опыт, в двадцати случаях из ста причиной отказа двигателей являются неполадки в системе водяного охлаждения как на судах, так я на наземных транспортных средствах. Вероятность отказа системы охлаждения повышается при эксплуатации судна в воде, засоренной взвешенными частицами ила или песка, которые забивают фильтры и приемную решетку системы. При отрицательных температурах возможно размораживание двигателя, при котором в рубашке цилиндров и головке блока могут появиться трещины.

    Как надежные и неприхотливые в эксплуатации ДВС воздушного охлаждения получили широкое распространение на тракторах, грузовых автомобилях, дорожных и горных машинах, работающих в самых сложных условиях. Одним из крупнейших поставщиков дизелей с воздушным охлаждением на мировом рынке является фирма «Дёйтц» (ФРГ), выпускающая в настоящее время около 40 моделей таких ДВС мощностью от 5 до 500 л. с. Имеются образцы 1000-сильных дизелей, однако дальнейшему повышению мощностей ДВС с воздушным охлаждением препятствует чрезмерное увеличение размеров ребер охлаждения цилиндров, что, помимо увеличения габаритов и массы двигателей, вызывает определенные конструктивные трудности.

    Использование ДВС воздушного охлаждения на судах не является технической новинкой, точнее будет сказать, что в последние годы оно получает новый толчок. Можно, например, вспомнить глиссеры 30-х годов или современные мелкосидящие катера с воздушными винтами, приводимыми от мощных авиационных моторов. На большинстве судов на воздушной подушке ДВС с воздушным охлаждением приводят во вращение вентиляторные установки.

    В этих случаях используются такие положительные качества двигателей воздушного охлаждения, как малый вес на единицу мощности и простота конструкции. Поскольку ДВС устанавливаются за воздушным винтом или вентилятором — в струе воздуха, имеющего достаточно высокую скорость, охлаждение их не представляет никаких проблем. В последние годы судостроители обращают пристальное внимание на двигатели другого рода — надежные и имеющие большой моторесурс дизели воздушного охлаждения, пригодные для более тяжелых условий службы на судах различного назначения.

    Одними из первых типов судов, которые стали оснащаться дизелями воздушного охлаждения, стали спасательные шлюпки и бортовые катера для морских судов. Для них ценна возможность запуска двигателя до спуска шлюпки на воду, когда она еще висит на шлюпбалках и заполняется людьми. Как только шлюпка окажется на воде и будут отданы гаки шлюп — талей, она немедленно отойдет от борта.

    Конструкция современных шлюпочных дизелей с водяным охлаждением рассчитана на работу в течение 10—12 мин без контакта шлюпки с водой, но ДВС воздушного охлаждения может работать в таких условиях неограниченное время без опасности закипания воды, которая существует у обычных шлюпочных дизелей. Кроме того, при плавании в арктических водах в систему водяного охлаждения приходится добавлять антифриз и предусматривать специальные устройства для облегчения холодного запуска.

    Условия размещения дизеля воздушного охлаждения на открытой шлюпке практически не отличаются от условий, в которых он работает на тракторе — он открыт для воздуха со всех сторон и ничто не препятствует свободному отводу подогревшегося воздуха. Попытки же применить такие ДВС в тесных моторных отсеках запалубленных катеров и яхт первое время часто оказывались неудачными: не уделялось достаточного внимания обеспечению циркуляции больших масс воздуха у двигателя.

     

    Заметим, что для охлаждения двигателя требуется примерно в 25 раз большее количество воздуха, чем для сгорания топлива в его цилиндрах. Поэтому после запуска двигателя температура в моторном отсеке и смежных помещениях быстро поднималась, особенно если нельзя было открыть двери и люки.

    Сейчас эта проблема успешно решена и количество судов различного назначения, оснащенных ДВС воздушного охлаждения, ежегодно увеличивается. Среди них немало судов, получивших класс различных классификационных обществ, что является высшей оценкой надежности и пригодности к эксплуатации на море. В частности, японский рыболовный флот насчитывает более 3000 мото — ботов и сейнеров, оборудованных дизелями «Дёйтц — Митсуи» ряда FL 912 мощностью от 17 до 110 л. с.

    Успешно эксплуатируются лоцманские боты, патрульные катера, паромы, моторные и моторно-парусные яхты, на которых установлены дизеля с воздушным охлаждением. На ряде озер в Центральной Европе, где запрещено плавание судов с обычными ДВС, сделано исключение для пассажирских и прогулочных катеров с двигателями воздушного охлаждения (иногда со спаренной установкой при  мощности дизелей по 220 л. с.).

    Имеется положительный опыт применения дизелей с воздушным охлаждением типа Д22 и Д37 производства Владимирского тракторного завода и в отечественном малом судостроении. В частности, эти двигатели устанавливались на плавучих комбайнах ИРД, предназначенных для эксплуатации на внутренних водоемах для искусственного разведения рыбы; они непременно должны были отвечать повышенным требованиям к чистоте воды.

    Однако широкого распространения на малых судах эти двигатели не получили из-за отсутствия в серийном производстве реверсивно — редукторных передач, пригодных для их комплектации. Итак, ДВС воздушного охлаждения имеют определенные качества, позволяющие рассматривать их как перспективный тип двигателей для малых судов. Познакомимся с некоторыми их особенностями, которые следует учитывать при установке на судно.

    При водяном охлаждении максимальная температура охлаждаемых поверхностей двигателя (в частности — головки блока и стенки цилиндра) ограничивается температурой кипения воды, т. е. 90—11О°С. При воздушном охлаждении температура стенок цилиндров может быть допущена значительно выше — до 150°. Благодаря этому смазочное масло становится более жидким, его смазочные свойства улучшаются, что способствует уменьшению износа стенок цилиндров и поршневых колец.

     

    Топливо, попадающее в смазочное масло и не успевающее сгореть при холодном пуске, при хорошо прогретом двигателе испаряется, затем через сапун и всасывающий тракт оно вновь поступает в цилиндры, где и сгорает. В судовых двигателях с водяным охлаждением при нормальной эксплуатации перегрева не бывает, поэтому попавшее в масло топливо остается в нем, ухудшая смазочные свойства. Для компенсации разжижения масла топливом приходится периодически доливать масло в расходный бак.

    Большие температурные перепады, на которые рассчитывается ДВС воздушного охлаждения, обусловливают важные преимущества их при работе в условиях высоких температур окружающего воздуха. Для них не существует опасности закипания воды в межрубашечном пространстве при засорении системы охлаждения, неисправности насосов забортной или циркуляционной воды, а также размораживания системы в случае отрицательных температур.

    При холодном запуске дизеля воздушного охлаждения температура выпадения конденсата на стенках цилиндров достигается за срок, примерно в три раза более короткий, чем у двигателя с водяным охлаждением. Это обусловливает менее благоприятные условия для развития коррозии в цилиндрах ДВС воздушного охлаждения и больший срок их службы.

    Распространенное мнение о том, что ДВС воздушного охлаждения создают при работе больше шума, чем двигатели с водяным охлаждением, в настоящее время потеряло под собой почву. Проведенные исследования показали, что тип охлаждения не является фактором, предопределяющим уровень шумности двигателя. Водяная рубашка отнюдь не является шумопоглощающей изоляцией, как это ранее предполагалось. Гильзы цилиндров, будучи соединенными со стенками картера, передают через него шум, создаваемый двигателем.

    При тщательной доработке аэродинамических качеств вентилятора воздушного охлаждения шум двигателя может быть существенно снижен, особенно в его высокочастотных спектрах, оказывающих наибольшее звуковое воздействие на человека. ДВС воздушного охлаждения имеют несколько меньшие габариты и массу при равной мощности с двигателями водяного охлаждения.

    Естественно, что у ДВС воздушного охлаждения имеются и недостатки, которые связаны прежде всего с работой этих двигателей на повышенном тепловом режиме. В целом такой режим благоприятно сказывается на некотором повышении термического КПД двигателя и его экономичности, но и в  то же время происходит довольно большой угар масла. Это приводит к необходимости более частой замены масла в двигателе, повышенному образованию нагара на поршнях, клапанах, поршневых кольцах и форсунках и как следствие — к износу таких деталей.

    При установке ДВС воздушного охлаждения на судне необходимо обеспечить подвод холодного наружного воздуха к вентилятору двигателя и отвод теплого воздуха в атмосферу. Если двигатель установлен в моторном отсеке у транца, воздухозаборники могут быть расположены в переборке, отделяющей отсек от кокпита. Иногда они выполняются в виде шахт, подводящих воздух из заборников, смонтированных в боковых или передней стенках рубки.

    Важно, чтобы вместе с воздухом в моторный отсек не попадала вода с верхней палубы и воздух опускался беспрепятственно до трюма в моторном отсеке. В этом случае холодный воздух на пути в вентилятор двигателя будет охлаждать реверс — редуктор, топливные цистерны, переборки отсека. Вместе с ним будут удаляться газы, скапливающиеся в трюме.

    При размещении двигателя у транца отвод горячего воздуха (его температура около 50о) может осуществляться через короткую трубу, соединяющую выходное отверстие в транце с патрубком на двигателе. При размещении двигателя в средней части судна оптимальной конструкцией отвода воздуха является вертикальная шахта, заканчивающаяся дымовой трубой над палубой или рубкой. Внутри шахты можно пропустить выхлопной трубопровод, который будет охлаждаться омывающим его воздухом, потому его не требуется изолировать.

    Чтобы выхлопные газы не попадали в трубу, срез газовыхлопа желательно расположить слегка выше кромки дымовой трубы. Трубопровод, отводящий горячий воздух, должен быть по возможности коротким и не иметь крутых поворотов с тем, чтобы не оказывать сопротивления работе вентилятора. После остановки двигателя вентиляция моторного отсека происходит естественным путем — за счет тяги дымовой трубы.

    Воздушные заборники и шахты в ряде случаев отнимают полезный объем помещений на малых судах и требуют определенных затрат на их изготовление и монтаж. Однако эти затраты окупаются надежностью, простотой обслуживания и другими эксплуатационными качествами двигателей с воздушным охлаждением.

    Г. А. Рерих.

    Источник: «Катера и Яхты»,  №94.

    0.000000 0.000000

    Понравилось это:

    Нравится Загрузка…

    Похожее

    19.01.2014 — Posted by yachtshipyard | Вспомогательные моторы | каюта, корпус, моторная яхта, парусно-моторная яхта, стационарный мотор

    Комментариев нет.

    История и эволюция системы охлаждения

    Benz-Victoria 1894 года. Его испарительная система охлаждения расходовала 150 л воды на 100 км пути

    Двигатель внутреннего сгорания при работе выделяет тепло. Если его в избытке, возникает перегрев мотора, в недостатке — он работает не в полную силу.

    Первая система охлаждения действовала по принципу чайника. Вода, окружавшая стенки и головку цилиндров, при нагревании испарялись, отнимала у мотора излишки тепла и исключала его перегрев — такую систему назвали испарительной. Теодор фон Либих во время дальней поездки в 1894 году на автомобиле Benz Victoria с такой системой охлаждения расходовал 150 л воды на сто километров. По этой причине она быстро стала достоянием истории.

    Замкнутый цикл

    Со временем система водяного охлаждения заняла прочные позиции в автомобильном моторе. Циркуляцию воды в нем поддерживал центробежный насос (помпа), приводимый двигателем. А иногда работал и принцип термосифона, когда масса воды циркулировала благодаря разности температур на входе и выходе теплообменника (радиатора).

    Двигатель Peugeot водяного охлаждения. Видны корпус термостата (1), основной радиатор (2), радиатор отопителя салона (3) и пробка расширительного бачка с паровоздушным клапаном (4)

    Ранние конструкции последнего имели вид змеевика — его S-образно изогнутая трубка была усеяна поперечными ребрами, увеличивавшими площадь поверхности, излучавшей тепло в окружающее пространство. Затем распространение получил сотовый радиатор, предложенный в 1901 году фирмой «Daimler», — его шестигранные трубочки спаивали по кромкам фланцев в общий блок. Процесс пайки был очень трудоемким, и потому на смену ему пришел пластинчатый радиатор, сборка которого легко механизировалась. Сердцевина и тех и других набиралась из латунных деталей — ранние радиаторы были очень тяжелыми. Позже их сменили алюминиевые конструкции.

    Первоначальные жидкостные системы охлаждения спасали моторы от перегрева и только. Но важно еще и поддерживать температуру двигателя в оптимальном для его работы диапазоне. Для этою перед радиатором разместили жалюзи — они позволяли регулировать поступление набегающего потока воздуха и, следовательно, степень охлаждения циркулирующей в нем волы. Дальнейшим шагом стало внедрение термостата — при запуске двигателя в холодную погоду этот прибор на время исключает циркуляцию воды через радиатор, пока двигатель не прогреется до рабочей температуры.

    С другой стороны, при длительном движении с высокой скоростью чрезмерный обдув радиатора встречным потоком воздуха может привести к тому, что мотор переохладится. В этом случае помогает электромагнитная муфта, отключающая вентилятор. Все вышеперечисленные устройства образуют единую термостатическую систему.

    Phanomobil с двигателем воздушного охлаждения, вентиляторами про-пеллерного типа и одним передним ведущим колесом, 1910 г.

    Вода системы охлаждения через отдельный небольшой теплообменник отдает тепло и салону. Известны курьезные случаи, особенно характерные для отечественных автомобилей с «забитыми» отложениями радиаторами, когда летом в жаркую погоду водителю приходится включать отопитель, — салон тогда «работает» как дополнительный радиатор. Со временем для повышения эффективности водяного охлаждения были созданы герметичные системы. Благодаря пробке особой конструкции вода в радиаторе находится под давлением собственных паров — в результате несколько повышается точка ее кипения. Поэтому открывается возможность уменьшить объем и соответственно размер радиатора. Для сброса избыточного давления, чтобы трубки не вспучивало и не разрывало, в пробку вставляют предохранительный паровоздушный клапан.

    Со временем стали использовать лучшие теплоносители, нежели вода. Например, смесь воды с этиленгликолем. Температура его кипения составляет 170°С, благодаря чему также удается уменьшить размеры радиатора.

    Работает воздух

    Воздушное охлаждение на первый взгляд представляется заманчивым. Однако требуется особо точная терморегуляция мотора. Этой цели служит сложная система воздушных дефлекторов и регулируемых вентиляторных лопаток.

    Для двигателей воздушного охлаждения оптимальны оппозитная и V-образная схемы расположения цилиндров. Тогда между ними достаточно пространства как для воздушного потока, так и размещения развитых ребер охлаждения.

    Volkswagen Beetle — некогда самый популярный автомобиль с двигателем воздушного охлаждения

    Стенки блока двигателя воздушного охлаждения тоньше, чем у жидкостного, и потому он быстрее прогревается и остывает. Особенно это характерно для малолитражных силовых агрегатов. Например, мотор «Запорожца» зимой даже после непродолжительной стоянки трудно запустить. Известен случай, когда владелец одного «горбатого» возил в моторном отсеке пару кирпичей. На ходу они прогревались и на стоянках отдавали накопленное тепло медленнее мотора, тем самым обеспечивая беспроблемный холодный пуск. Вот только накопленного ими тепла хватало лишь на пару-тройку часов стоянки.

    Для подачи охлаждающего воздуха используются вентиляторы двух типов: осевые и центробежные. У первого рабочее колесо действует в паре с направляющим колесом, тоже снабженным профилированными лопатками: воздух нагнетается вдоль оси рабочего колеса. Центробежные вентиляторы с так называемой улиткой менее компактны, но при работе менее шумны. Вентиляторы пропеллерного типа, подобные тем, что устанавливают позади радиатора в моторах жидкостного охлаждения, здесь малоэффективны. В давние времена ими снабжали лишь низкофорсированные двигатели воздушного охлаждения.

    Двухцилиндровый оппозитный мотор Tatra 57 воздушного охлаждения с центробежным вентилятором

    Особый интерес представляет схема воздушного охлаждения моторов гоночных машин Tatra 50-х годов. Глушителя у них не было, и тяга воздушного потока создавалась инерцией сильной струи отработавших газов. Срез выхлопной трубы находился под обрезом кожуха воздухозаборника, окружавшего цилиндры. Работала эта так называемая эжекторная система воздушного охлаждения весьма успешно.

    И все-таки подавляющее большинство двигателей современных автомобилей, не только легковых, но и грузовых, имеет жидкостные системы охлаждения. За последние двадцать лет многие фирмы, традиционно выпускавшие автомобили с «воздушниками», перешли к силовым агрегатам жидкостного охлаждения. Видимо, воздушное охлаждение на современном технологическом этапе — скорее достояние истории.

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о