Двигатель воздушного охлаждения

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 вентилятора радиатора и основные неисправности

Как известно, во время работы автомобильного двигателя происходит сгорание топлива. При этом образуется большое количество тепла в рамках преобразования тепловой энергии в механическую. При этом излишки тепла необходимо отводить от ДВС во внешнюю среду для предотвращения перегрева механизмов и деталей.

Сам двигатель не должен перегреваться выше оптимальных 80-90°C. Для этого задействуются специальные устройства, которые в комплексе образуют систему охлаждения. Системы охлаждения также разделяются на два типа: жидкостную и воздушную. В современных автомобилях эти два типа систем совмещены и являются гибридными.

Хотя основной принято считать жидкостную систему, отдельного внимания заслуживает и воздушное охлаждение, без которого при определенных условиях двигатель автомобиля неизбежно перегреется. Давайте рассмотрим систему воздушного охлаждения и ее неисправности более подробно.

Неисправности вентилятора системы охлаждения: признаки и способы устранения

Как уже было сказано выше, двигатель внутреннего сгорания является сложной системой, требующей бесперебойной работы системы охлаждения. Иначе произойдет перегрев силовой установки, что может привести к поломке и, следовательно, дорогостоящему ремонту.

Жидкостная система охлаждения, по которой циркулируют специальные охлаждающие жидкости (антифриз/тосол), является закрытой. В двух словах, принцип работы жидкостной системы охлаждения заключается в том, что во время работы двигателя через его рубашку (каналы в БЦ и ГБЦ) циркулирует жидкость, которая отводит лишнее тепло от нагретых деталей.

Затем горячая жидкость попадает в радиатор, охлаждается и снова возвращается в двигатель для его охлаждения. Во время прохождения радиатора нагретая ОЖ попадает в сеть тонких трубочек. Это способствует ее быстрому охлаждению. Также набегающим потоком воздуха при движении ТС излишки тепла выносятся за пределы подкапотного пространства машины.

Важно понимать, что только при взаимодействии этих двух систем происходит эффективное охлаждение двигателя. Если просто, термовыключатель вентилятора (датчик вентилятора) срабатывает и вентилятор включается. В результате создается поток воздуха и вентилятор работает до того момента, пока не будет достигнута оптимальная температура.

Он состоит, как минимум, из четырех лопастей, скрепленных вместе под специальным углом для максимального забора и подачи воздуха. Самой популярной стала крыльчатка на 8 лопастей. По конструкции привод вентилятора можно разделить на 3 типа:

• механический
• гидромеханический;
• электрический;

Сегодня первый тип практически не используется, особенно на гражданских автомобилях, хотя остается на мощных внедорожниках как наиболее надежный. Второй тип также постепенно отходит на задний план. В любом случае, при выходе устройства из строя необходима немедленная диагностика и устранение причины поломки.

Проверка вентилятора системы охлаждения

Итак, при поломке современного вентилятора, нужно учитывать, что они зачастую электрические. Как правило, проблема кроется в проводке, датчиках, предохранителях и т.д. Среди основных неисправностей вентилятора можно выделить наиболее распространённые случаи, когда вентилятор охлаждения:

1. Не включается.
2. Не выключаются.
3. Рано включается.
4. Неправильно направляет потока воздуха.

Подавая напряжение на сам вентилятор, проверяется именно его исправность. Если он будет крутиться, значит, проблема не в нем. Если же вентилятор не крутится, лучше обратиться в автосервис. Доехать до СТО можно своим ходом, придерживаясь определённых правил:

• Двигаться со скоростью, не менее 60 км/ч. Тогда функцию сломанного вентилятора выполнит набегающий воздух.
• Включить на максимум печку во время езды, чтобы лишнее тепло вывелось в салон. В салоне будет жарко, зато повышаются шансы на то, что мотор не перегреется;
• Следить за стрелкой температуры двигателя на панели. При ее приближении к красной зоне нужно остановить автомобиль, открыть капот, охладить мотор.

При проверке температурного датчика, его провода отсоединяются и замыкаются между собой. Если проблема в нем, то вентилятор заработает. В таком состоянии можно доехать до ближайшей СТО для ремонта. А если вентилятор не работает, значит его, скорее всего, нужно менять.

Если же вентилятор радиатора, наоборот, работает не останавливаясь, значит проблемы в термодатчике, замыкании проводов или в «залипании» контактов реле, когда его контакты не могут разомкнуться и напряжение для работы вентилятора продолжает подаваться.

При поломке термостата этот клапан заклинивает, антифриз нередко движется только по малому кругу (не попадая в радиатор для остывания). В результате вентилятор будет работать все время.

Определить эту проблему несложно. Если при ощупывании шлангов радиатора они будут холодными, а сам двигатель горячим, значит проблема в термостате . Добавим, что обычно заклинивание клапана термостата можно решить, постучав по его корпусу. Если это не помогает, значит устройство необходимо снимать и менять.

• Еще вентилятор может включаться раньше необходимости. Скорее всего, это поломка термодатчика, который подлежит замене. Также надо учитывать типы датчиков. Они могут быть рассчитаны на разную температуру (так называемые «летние» и «зимние» термодатчики). Они работают с учетом заданной температуры. Если используется «зимний» датчик, необходимо знать, что он запаздывает и включается немного позже.

В таком случае вентилятор включится до появления сигнала о перегреве. Получается, создается эффект преждевременного включения. Данная ситуация нарушением не является. Если же вентилятор обдувает не двигатель, а радиатор, значит он неправильно установлен. Возможно, были спутаны клеммы при подключении или допущены ошибки. Так или иначе, необходимо произвести правильное переподключение вентилятора.

Что в итоге

Рассмотрев особенности работы вентилятора радиатора, становится очевидным тот факт, что система охлаждения ДВС в комплексе и сам вентилятор охлаждения двигателя позволяют поддерживать необходимый температурный режим ДВС.

Также важно понимать, что бесперебойная работа системы охлаждения зависит от слаженной работы всех составных частей. Например, в норме вентилятор включается при повышении температуры двигателя выше 90°C для его охлаждения, а затем должен отключаться.

Однако на практике зачастую можно самостоятельно провести диагностику проблемного устройства, выявить причину поломки и, по возможности, устранить неполадки. Напоследок отметим, что большинства проблем, связанных с перегревом двигателя, можно избежать путем профилактических проверок, а также регулярной очистки клемм и контактов вентилятора охлаждения.

В системе охлаждения мотора воздух: симптомы завоздушивания, причины образования воздушной пробки. Как развоздушить систему охлаждения двигателя.

Вентилятор охлаждения двигателя включается на холодном двигателе или после включения зажигания: основные причины и способы устранения неисправности.

Устройство и принцип работы вентилятора охлаждения радиатора. Распространенные неисправности, диагностика неполадок и ремонт. Советы по эксплуатации.

Распространенные поломки системы охлаждения мотора: водяной насос, термостат, радиатор, вентилятор охлаждения и другие. Как самому определить причины.

Почему двигатель перегревается или кипит, при этом радиатор охлаждения холодный. Признаки перегрева мотора, как не допустить серьезных последствий.

Радиатор в системе охлаждения, устройство и принцип работы, терморегуляция охлаждающей жидкости. Диагностика неисправностей и самостоятельный ремонт

Источник Источник Источник https://avtodvigateli.com/vidy/drugie/dvigatel-vozdushnogo-oxlazhdeniya.html
Источник Источник http://krutimotor.ru/ventilyator-sistemy-ohlazhdeniya-dvigatelya-printsip-raboty-neispravnosti/