Система охлаждения (Cooling system / Kühlsystem)

Напомню – КПД современных двигателей всего 35%. А значит 65% выделившейся энергии – просто становится теплом и развеивается в атмосфере. Так как сгорание топлива происходит непосредственно в двигателе, а температуры в камерах сгорания высокие, часть тепла разогревает металл. Чтобы металл не потерял свою форму и прочность, необходимо поддерживать стабильную температуру по всему двигателю. При этом температура должна быть не выше точки кипения воды, но и не далеко от неё, чтобы снизить разницу в температурах, которая непосредственно, снизит количество сообщаемого тепла.

Поэтому двигателю обязательно нужна система охлаждения.

Состоит из (Components):

Магистрали потока хладагента (Cooling lines / Kühlleitungen)

Ёмкость системы охлаждения, как правило, около 10–15 литров. Чтобы обеспечить более быстрый прогрев и добавить возможность терморегуляции, систему разделили на два контура – малый и большой. Часть узлов системы охлаждения существуют как раз для правильного разделения и регулировки температуры двигателя.

Малый контур

Это система охлаждения с небольшим радиатором – радиатором отопителя. Только двигатель (ГБЦ + блок цилиндров) и радиатор отопителя. В контур может быть опционально может быть добавлен автономный отопитель (webasto) и электрических циркуляционный насос. Пока в этом контуре температура антифриза не достигнет примерно 90 (зависит от конфигурации термостата) большой контур не открывается.

Механизм открытия происходит за счёт возрастающего давления, которое давит на термостат.

Большой контур

Этот контур обеспечивает отвод всего возможного выделенного тепла с большим запасом. Например, чтобы не вскипеть в горах с грязными радиаторами.

Дополнительный контур

Делается для охлаждения отдельных узлов, изолирован от основного контура – например, часто для охлаждения наддувочного воздуха (когда интеркулеры водяные) и коробки передач.

Расширительный бачок и крышка (Coolant tank / Kühlmitteltank)

Расширительный бачок является верхней точкой системой охлаждения и показывает уровень охлаждающей жидкости. Так же можно проверить её состояние и увидеть эмульсию.

Крышка расширительного бачка выполняет важную функцию – она ограничивает давление в системе, стравливая лишний воздух. Среднестатистически срабатывание клапана настроено на 1.6 бар.

Давление в системе охлаждение нужно для смещения точки кипения вверх – вода же закипает при 100, антифриз так же, но под давлением кипение начнётся при 105-110 градусах.

Если прогорает прокладка ГБЦ или в ГБЦ появляются трещины, обеспечивающие сообщение между камерой сгорания системой охлаждения, то давление в системе появляется сразу после запуска. Чтобы снизить избыточное давление, скрыть такое «не совсем кипение» или минимизировать риск разрыва шлангов ломали клапан в крышке расширительного бачка.

Соединительные шланги (Coolant pipes / Kühlmittelrohre)

Двигатель подвижен, а радиаторы закреплены на кузове, поэтому их соединение для протекания охлаждающей жидкости (хладагента) должно быть гибким и прочным. А ещё одни должны выдерживать высокую температуру – явно выше 150–200 градусов и выдерживать давление от 2 бар, чтобы их не разрывало раньше срабатывания клапана в крышке бачка.

Насос (помпа) (coolant pump / water pump / kühlmittelpumpe / wasserpumpe)

Обеспечивает циркуляцию хладагента. Понятно же, зачем это надо? Быстрее теплообмен, нет локальных закипаний. То есть, прокачивает антифриз по всей системе. И, чем выше обороты двигателя, тем быстрее этот процесс.

Термостат (thermostat)

Жесткость его пружины рассчитана таким образом, чтобы при определённой температуре он открывался и антифриз попадал начал циркулировать по большому контуру, отводя большее количество тепла от двигателя.

Так было раньше. А теперь электромотор поворотом вала открывает и закрывает нужные каналы. И делает это внутри корпуса помпы.

Радиатор основной (Coolant radiator / Kühlmittelkühler)

Обеспечивает максимальное рассеивание тепла в атмосферу. Работает так – установлен на продуваемой части автомобиля (фронтально), имеет на входе одну большую трубу для антифриза, разделяет этот поток на много мелких частей с большой площадью. Так обеспечивается максимальная площадь соприкосновения через металл между антифризом и воздухом. На выходе – опять все сводится в одну трубу, но в ней температура значительно меньше.

Радиатор отопителя (Heater / Heizung)

Принцип тот же, но этот радиатор установлен в салоне, а прохождение воздуха через него обеспечивается приточным вентилятором системы климат-контроля. Таким образом, в салоне становится тепло, а двигатель получает дополнительное охлаждение.

Для того, чтобы не нагревать салон в летнее время, в системе стоит клапан, перекрывающий поток антифриза через радиатор отопителя.

Теплообменники (Heat Exchanger / Wärmetauscher)

Обеспечивают обмен теплом между маслом и антифризом. Сделаны для стабилизации температуры и ускорения прогрева масла. То есть, это радиатор, внутри которого есть камеры для антифриза и для масла, а между ними стенки, через которые передаётся тепло.

В случае неисправности происходит смешение антифриза и масла, которое будет видно в расширительном бачке в виде эмульсии. Но определить точно теплообменник это или прокладки ГБЦ или сами ГБЦ без замены теплообменника и антифриза невозможно.

Каналы в блоке цилиндров (Engine water jacket / Motor wasser jacke)

Антифриз в блоке цилиндров проходит по специальным каналам, которые проложены максимально близко к стенкам цилиндров, фактически являясь их обратной стороной.

Каналы охлаждения в ГБЦ (Cylinder head water jacket / Zylinderkopf Wassermantel)

Принцип тот же – максимальная площадь контакта с ГБЦ изнутри. Если в блоке самое горячее место – цилиндры, то в ГБЦ – выпускные каналы.

В случае потери антифриза первым делом страдает именно ГБЦ, потому что уровень снижается сверху. То есть, она первой остаётся без охлаждения и в итоге может потрескаться или потерять форму – «головку повело» называется, когда ГБЦ вытягивается в спираль и не прилегает к блоку цилиндров. В худших случаях закусывает распредвалы.

Охлаждение турбокомпрессора (Turbocharger cooling / Turbolader kühlung)

Жидкостное охлаждение самих турбокомпрессоров с приводом от выхлопных газов применяется не всегда. Возможно, жидкостное охлаждение чаще применяется на турбинах с шариковыми подшипниками.

Охлаждение наддувочного воздуха (Intake Air cooling / Ansaugluftkühlung)

Интеркулеры бывают воздушные и жидкостные. Вот для жидкостных делают отдельную систему охлаждения, чтобы в ней поддерживать минимально возможную температуру. Чтобы именно холодная жидкость контактировала через металл в интеркулерах (по сути обычные радиаторы) с горячим воздухом.

Афтеркулинг (Aftercooling / Nachkühlung)

Система препятствует инерционному росту температуры после глушения двигателя. После остановки мотора останавливается и циркуляция антифриза. Но металл горячее антифриза, он продолжает сообщать тепло жидкости и образуются зоны кипения. Чтобы металл в двигателе не перегрелся, а резиновые и пластиковые соединения не лопнули от давления и температуры после остановки двигателя включается дополнительная помпа (циркуляционный электрический насос), которая продолжает циркуляцию жидкости.

Точки замера температуры антифриза (Coolant temperature sensors / Kühlmitteltemperatursensoren)

Контроль температуры двигателя не ограничен одной точкой замера. Датчики стоят на выходе из ГБЦ, в корпусе термостата, на входе или выходе из основного радиатора. Если установлен дополнительный контур, то температура в нём тоже контролируется.

То, что мы видим на приборке – замер одной точке и ограничение на отметке 90 для спокойствия водителя. По факту температура в системе, конечно, будет разной – на полностью прогретом моторе на выходе из основного радиатора опустится градусов до 50-60, внутри ГБЦ и блока цилиндров, в самом пекле, будет превышать 120-150.

Особенности заливки антифриза на современных машинах (Coolant fiil procedures / Kühlmittelfüllverfahren)

Раньше было всё просто – заливаешь антифриз, сколько влезет, открываешь пробки прокачные, руками сжимаешь шланги по нескольку раз и доливаешь антифриз. Потом прогреваешь автомобиль, следя за температурой шлангов печки рукой (если они пустые, то поведёт ГБЦ) и доливаешь охлаждающую жидкость ещё по чуть-чуть, когда выходят пробки.

Сейчас, на современных автомобилях, так делать запрещено, потому что изо всех кривых патрубков сложной формы выгнать пузыри будет невозможно и что-то в итоге останется без охлаждения перегреется. Производители изобрели вакуумирующую установку. В системе создаётся сильное разряжение, все патрубки схлопываются, а потом открывается канал подачи антифриза, и система охлаждения его всасывает. Быстро, без пузырей, нужный объём.
 

Заключение

1. Состоит из (Components):
2. Магистрали потока хладагента (Cooling lines / Kühlleitungen)
3. Малый контур
4. Большой контур
5. Дополнительный контур
6. Расширительный бачок и крышка (Coolant tank / Kühlmitteltank)
7. Соединительные шланги (Coolant pipes / Kühlmittelrohre)
8. Насос (помпа) (coolant pump / water pump / kühlmittelpumpe / wasserpumpe)
9. Термостат (thermostat)
10. Радиатор основной (Coolant radiator / Kühlmittelkühler)
11. Радиатор отопителя (Heater / Heizung)
12. Теплообменники (Heat Exchanger / Wärmetauscher)
13. Каналы в блоке цилиндров (Engine water jacket / Motor wasser jacke)
14. Каналы охлаждения в ГБЦ (Cylinder head water jacket / Zylinderkopf Wassermantel)
15. Охлаждение турбокомпрессора (Turbocharger cooling / Turbolader kühlung)
16. Охлаждение наддувочного воздуха (Intake Air cooling / Ansaugluftkühlung)
17. Афтеркулинг (Aftercooling / Nachkühlung)
18. Точки замера температуры антифриза (Coolant temperature sensors / Kühlmitteltemperatursensoren)
19. Особенности заливки антифриза на современных машинах (Coolant fiil procedures / Kühlmittelfüllverfahren)

С уважением,
Компания Mint Condition
Профессиональный подбор автомобилей
+79261888335
www.mintco.ru
WhatsApp:https://wa24.site/79261888335
info@mintco.ru

Данный материал подготовлен компанией Mint Condition и является собственностью компании. Любое копирование или размещение данного материала без согласования с владельцем запрещено.

Авторские права защищены и принадлежат ООО «Валкирия» (товарный знак MintCo, свидетельство №833282) ©
Любое использование или копирование материалов сайта, в том числе, элементов дизайна, фото и видео- материалов, текстового содержания может осуществляться исключительно с письменного разрешения ООО «Валкирия» и только при наличии ссылки на www.mintco.ru.