Устройство системы охлаждения автомобиля и назначение антифриза

Как действует система охлаждения автомобиля, и что заставляет работать антифриз


Хорошо, когда водитель следит за уровнем и состоянием жидкости в радиаторе двигателя, но плохо, что не все понимают, как там все устроено. Очень полезно узнать хотя бы основы функционирования системы, это позволит избежать неприятных ситуаций в пути, а особенно в автосервисах.

Назначение и принципы построения системы


Коэффициент полезного действия (КПД) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) составляет примерно 25 процентов. Остальной энергии сгораемого топлива некуда деваться, кроме как быть рассеянной в виде тепла. Часть уйдет с выхлопными газами, значительную долю придется отводить искусственно. Иначе температура неуправляемо вырастет и достигнет того порога, за которым не выдержат никакие металлические сплавы. Хотя и пытались создавать двигатели из керамики, но речь сейчас не об этом.
Охлаждается мотор забортным воздухом. Можно непосредственно, тогда двигатель будет считаться агрегатом воздушного охлаждения, а можно и использовать промежуточную среду в виде достаточно плотного энергоносителя на водяной основе. Сейчас применяется исключительно антифриз, в силу своей способности оставаться в жидкой фазе при отрицательных температурах, но традиционно такой подход именуется водяным охлаждением.

Поэлементный состав


Для обеспечения необходимой циркуляции теплоносителя и обмена энергией используется целый ряд деталей и узлов:
1. Рубашка охлаждения блока цилиндров. Строго говоря, деталью не является, но именно тут отбирается тепло от рабочих зон ДВС и передается промежуточному агенту.
2. Система патрубков и трубопроводов. Обеспечивает беспрепятственное циркулирование охлаждающей жидкости (ОЖ).
3. Блок термостата. Состоит из непосредственно терморегулирующего элемента, а также комплекса его обеспечения, включая корпус, гнезда клапанов, патрубки, датчики, подогреватели и электрические разъемы.
4. Радиатор. Основное устройство, обеспечивающее эффективный теплообмен с окружающей средой.
5. Расширительный бачок. Служит для компенсации теплового увеличения всего объема ОЖ, залитой в двигатель.
6. Водяной насос. Иначе называется помпой и осуществляет требуемую скорость циркуляции антифриза по всем узлам.
7. Электрические и механические вентиляторы. Выполняют роль аварийной системы, нагнетающей воздух к радиатору в тех случаях, когда его естественного обдува не хватает, или он отсутствует вообще (при длительных остановках).
8. Управляющая электроника, включающая датчики, исполнительные реле и часть программы контроллера ЭСУД.
В этой системе и циркулирует охлаждающая жидкость.

Назначение антифриза


Общая роль ОЖ заключается в обмене теплом. Но не только от камеры сгорания наружу, но и для дополнительных предназначений:
1. Горячий антифриз закачивается в отопитель салона, где участвует в работе автомобильной климатической установки. Там тоже есть свой радиатор.
2. Через специальные теплообменники ОЖ взаимодействует с системой смазки, предотвращая перегрев масла и утрату им своих полезных свойств.
3. Понижение температуры горячих газов в процессе возврата их части обратно в цилиндры через клапан EGR увеличивает детонационную стойкость и улучшает экологичность.
4. Теплообменники также ставятся в масляных магистралях автоматических трансмиссий. Рабочая жидкость там может сильно нагреваться.
Иногда антифриз используется и в интеркулерах – устройствах для снижения температуры нагнетаемого турбиной воздуха. Таким образом повышается общий КПД.

Типовой путь жидкости по магистралям


Различают два круга потоков. Малым называется тот, который осуществляется без попадания ОЖ в основной радиатор. Режим нужен при прогреве двигателя до рабочей температуры, чтобы ускорить процесс и уменьшить износ. Однако радиатор печки может быть задействован для поступления тепла в салон.
При достижении определенной температуры начинает приоткрываться термостат, пропуская часть потока в основной радиатор. Так осуществляется регулирование теплового режима силовой установки, который для обеспечения максимальной производительности, экономичности и ресурса не должен сильно отклоняться от расчетного. Циркуляция идет по большому контуру:
1. Поток антифриза задается и поддерживается с нужной скоростью водяным насосом.
2. Недостаточно нагретая жидкость направляется обратно в рубашку блока и головки, достигшая нормальной температуры уходит в радиатор, откуда снова поступает в блок, но уже более холодная.
3. Переключением потоков заведует термостат, начинка которого способна реагировать на степень нагрева.
4. Отопитель может работать во всех режимах.
5. Когда радиатор не в состоянии снизить температуру, автоматически включается дополнительный вентилятор с электрическим или механическим приводом. Могут применяться электромагнитные или вязкостные муфты включения.
6. При излишнем обдуве, например, в сильный мороз, термостат снова закрывается, переключаясь на малый контур.
Комплекс из термостата и рабочего тела полностью отвечает за поддержание температурного режима всего силового агрегата, иногда включая и трансмиссию. Хорошо работающая автоматика стабильно удерживает стрелку индикатора приборной панели в заданной зоне.

Возможные нарушения в работе системы


Обычно они связаны с недостатком теплоносителя или с нарушениями его циркуляции. Возможна также затрудненная передача тепла рабочему телу.
1. Может быть повреждена помпа. Случается это из-за отделения или частичного разрушения ее крыльчатки, которая обычно выполнена из пластмассы. Следует помнить, что водяной насос – это расходник, и его очень желательно менять при каждой ревизии привода, плановой замене ремней и опорно-натяжных роликов.
2. Нельзя пренебрегать указанными в инструкции сроками замены антифриза. При длительной работе он теряет свои свойства, что приводит к коррозии внутренних поверхностей, выпадению твердых осадков и ускоренному износу помпы. Следует также опасаться подделок, покупая жидкость у солидных поставщиков. Марка антифриза должна соответствовать предписаниям изготовителя. Дешевые и устаревшие жидкости выходят из строя значительно раньше положенного срока.
3. Уровень жидкости в расширительном бачке должен контролироваться при каждом открывании капота. Антифриз может уходить через малейшие неплотности в стыках патрубков, прохудившиеся радиаторы и прокладки двигателя. Часто текут сальники вовремя не замененной помпы. Резиновые шланги, послужившие пять лет и более, требуют профилактической замены. Работая под давлением, они могут лопнуть в любой момент из-за состарившейся резины.
Перегрев двигателя чрезвычайно опасен. При этом может повести головку блока, задрать цилиндро-поршневую группу, фатально заклинить мотор. Обычно он после этого уже не подлежит никакому ремонту, проще приобрести новый.
Необходимо выработать привычку регулярно обращать внимание на стрелку указателя температуры двигателя. Так проще заметить небольшие отклонения от нормы и вовремя принять меры. Это позволит избежать значительных расходов на ремонт.
***
Как зимой, так и летом система охлаждения работает с большим напряжением. И от нее много зависит в плане надежности автомобиля в целом. Помочь ей можно только внимательным отношением, не экономя на качестве расходных материалов и соблюдая регламент обслуживания. Тогда она вообще никогда не доставит никаких неожиданностей. В противном случае все закончится путешествием на эвакуаторе.