Самый обычный автомобиль с четырехцилиндровым двигателем, движущимся по дороге со скоростью 90 км в час, будет делать почти 5000 контролируемых взрывов в минуту внутри цилиндров, так как свечи зажигания воспламеняют смесь воздуха и топлива в каждом из цилиндров. Это то, что движет машину по дороге. Эти взрывы выделяют чрезмерное количество тепла и разрушают мотор в течение нескольких минут, если не контролировать нагрев. Система охлаждения двигателя (СОД) предназначена для контроля и регулирования этих высоких температур.
Современные системы охлаждения не сильно изменились по сравнению со старыми системами охлаждения, но стали намного эффективнее и надежнее при выполнении своей работы. Базовая система охлаждения по-прежнему состоит из жидкого хладагента, циркулирующего через блок двигателя внутреннего сгорания и головку цилиндров (или головки в двигателе с V-образной конфигурацией), и вытесняемого в радиатор для охлаждения встречным потоком воздуха, проходящим сквозь решетку на передней части авто.
Радиатор должен поддерживать в двигателе постоянную температуру, независимо от того, является ли температура воздуха горячей +40 градусов или холодной 30 градусов ниже нуля. Если температура двигателя очень низкая, это приведет к снижению расхода топлива и увеличению выбросов в окружающую среду. Если температура двигателя будет слишком большой, то двигатель будет выведен из строя. Высокий перепад температур между охлаждающей жидкостью двигателя и наружным воздухом делает теплопередачу более эффективной. СОД состоит из охлаждающей жидкости, каналов внутри блока цилиндров и головки цилиндров, водяного насоса для циркуляции охлаждающей жидкости (тосол/антифриз или обычная вода), термостата для контроля температуры охлаждающей жидкости, радиатор охлаждения этой жидкости.
Охлаждающая жидкость двигателя выполняет основную функцию конвективного теплообмена для мотора. Охлаждающая жидкость представляет собой смесь воды, антифриза, ингибиторов коррозии и смазочных материалов. Хладагент был разработан, чтобы преодолеть недостатки воды как теплоносителя. Многие современные транспортные средства оснащены охлаждающей жидкостью с увеличенным сроком службы или длительным сроком службы, которая рассчитана на срок до пяти лет или 250 000 км. Зеленая охлаждающая жидкость обычно работает два года или 45 000 км. Правильная смесь и качество охлаждающей жидкости предотвратит замерзание зимой, предотвратит кипение летом, предотвратит ржавчину и коррозию металлических деталей, станет хорошим проводником тепла и поможет предотвратить электролиз.
Принцип работы
Каждая система охлаждения работает автомобиля путем циркуляции жидкого хладагента через проходы в блоке цилиндров. Когда охлаждающая жидкость проходит через эти каналы, тепло передается от компонентов двигателя к охлаждающей жидкости. Нагретая охлаждающая жидкость затем проходит через резиновый шланг к радиатору в передней части моторного отсека. При прохождении через тонкие трубки в радиаторе горячая жидкость охлаждается потоком воздуха, поступающим в отсек двигателя через решетку перед автомобилем. После охлаждения жидкость возвращается в двигатель, чтобы поглотить больше тепла. Водяной насос предназначен для поддержания циркуляции жидкости в системе при работающем двигателе.
Между двигателем и радиатором установлен термостат, чтобы охлаждающая жидкость оставалась выше определенной заданной температуры, чтобы обеспечить оптимальную работу двигателя. Если температура охлаждающей жидкости падает ниже этой температуры, термостат блокирует поток охлаждающей жидкости к радиатору, выталкивая жидкость вместо этого через байпас непосредственно обратно в двигатель. Охлаждающая жидкость будет продолжать циркулировать таким образом, пока не будет достигнута оптимальная рабочая температура, после чего термостат откроется и позволит охлаждающей жидкости вернуться через радиатор для охлаждения.
Система охлаждения рассчитана на повышение давления для предотвращения кипения охлаждающей жидкости. Однако слишком высокое давление приведет к разрыву и протечке шлангов и других компонентов, поэтому необходима система для сброса давления, если оно превышает определенную точку. Работа по поддержанию давления в системе охлаждения принадлежит радиатору или крышке бака для восстановления охлаждающей жидкости под давлением. Крышка обычно увеличивает давление в системе охлаждения на 14 или 15 фунтов на квадратный дюйм и повышает температуру кипения примерно на 43 градуса по Фаренгейту. Крышка выпускает охлаждающую жидкость под давлением в переливной бак охлаждающей жидкости. Затем эта жидкость возвращается в систему охлаждения после остывания двигателя. Никогда не снимайте крышку радиатора сразу после остановки двигателя, так как охлаждающая жидкость под давлением сразу же закипит, как только давление сбрасывается. Ожоги и серьезные травмы почти наверняка произойдут.
Есть несколько резиновых шлангов, которые соединяют части системы охлаждения. Два основных шланга называются верхним и нижним шлангами радиатора. Эти два шланга направляют охлаждающую жидкость между двигателем и радиатором. Шланги нагревателя подают нагретую охлаждающую жидкость от двигателя к сердечнику нагревателя. Один из этих шлангов может иметь встроенный регулирующий клапан нагревателя, чтобы блокировать попадание нагретой охлаждающей жидкости в сердечник нагревателя, когда кондиционер настроен на максимальное охлаждение. Другой шланг, называемый байпасным шлангом, используется для циркуляции охлаждающей жидкости через двигатель, минуя радиатор, когда термостат закрыт. Некоторые двигатели не используют резиновый перепускной шланг. Вместо этого они могут использовать металлическую трубу или иметь встроенный проход в переднем кожухе двигателя.
На задней стороне радиатора на стороне, ближайшей к двигателю, установлен один или два электрических охлаждающих вентилятора внутри корпуса, который предназначен для защиты пальцев и направления воздушного потока. Вентиляторы контролируются компьютером автомобиля. Датчик контролирует температуру двигателя и отправляет информацию на компьютер. Компьютер определяет, должен ли вентилятор быть включен, и активирует реле вентилятора, если требуется дополнительный поток воздуха через радиатор. Вентиляторы удерживают воздух, проходящий через радиатор, когда автомобиль движется медленно или останавливается при работающем двигателе. Если вентиляторы перестанут работать, температура двигателя начнет расти каждый раз, когда автомобиль останавливается.
Если в автомобиле установлен кондиционер, перед радиатором системы охлаждения двигателя устанавливается дополнительный радиатор, называемый конденсатором кондиционера. Конденсатор кондиционера также необходимо охлаждать потоком воздуха, поступающим в моторный отсек. Если кондиционер включен, система будет поддерживать работу одного электрического вентилятора охлаждения, даже если двигатель не работает. Если через конденсатор кондиционера воздуха не поступает, кондиционер не сможет охлаждать воздух, поступающий в салон автомобиля.
Заключение
Перегретый двигатель быстро выйдет из строя. Правильное обслуживание системы охлаждения жизненно важно для срока службы мотора и бесперебойного функционирования системы охлаждения. Важно, чтобы сертифицированный специалист ежегодно проверял все составляющие компоненты системы охлаждения. При осмотре техник должен проверить давление на крышку радиатора, чтобы убедиться, что система охлаждения работает на должном уровне давления, прогнать автомобиль до рабочей температуры, чтобы убедиться, что термостат двигателя правильно регулирует температуру двигателя, осмотреть уровень жидкости для охлаждения и визуально осмотреть наличие любых признаков протекания охлаждающей жидкости, проверить уровень защиты охлаждающей жидкости и уровень pH, чтобы определить, следует ли заменить охлаждающую жидкость, также визуально осмотрите шланги системы охлаждения.