Radiátor: zariadenie a princíp činnosti

Radiátor je jedným z kľúčových a najdôležitejších prvkov systému kvapalného chladenia. Hlavnou úlohou je rozptyľovať teplo do atmosféry, ktorá bola odvádzaná z motora chladiacou kvapalinou. Radiátor chladiaceho systému motora sa môže považovať za najdôležitejší detail samotnej pohonnej jednotky.

Odporúčame tiež čítať článok, ktorý uvažuje o konštrukcii palivového systému spaľovacieho motora. Z tohto článku sa môžete oboznámiť so základnými prvkami, zmesou a princípmi systému.

Zariadenia, podobné modernému radiátoru, boli inštalované na najskorších verziách vozidiel s ICE, pretože bez tohto chladiaceho prvku je prevádzka elektrárne jednoducho nemožná. Toto zariadenie je priamo zodpovedné za udržiavanie normálnej prevádzkovej teploty motora v rámci prísne definovaných limitov. Táto ochrana chráni motor pred prehriatím, čo nevyhnutne vedie k takmer akémukoľvek spaľovaciemu motoru.

História vytvorenia radiátora

Systém chladenia vody sa objavil na začiatku budovania motora.Prvýkrát bol koncept radiátora použitý na prvom výrobnom automobile s názvom Benz Velo, ktorý bol v predaji v roku 1886. Táto myšlienka zariadenia pokračovala vo vývoji Wilhelma Maybacha, ktorý produkt navrhol s plástmi. Vývoj našiel uplatnenie v konštrukcii Mercedes 35HP. V priebehu nasledujúcich desaťročí a doteraz jednotka chladiča neprešla globálnymi zmenami, zostáva prakticky v rovnakej forme ako v čase Maybach.

Prvé kvapalné chladiace systémy motora nemali vodné čerpadlo (čerpadlo), ktoré nútilo chladivo (na začiatku to bola čistá voda), aby násilne cirkulovalo v systéme. Včasný vývoj chladiaceho systému ICE sa opieral o vplyv termosifónu.

V dôsledku toho sa chladiaca kvapalina dostala do chladiča. Účinok termosifónu je založený na skutočnosti, že hustota vody klesá s ohrevom. Teplá voda vďaka tejto vlastnosti sa hýbe nahor. Výsledkom je, že ohriata kvapalina bola v zariadení a prenikla cez priechod cez hornú odbočku.

Vo vnútri chladiča bola voda ochladená, hustota kvapaliny sa opäť zvýšila.To viedlo k tomu, že voda spadla do spodnej časti chladiča a odtiaľ sa dostala späť do plášťa motora cez spodnú odbočku. Hlavnou nevýhodou systémov s účinkom termosyfonu bolo to, že nemohli poskytnúť dostatočné chladenie na pozadí neustále sa zvyšujúceho výkonu ICE. Takéto systémy rýchlo nahradili riešenia, ktoré boli založené na použití odstredivého vodného čerpadla (čerpadla).

Radiátor v systéme chladenia kvapaliny

Hlavnou úlohou prvku je odstrániť teplo z elektrárne do atmosféry chladením kvapaliny, ktorá prechádza kanálmi. Aby sa zabezpečilo lepšie odvádzanie tepla, zariadenie je namontované na mieste, kde je počas pohybu vozidla detekovaný najlepší prietok vzduchu. Typickým miestom inštalácie v priestore motora je oblasť za mriežkou chladiča v prednej časti vozidla. Stojí za zmienku, že aj pri autách so zadným motorom je chladič často inštalovaný vpredu. Rozdiel spočíva v položení dlhšieho systému chladenia trupu do motora.

Existujú aj iné miesta na inštaláciu chladiaceho zariadenia, ale sú menej časté. Vozidlá so zadným motorom môžu mať chladič, ktorý je inštalovaný pozdĺž bočnej steny. Toto riešenie možno nájsť na športových autách, ktoré majú dva chladiace radiátory umiestnené pozdĺž oboch stien motorového priestoru. Efektívne fúkanie vzduchu sa realizuje pomocou prívodov vzduchu. Tento prívod vzduchu sa nachádza na zadnej časti stroja na bočných stenách.

Zostava chladiča

a je zariadenie; b – parný ventil je otvorený; c – vzduchový ventil je otvorený.

  • Radiátor má konštrukčne hornú (1) a dolnú (7) rezervoár. Tieto nádrže sú navzájom spojené rúrkami (5) z mosadze alebo hliníka. Do týchto trubíc sa pomocou spájkovania pripevňujú dosky (6), ktoré zvyšujú plochu chladenia povrchu prvku. Prostredníctvom tohto povrchu sa z chladiacej kvapaliny odvádza teplo a uvoľňuje sa do okolia.
  • V hornej nádrži je plniace hrdlo na doplnenie chladiacej kvapaliny. Krk je pokrytý zátkou (3). V tejto zástrčke sa nachádzajú parné (11) a vzduchové (12) ventily.
  • Horná nádrž má tiež trysku (2) na pripojenie chladiča k chladiacemu plášťu motora. Takéto spojenie sa realizuje pomocou gumovej hadice. Okrem toho je tu parná rúrka (4), rovnako ako elektrický teplomer (13).
  • Spodná nádrž (7) má odbočnú rúrku (8) na pripojenie zariadenia k čerpadlu (čerpadlo). K dispozícii je aj prídavný kohútik, ktorý je schopný zabezpečiť odvod chladiacej kvapaliny. Na rámu vozidla je radiátor upevnený špeciálnymi spojovacími prvkami (9).

Takzvané jadrá (radiátorové dosky) sú hlavnými prvkami výmeny tepla. V závislosti od typu jadra sa rozlišujú tieto typy radiátorov:

  1. tubulárnej;
  2. doska;
  3. tubulárna páska atď.

Nádrže chladiča môžu byť vyrobené z plastu alebo kovu. Ak sa pozriete na zariadenie podrobnejšie, hlavnou časťou jadra je v skutočnosti súprava bezšvových hliníkových alebo mosadzných rúrok. Rúrky spájajúce hornú a spodnú konštrukciu majú hrúbku steny až 0,15 milimetrov. Kvapalina prechádzajúca cez jadro chladiaceho chladiča sa rozširuje na veľké množstvo mikrotokopov.Každá takáto trubica je pokrytá jedinečnými rebrami, ktorými sú tenká vlnitá medená alebo hliníková páska.

Výrobky vyrobené z hliníka majú menšiu váhu ako iné materiály výroby, ale sú náchylné na zrýchlené zničenie. Skutočnosťou je, že pri pokuse o zváranie tohto kovu vzniká množstvo ťažkostí a hliník nepretrváva mechanické poškodenie.

Aby sa hliníkový výrobok priblížil ku kvalite chladenia na mosadzovú konštrukciu, musí mať veľký rozmer a zvýšiť hrúbku prvku. Na začiatku éry automobilového priemyslu sa aktívne využívali bunkové radiátory. Takéto zariadenie bolo vyrobené z malých kúskov mosadzných rúr, ktoré mali päťuholníkový úsek. Tekutina vo vnútri takýchto rúrok nevedela silne cirkulovať a celý proces ochladzovania sa uskutočňoval kontaktovaním kovových rebier s protiprúdom vzduchu.

Vráťme sa k zariadeniu moderného radiátora. Parný ventil zobrazený na obrázku je zaťažený špeciálnou pružinou (10). Pružina má pružnosť 1250 – 2000 g.To vám umožní zvýšiť tlak v chladiacom radiátore a zvýšiť bod varu chladiacej kvapaliny v systéme kvapalného chladenia na 110-119 ° C. Toto riešenie poskytuje zníženie množstva chladiacej kvapaliny v celom systéme, čo znamená paralelné zníženie hmotnosti motora. Zároveň zostáva potrebná intenzita chladenia pohonnej jednotky. Ďalšou výhodou je zníženie strát, ktorým je potrebné rozumieť odparovanie chladiacej kvapaliny.

Vzduchový ventil je tiež zaťažený pružinou, ale silou proti pôsobeniu je slabší. Elasticita takejto pružiny je 50 až 100 g. Účelom vzduchového ventilu je nechať vzduch do zariadenia v prípade, že po jeho varení a chladení došlo k kondenzácii chladiacej kvapaliny.

Inými slovami, v systéme môže dôjsť k pretlaku kvôli fenoménu odparovania. Teplota varu chladiacej kvapaliny zodpovedajúcim spôsobom vzrastá a neexistuje žiadna závislosť od atmosférického tlaku, pretože relatívny tlak je nastavený ventilom v kryte. Táto vlastnosť chladiaceho systému je nevyhnutná v procese jazdy cez hornatý terén.Vzhľadom na znížený atmosférický tlak v horách chladiaca kvapalina varte rýchlejšie ako za normálnych podmienok. Toto riešenie inštalácie vzduchového ventilu tak zabraňuje zničeniu chladiča. ktoré možno jednoducho rozdrviť atmosférickým tlakom.

Zástrčka, vybavená ventilmi, zaisťuje otvorenie výfukového ventilu v prípade, že chladiaca kvapalina vrie v systéme a dochádza k pretlaku, ktorý je približne 0,5 kg / cm2, Para sa odvádza do parnej rúry. Vstupný ventil poskytuje prístup vzduchu, keď je vnútorný tlak pod atmosférickým tlakom (pod 1 kg / cm2), ku ktorému dochádza v prístroji pri ochladení chladiva.

Zásuvné zariadenie tak úplne izoluje chladiaci systém od vonkajšej atmosféry. Z tohto dôvodu sa opísaný systém nazýva uzavretý chladiaci systém.

V uzatvorenom chladiacom systéme na vypúšťanie chladiacej kvapaliny je potrebné otvoriť odtokové kohúty a vybrať zátku chladiča. Ak chcete vypustiť vodu z vodného plášťa motora, je v spodnej časti prístroja samostatný odtokový ventil. K dispozícii je tiež otvorený chladiaci systém.V otvorenom systéme je hrdlo chladiaceho zariadenia uzavreté zátkou bez ventilov. V takomto systéme voda prirodzene varí pri teplote 100 ° C.

Nastavenie teploty chladiacej kvapaliny

Udržiavanie konštantnej teploty v chladiacom systéme motora je zodpovednosťou termostatu. Tento prvok rozdeľuje pohyb chladiacej kvapaliny pozdĺž obrysov. Tieto obrysy sa nazývajú malý a veľký kruh. Motorová košeľa môže byť považovaná za malý kruh, prúd toku cez radiátor je veľký kruh. Existuje situácia, keď chladenie s vonkajším vzduchom počas pohybu chladiaceho média vo veľkom kruhu za horúceho počasia alebo zaťaženia nestačí. Na zabezpečenie účinného odstránenia ohriateho vzduchu a udržiavania konštantnej teploty chladiacej kvapaliny je dodatočne namontovaný jeden alebo niekoľko ventilátorov. Takéto ventilátory môžu mať mechanický pohon (visko-spojka) alebo elektrický pohon.

Regulácia tepelného režimu "uzáverom"

Systém kvapalného chladenia spaľovacieho motora môže byť vybavený dvojitým termickým riadením.Prvým regulátorom je termostat, o ktorom sme už hovorili. Druhým termoregulačným prvkom je slepý záves.

Zariadenia s dvojitou reguláciou konštrukčne majú žalúzie inštalované priamo pred radiátorom. Vďaka tomuto riešeniu pri silných mrazoch môže byť chladič krytý, čo znižuje intenzitu prúdenia vzduchu vonkajším vzduchom. Odvod tepla sa zníži a samotné teplo sa dá efektívnejšie využiť na udržanie prevádzkovej teploty spaľovacieho motora a intenzívneho vykurovania interiéru vozidla.

Žalúzie sú kovové dosky, ktoré sú spojené pantami. Tieto záclony môžu mať vertikálne alebo horizontálne usporiadanie pred zariadením. Riadenie tohto riešenia sa vykonáva rukoväťou z interiéru vozidla a môže sa realizovať aj automaticky v samostatných konštrukciách. Princíp mechanického zariadenia je, že posúvaním alebo ťahaním rukoväte v kabíne vodič otáča dosky. K dispozícii je zmena medzery medzi žalúziami a intenzita chladenia chladiča je regulovaná prúdením vzduchu.Výsledkom je vplyv na teplotu chladiacej kvapaliny.

Pri extrémne nízkych teplotách je k krytu a mriežke chladiča pripevnený špeciálny tepelný kryt. Tento prípad je vyrobený z nepremokavej protipožiarnej textílie. Tieto opatrenia prispievajú k udržaniu pracovných tepelných podmienok motora v požadovaných medziach.

Inštalácia prídavného radiátora

Vývoj výkonných vysokorýchlostných atmosférických a turbomotorových motorov, ktoré pracujú v rôznych režimoch zaťaženia, stanovil projektantom úlohu inštalácie prídavných chladiacich zariadení. Inžinieri realizovali paralelnú inštaláciu prídavného chladiča. Toto riešenie má vlastný elektrický ventilátor. Nezamieňajte voliteľný chladiaci chladič s medzichladičom, ktorý je inštalovaný na chladenie stlačeného vzduchu v systémoch s turbodúchadlom.

Princíp činnosti

Pre správnu funkciu zohľadňujú moderné kvapalné chladiace systémy počas prevádzky veľa dôležitých parametrov. Špeciálne snímače zaznamenávajú teplotu motora, teplotu chladiacej kvapaliny a motorového oleja, teploty cez palubu atď.

Ak stručne opíšeme princíp chladiaceho systému, potom sa ako referenčný bod použije čerpadlo kvapaliny. Tento prvok spôsobuje, že sa chladiaca kvapalina neustále pohybuje a cirkuluje v kruhu. V tomto prípade prechod cez chladiaci plášť motora (malý kruh) umožňuje kvapaline umývať horúce steny hlavy bloku a valcov. Keď teplota chladiacej kvapaliny stúpa, potom pri určitých hodnotách funguje termostat a otvára prístup k kvapaline vo veľkom kruhu (radiátor). Tým je možné vyhnúť sa prehriatiu motora a účinne dodávať prebytočné teplo z ohrievaných častí motora na kvapalinu. Keď horúca kvapalina vstupuje do chladiaceho zariadenia, uvoľňuje teplo do okolitej atmosféry. Celý cyklus končí a chladená kvapalina sa pohybuje podobným spôsobom v novom cykle.

Je úplne zrejmé, že radiátor je druhom tepelného výmenníka, ktorý zabezpečuje účinné chladenie nie motora, ale chladiacej kvapaliny. Inštalácia prídavného ventilátora alebo žalúzie umožňuje udržiavať teplotu kvapaliny na optimálnej úrovni pre prevádzku motora tak pri extrémnych teplotách, ako aj pri extrémnych teplotách.

Diagnostika a opravy chýb radiátorov vlastnými rukami

Hlavným diagnostickým postupom je pravidelné monitorovanie chladiaceho systému motora kvôli netesnostiam a zníženiu objemu chladiacej kvapaliny v expanznej nádrži. Kontrola množstva tekutiny môže byť vizuálne. Keďže sa kvapalina neustále zahrieva a ochladzuje, časom sa čiastočne odparuje voda, ktorá tvorí časť chladiacej kvapaliny, čo vedie k celkovému poklesu objemu.

Ak hovoríme o poruchách radiátora, hlavnou vecou je znečistenie jeho plástov a kanálov, ako aj ich zničenie. Kontaminácia vedie k zhoršeniu cirkulácie kvapaliny vo vnútri zariadenia, chladiace médium nemá čas na chladenie pri jazde na veľkom kruhu. Za takýchto podmienok zostáva výkon ventilátora dostatočný, takže prehriatie motora je bezprostredné.

Ak chcete začať opravovať chladič chladiča motora s kontaminovanými plástami, stojí za to začať rutinným praním jadra tečúcou vodou. Je potrebné odpojiť spodnú odbočku a potom plniť vodu cez krk. Je veľmi žiaduce prepláchnuť voštinu chladiaceho zariadenia tlakovou vodou. V niektorých prípadoch, keď je radiátor silne upchatý,môže sa odskrutkovať a demontovať horné a spodné nádrže. Po demontáži je možné jadro mechanicky čistiť.

Pri prevádzke v hornej alebo dolnej nádrže, a samy o sebe začína prúdiť bunky. Dôvodom je použitie chladiacej kvapaliny nízkej kvality, mechanického poškodenia atď. Ak je menšie únik, potom môžete skúsiť zaspať, alebo vyplniť radiátor je špeciálne navrhnutý pre dočasné odstránenie takéhoto riešenia defektov od predajcu automobilov. Pod pojmom "staromódny" metódy zahŕňajú pridanie veľkej časti horčice, ktorá pohlcujúceho a návykové trhliny. Prvá aj druhá metóda nie je prístroj opraviť úplne, ale len odstraňuje úniku na ceste pri nastavovaní staníc a autoservisy.

Pamätajte, že keď je motor horúci, otváranie krytu chladiča je nebezpečné! Môžete dostať silné popálenie parou a horúcou chladiacou kvapalinou. Pred otvorením viečka na krku, je potrebné pokryť čo najväčšej miere zástrčka samotná a oblasť okolo nej tkaniny materiál, a až potom sa zapne.

Pokiaľ ide o expanznú nádobu, musí byť zástrčka s horúcim motorom odskrutkovaná s rovnakou opatrnosťou. Mierne posúvajte zástrčku, ale nie až do konca. Budete počuť charakteristický zvuk unikajúceho vzduchu, podobný tomu, ktorý sa vyskytuje pri otvorení veka na fľaši soda. Po tomto krvácaní sa môže veko postupne úplne otvoriť a ovládať alebo doplniť chladiacu kvapalinu.