Радиатор – один из основных элементов системы водяного охлаждения, рассеивающий в воздухе тепло, отведенное от двигателя охлаждающей жидкостью.
История создания радиатора системы охлаждения
Считается, что впервые концепция радиатора была применена на первом поступившем в 1886 году в свободную продажу серийном автомобиле Benz Velo. В дальнейшем идею развил Вильгельм Майбах, придумавший сотовый радиатор и применивший его в конструкции автомобиля Mercedes 35HP. Радиатор схожего вида применяется в системе охлаждения и в наши дни.
На всех пробках радиатора, вне зависимости от марки автомобиля, всегда есть предупреждение о том, что открывать радиатор при высокой температуре антифриза запрещено
В наиболее ранних системах охлаждения двигателя отсутствовала помпа или, иначе, водяной насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию агента (в те времена это была обычная вода). Без водяного насоса охлаждающая жидкость попадала в радиатор за счет эффекта термосифона. Как известно из курса физики, плотность воды падает при разгореве, и она начинает стремиться вверх. Поднявшись, вода попадала в радиатор через верхний патрубок. В радиаторе вода охлаждалась, плотность ее вырастала, она опускалась в нижнюю часть радиатора и попадала в двигатель через нижний патрубок. Однако с увеличением мощности автомобилей системы на основе эффекта термосифона быстро исчерпали себя по причине низкого КПД, и возобладали системы, построенные на основе центробежного насоса.
Использование радиатора в системе охлаждения
Задача радиатора – отводить тепло от двигателя в атмосферу, охлаждая жидкость, которая проходит сквозь него. Для обеспечения наилучшего отвода тепла его обычно монтируют в том месте, где он лучше всего обдувается набегающим потоком воздуха во время движения автомобиля – за радиаторной решеткой в передней части автомобиля. Даже если двигатель автомобиля расположен сзади, радиатор, как правило, устанавливается на то же место, что и у обычных автомобилей, а система циркуляции охлаждающей жидкости протягивается к двигателю.
В конструкции некоторых автомобилей перед радиатором установлены жалюзи. Это приспособление позволяет прикрывать радиатор зимой, снижая отвод тепла, используемого для обогрева салона
Есть и альтернативные места установки – к примеру, в случае с заднерасположенным двигателем. Нередко при такой компоновке радиатор устанавливают вдоль боковой стенки (или вдоль двух стенок, если радиатора два). Поток набегающего воздуха в таком случае организован из воздухозаборников, установленных в задней части автомобиля на боковых стенках багажника.
Конструкция радиатора
Состоит радиатор из двух бачков, верхнего и нижнего, к которым присоединены патрубки системы охлаждения, и сердцевины — основного теплообменного элемента. Бачки бывают пластиковыми и металлическими. Основная часть сердцевины представляет собой набор бесшовных трубок из латуни или алюминия с толщиной стенок до 0,15 миллиметров, соединяющих верхний и нижний патрубки. Каждая трубка покрыта оребрением — тонкими гофрированными "в гармошку" лентами из меди или алюминия. Алюминиевые радиаторы отличаются меньшим весом, но быстрее разрушаются по причине сложностей со сваркой этого металла или по причине механических воздействий. Чтобы сравняться с латунным радиатором по теплообменным свойствам, алюминиевый радиатор должен быть больше и толще.
В довоенных автомобилях применялись сотовые радиаторы, сделанные из отрезков латунных трубочек с пятиугольным сечением. Внутри трубок жидкость не циркулировала, и охлаждение осуществлялось исключительно контактом металлического оребрения с воздухом.
Регулировка температуры охлаждающей жидкости
Основную функцию поддержания постоянной температуры в системе охлаждения выполняет термостат, распределяющий его движение по контурам, которые принято называть малым и большим кругом. Однако в жаркую погоду, когда поток идет по большому кругу, частью которого является радиатор, для эффективного отвода разогретого воздуха с целью поддержания постоянной температуры охлаждающей жидкости используется вентилятор или несколько вентиляторов, с механическим приводом (через вискомуфту) или с электроприводом.
Дополнительный радиатор
С появлением двигателей, работающих в разных режимах, включающих форсированный, появилась необходимость в дополнительном устройстве охлаждения. Разработчики некоторых автомобильных концернов нашли выход в параллельной установке дополнительного радиатора со своим отдельным электрическим вентилятором. Распространенная ошибка владельцев – путать дополнительный радиатор с интеркулером, который используется для охлаждения воздуха в системе турбонаддува. Дополнительный радиатор охлаждения можно видеть в моторном отсеке автомобиля Audi 200 с турбированным двигателем.
Эффективность системы охлаждения двигателя зависит не только от мощности внешнего теплообменника(рдиатора с вентилятором) и кратности циркуляции теплоносителя (производительности помпы) , но и от свойств самого теплоносителя.
В режиме экстремальных нагрузок этот фактор становится весьма весомым, если не преобладающим. Подкипание теплоносителя в наиболее горячих зонах двигателя, кавитация на лопатках помпы, меняют структуру теплоносителя, насыщая его пузырями. Наличие в теплоносителе парогазовой фазы приводит к резкому снижению коэффициента теплоотдачи в системе стенка-теплоноситель. Это в равной мере относится как к ухудшению теплоотдачи внутри каналов радиатора, так и в рубашке охлаждения двигателя. Последнее в свою очередь грозит локальными перегревами двигателя, особенно 5 и 6 цилиндр проблематичных, с точки зрения теплоотвода, рядных шестерок.
Помочь двигателю можно повысив кратность циркуляции(скорость течения ОЖ), заменив штатную помпу на помпу повышенной производительности или электропомпу. Весьма полезно поднять температуру кипения ОЖ, установив крышку радиатора, поддерживающую большее давление в системе охлаждения, например 1.3бар.
Эта статья о том, как своими силами изготовить дыхательный бачек (Брифер танк) и реализовать схему циркуляции ОЖ с отделением парогазовой фазы и последующим удалением ее в расширительный бачек.
Как всегда все начинается с барахолки. Добыв нужный кусок "люминия", можно приступать. Вся работа делится на собственно токарно-сварочную и прочую. Токарно-сварочная хорошо видна на картинках и выполняется токарями и аргонщиками. Тут большого умения не надо, главное, правильно озадачить специалистов и материально заинтересовать.
Прочая: изготовление посадочного места на горловине бачка под крышку радиатора. Работа не сложная, но требующая аккуратности. Скажу сразу, запасенная заблаговременно бормашинка не пригодилась. Выводилось все пилкой по металлу, надфилями и мелкой стамеской. Благо, люминий материал податливый.
Схема подключения бачка приведена. Давление в системе будет равно давлению подрыва клапана крышки на нашем бачке. Крышка на радиаторе больше рояли не играет, ее можно просто заменить на заглушку.
Болванка — 50 гривен (хохлобаксов), токарю 100 гр., аргонщику 10 гр. Себе за труды купил шоколадку. Итого 30 американских гривен.
Вот и все, катайтесь и получайте удовольствие.
Желаю всем творческих успехов.
С уважением, Виктор(SOARA).
ПС: Совсем забыл, как там заканчивают статьи в серьезных тюнинговых журналах: Этот девайс станет прекрасным украшением под капотом Вашего автомобиля!
Дата публикации: 23 августа 2018 .
Категория: Автотехника.
В автоматических коробках передач используется специальное трансмиссионное масло ATF на минеральной или синтетической основе. При помощи этой жидкости двигатель передает крутящий момент трансмиссии. В процессе этого состав ATF довольно сильно перегревается. В зависимости от марки машины и типа силового агрегата стандартная температура АКПП может отличаться (от 60 до 95 градусов). Однако для нормальной работы трансмиссионное масло не должно сильно превышать этих значений.
Этого проблематично добиться при «агрессивной» езде и других сложных условиях. В итоге температура рабочей жидкости доходит до 100, а иногда и до 130 градусов. В такой ситуации есть большой риск выхода трансмиссии из строя.
Чем опасен перегрев АКПП
Если трансмиссионное масло доходит до критических 130 градусов (при резком вождении, буксировке на тросе и нахождении в многочасовых пробках в летний зной), то АКПП слишком сильно разогревается. Из-за этого рабочая жидкость теряет свои характеристики и фактически начинает пригорать, оказывая негативное воздействие и на другие узлы коробки передач:
- Фрикционные диски. В некоторых автомобилях эти элементы изготавливают из мягкого эластичного материала. Под влиянием температуры свыше 100 градусов такие фрикционы разрушаются и сгорают. В итоге, машина начинает буксовать, а передачи и вовсе не переключаются.
- Клапанная плита и соленоиды. Гидроблок фактически представляет собой распределительную систему масла в АКПП. Соленоиды отвечают за открытие и закрытие каналов, по которым проходит рабочая жидкость. Раньше эти элементы были металлическими. Сегодня в авто устанавливаются пластиковые соленоиды, которые легко деформируются и оплавляются, если по ним будет циркулировать горячее масло. Нагреться до критической отметки может и сам гидроблок.
- Нагруженные элементы. Если трансмиссионное масло сильно нагревается, то планетарные шестерни и прочие элементы перестают смазываться в нужном объеме, что приводит к их быстрому механическому износу.
Разумеется, в любой машине установлена система охлаждения, однако она может отличаться в зависимости от марки и «возраста» авто. Кроме этого, не всегда такие элементы справляются с повышенными нагрузками.
Достаточно ли стандартной системы охлаждения
Прежде всего, стоит обратить внимание на то, что есть два типа радиаторов охлаждения:
- Отдельные. Такие системы, как правило, устанавливались на старых моделях АКПП. В этом случае охлаждение осуществляется за счет обдува воздухом или вентилятором. Благодаря этому удается поддерживать температуру масла в допустимых пределах.
Важно! При использовании отдельного радиатора нужно своевременно менять масло (делать это желательно каждые 50 000 км). Хоть производители и утверждают, что жидкость будет работать и после 160 000 км, лучше не проверять это на практике, если в авто установлен отдельный радиатор КПП.
- Встроенные. В более современных «автоматах» не отдельного радиатора для коробки передач. В этом случае к главному радиатору системы охлаждения двигателя подключается патрубок, который контролирует рабочую жидкость АКПП. Фактически под одним корпусом находится два радиатора – один охлаждает моторное масло, а другой – трансмиссионное.
Казалось бы, вот оно решение проблемы – устанавливаем встроенную систему охлаждения и одним выстрелом убиваем двух зайцев. Но, не так все просто. Дело в том, что ДВС (особенно если он высокофорсированный) и «автомат» работают при разной температуре. Таким образом, движок может нормально функционировать при 100-110 градусах (а если речь идет о таких машинах, как Chevrolet Aveo или Cruze то температуры доходят и до 115 градусов), а для некоторых узлов АКПП такие показатели становятся критическими.
Кроме этого площадь патрубка, подведенного к основному радиатору, слишком маленькая, поэтому процесс охлаждения будет менее эффективным. Поэтому риск перегрева остается.
На первых порах, встроенная система охлаждения может работать без каких либо проблем. Однако, постепенно патрубки радиатора и самой КПП будут забиваться грязью. В этом случае замена масла не поможет улучшить охлаждение.
Таким образом, если в авто отсутствует отдельный радиатор, интегрированной модели будет недостаточно. Кроме этого, промыть встроенную систему намного сложнее, чем отдельный узел. Поэтому многие покупают дополнительные радиаторы. Они устанавливаются на основной радиатор в том месте, где есть разрыв цепи между «штатной» системой охлаждения и непосредственно самим «автоматом».
Преимущества использования дополнительного радиатора
Прежде всего, такая система будет противостоять перегреву. Это означает, что температура рабочей жидкости не будет превышать 80 градусов. Соответственно общий ресурс работы АКПП увеличится.
Благодаря тому, что трансмиссионное масло охлаждается, жидкость дольше служит и не прогорает, поэтому ее можно смело менять после 60 000 км. Также дополнительные радиаторы не допускают преждевременного износа соленоидов и гидроблока.
Однако несмотря на все достоинства дополнительных систем, они реализуют охлаждение на протяжении всего времени. Это означает, что летом масло не будет слишком сильно нагреваться, а зимой интенсивное охлаждение, наоборот, принесет только дополнительные проблемы. Чтобы решить эту проблему достаточно установить в систему еще один элемент.
Необходимость термостата
Итак, дополнительный радиатор АКПП действительно является необходимой вещью, однако его еще нужно правильно установить. Система охлаждения должна срабатывать только в тот момент, когда это действительно необходимо. Для этого стоит дополнить ее термостатом.
Это незамысловатое устройство будет допускать подачу масла в большой круг радиатора (для охлаждения) только в том случае, если температура рабочей жидкости доходит до 70-80 градусов. Благодаря этому в зимнее время будет осуществляться лучший прогрев, а летом АКПП будет, наоборот, охлаждаться. Таким образом, термостат позволяет регулировать температуру в системе.
Сегодня нетрудно найти в продаже дополнительные радиаторы и термостаты. Однако перед покупкой стоит определиться, какая модель будет лучше.
Какой дополнительный радиатор выбрать
Прежде всего подбирать этот элемент стоит с запасом. Для этого нужно определиться с площадью охлаждения штатной системы охлаждения и прибавить к этому значению 20-40%. Дополнительно можно купить термодатчик, который наклеивается на корпус самого «автомата» или поддона. В этом случае можно узнать максимальную температуру рабочей жидкости и определиться с габаритами дополнительного радиатора.
Сами радиаторы для АКПП бывают:
- Трубчатыми. Такие изделия отличаются минимальными показателями гидравлического сопротивления. Их внутренние полости реже забиваются грязью. Если даже такое и происходит, изделия самоочищаются и легко промываются. Подключение осуществляется с боковой стороны от штатного радиатора. Такие радиаторы (4-х рядные) преимущественно используются для седанов, объемом двигателя до 2 литров, которые не предназначены для использования с прицепами и не ездят в тяжелых условиях. Более мощным авто (объем до 3 литров) требуются 6-рядные радиаторы. А тем, кто ездит на нагруженной машине, подойдут 8-рядные модели.
- Пластинчатыми. Первые несколько лет использования такие изделия эффективнее на 10-30% чем трубчатые аналоги. Кроме этого они выполняют функцию фильтров, которые задерживают крупные куски грязи, металлической и пластиковой крошки, а также частиц бумаги. Пластинчатые радиаторы изготовлены из крашеного алюминия, поэтому они выглядят более эстетично.
Также сегодня в продаже появились модели без спирали турбулентности для АКПП, которые сильно греются, а маслонасос отличается повышенной производительностью. Однако, такие модели не пользуются популярностью, так как они довольно «привередливы» к маслу.