Понимание системы охлаждения в двигателях внутреннего сгорания

Поскольку двигатели внутреннего сгорания выделяют тепло чрезвычайно высокой температуры, используется система охлаждения. Циркуляция охлаждения будет определять, как долго будет служить двигатель и его компоненты. В автомобильных двигателях процесс охлаждения осуществляется либо водой, либо воздухом, но оба процесса имеют свою эффективность. Хотя смазочное масло также в некоторой степени помогает охлаждать детали двигателя.

Многое изменилось за эти годы в автомобилях, но в системе охлаждения двигателя особых изменений нет. Что ж, современные конструкции более надежны и эффективны при циркуляции через двигатель. Конструкция настолько эффективна, что поддерживает постоянную температуру двигателя. Даже если температура снаружи достигает 110 градусов по Фаренгейту или 10 ниже 0, охлаждение все равно остается постоянным. Экономия топлива может пострадать, а выбросы возрастут.

Сегодня мы рассмотрим определение, функции, компоненты, схемы, типы, принцип работы, а также обслуживание и ремонт системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Подробнее:Система смазки двигателя

Что такое система охлаждения двигателя ?

Система охлаждения представляет собой набор компонентов, обеспечивающих подачу жидкой охлаждающей жидкости к каналам в блоке цилиндров и головке двигателя для поглощения тепла сгорания. Затем нагретая жидкость будет возвращаться в радиатор через резиновый шланг для охлаждения. По мере того, как нагретая жидкость (горячая вода) поступает в радиатор по тонким трубкам, она охлаждается потоком воздуха.

Современные двигатели внутреннего сгорания охлаждаются как водой, так и воздухом, но в некоторых двигателях для отвода отработанного тепла от двигателя используется воздух или жидкость. Двигатели специального назначения или небольшие двигатели охлаждаются воздухом из атмосферы, что делает систему легкой и относительно менее сложной. В то время как в некоторых двигателях тепло передается от замкнутого водяного контура к радиатору, где достигается охлаждение.

Вода обладает более высокой способностью и может быстрее отводить тепло от двигателя, чем воздух. Компоненты системы водяного охлаждения увеличивают вес, сложность и стоимость двигателя. Система хороша для более мощных двигателей, которые производят больше отработанного тепла, но могут перемещать больший вес.

Функции системы охлаждения двигателя

Ниже приведены функции системы охлаждения в двигателях внутреннего сгорания:

Суть системы охлаждения в двигателях внутреннего сгорания состоит в том, что температура продуктов сгорания (горючих газов) в цилиндре двигателя достигает 1500-2000 градусов по Цельсию. Это выше температуры плавления материала головки блока цилиндров и корпуса двигателя. поэтому, если тепло не рассеивается, возникают серьезные проблемы и выход из строя материала цилиндра.

Другая функция системы охлаждения в автомобильном двигателе заключается в снижении температуры смазочного масла, которое смазывает и охлаждает движущиеся части. Очень высокая температура приводит к окислению пленки смазочного масла, что приводит к образованию нагара на поверхности. Это часто приводит к заклиниванию поршня.

Потому что слишком большой отвод тепла снижает тепловой КПД двигателя. Система предназначена для отвода не менее 30% тепла, выделяемого камерой сгорания.

Функциональная система охлаждения должна иметь возможность быстро отводить тепло, когда двигатель горячий. Двигатели холодные во время запуска, сильное охлаждение не требуется, чтобы рабочие части могли достичь своей рабочей температуры за короткое время.

Более высокие температуры снижают объемный КПД двигателя. А из-за перегрева большие перепады температур приведут к деформации компонентов двигателя из-за возникших термических напряжений. Для этого требуется функциональная система охлаждения, чтобы поддерживать нормальное изменение температуры.

Подробнее:Компоненты двигателя внутреннего сгорания

Компоненты системы охлаждения двигателя

Ниже представлены компоненты системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и их функции:

Радиатор:

Эта часть охлаждения двигателя состоит из алюминиевых трубок и полосок, расположенных зигзагом между трубками. Высокотемпературная жидкость поступает внутрь радиатора по шлангу. Эта нагретая жидкость затем переносится из трубки в поток воздуха, который затем выдувается в атмосферу.

Охлаждающий вентилятор:

Вентилятор охлаждения расположен немного за радиатором, который ближе всего к двигателю. часть предназначена для защиты пальцев и прямого воздушного потока. Он подает воздух к радиатору для охлаждения горячей жидкости при работающем двигателе, поэтому вентилятор помогает снизить температуру радиатора.

Современный электровентилятор управляется бортовым компьютером. Есть датчик температуры, который отслеживает температуру двигателя и отправляет информацию в ЭБУ.

Крышка под давлением и резервный бак:

Радиаторы теперь имеют герметичную крышку, чтобы охлаждающая жидкость вытекала под давлением по мере ее расширения. Таким образом, функция герметизирующей крышки заключается в поддержании давления в системе охлаждения до определенного момента. В этой крышке был пружинный клапан, откалиброванный на правильное количество фунтов на квадратный дюйм (psi). если давление превышает установленные точки давления, он открывается, и небольшое количество охлаждающей жидкости стравливается.

Резервный бачок представляет собой емкость, в которой собирается охлаждающая жидкость, слитая из герметизированной крышки. Бак обычно сделан из пластика, и он может указывать температуру охлаждающей жидкости.

Водяной насос:

Водяной насос еще один важный компонент системы охлаждения двигателя. Он установлен в передней части двигателя и продолжает циркулировать охлаждающую жидкость, пока двигатель работает. Деталь изготовлена ​​из чугуна или литого алюминия и имеет крыльчатку, которая качает охлаждающую жидкость.

Термостат:

Термостат — это просто клапан, который определяет или измеряет температуру охлаждающей жидкости двигателя. Если охлаждающая жидкость недостаточно горячая, термостат остается закрытым, но как только температура охлаждающей жидкости достигает определенной температуры, он открывается и пропускает охлаждающую жидкость через радиатор.

Ядро нагревателя:

При необходимости горячая охлаждающая жидкость лучше служит салону автомобиля. Для этого система охлаждения оснащена сердечником отопителя, который во многом похож на радиатор. Компонент подключается с помощью пары резиновых шлангов для сбора и возврата охлаждающей жидкости от водяного насоса к верхней части двигателя. Вентилятор обдувает сердцевину отопителя, который затем подает тепло от горячей охлаждающей жидкости в салон автомобиля.

Шланги:

Полная циркуляция охлаждающей жидкости от радиатора к внутренней части двигателя обратно к радиатору и некоторым связанным с ним компонентам достигается с помощью шлангов. Но основные шланги известны как верхний и нижний шланги радиатора. Они больше и шире по сравнению с другими.

Система обхода:

Этот компонент работает, когда охлаждающая жидкость в двигателе достаточно горячая, чтобы открыть термостат. Таким образом, это позволяет охлаждающей жидкости обходить радиатор и возвращаться непосредственно в двигатель, чтобы можно было сбалансировать температуру охлаждающей жидкости. часто доступны резиновые шланги, но некоторые производители используют фиксированную стальную трубку.

Прокладки головки блока цилиндров и прокладки впускного коллектора:

Этот компонент также помогает системе охлаждения двигателя, поскольку он надежно уплотняет сопрягаемые поверхности камеры сгорания. Предотвращает утечку охлаждающей жидкости и масла из двигателя или в камеру сгорания. Несмотря на то, что сопрягаемые поверхности точно обработаны и герметичны, охлаждающая жидкость все еще может проходить через них. Вот почему используются прокладки.

Заморозить заглушки:

Это деталь двигателя, изготовленная из специального песка вместе с расплавленным металлом. Он повторяет форму каналов охлаждающей жидкости в блоке цилиндров. Охлаждающая жидкость течет через деталь, поэтому она должна заткнуться до отверстия, иначе охлаждающая жидкость будет выливаться наружу.

Большинство компонентов системы охлаждения были полностью обсуждены в свежем посте. Вы должны проверить их, чтобы иметь четкое представление о них.

Подробнее:Принцип работы механической и автоматической коробки передач

Полная схема системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания Ине:

Типы систем охлаждения двигателя

В двигателях внутреннего сгорания существует два типа системы охлаждения:

Система воздушного охлаждения:

В воздушных типах системы охлаждения тепло, отражённое внешними частями двигателя, излучается и сдувается потоком воздуха. Этот воздушный поток получается из атмосферы, которая эффективно направляется к компонентам двигателя с помощью ребер. Ребра сделаны из металлических ребер, размер которых определяет количество тепла, которое будет выдуваться всегда во время процесса.

Система воздушного охлаждения зависит от общей площади поверхностей ребер, скорости охлаждающего воздуха и температуры ребер и охлаждающего воздуха. Система охлаждения подходит для тракторов меньшей мощности, мотороллеров, мотоциклов, небольших самолетов и двигателей небольших автомобилей. Некоторые небольшие промышленные двигатели также предназначены для использования системы воздушного охлаждения.

Преимущества системы воздушного охлаждения:

Ниже приведены преимущества двигателей с воздушной системой охлаждения:

• Эта система дешевле в производстве.
• Он легче по весу, поскольку в конструкцию не входят водяные рубашки, радиатор, циркуляционный насос и сама вода.
• Меньше требований к обслуживанию.
• Риска повреждения от мороза, такого как трещины на кожухе цилиндра или водяной трубке радиатора, не возникает.
• Двигатели с воздушным охлаждением менее сложны

Система водяного охлаждения:

До сих пор мы много обсуждали водяные системы охлаждения, потому что они распространены в автомобильных двигателях. Ну, они служат двум целям в работе двигателя, в том числе устраняют избыточное тепло, предотвращая его перегрев. Кроме того, двигатель поддерживает эффективную рабочую температуру и экономичность.

Система водяного охлаждения бывает четырех различных типов, включая:

• Прямая или невозвратная система
• Система термосифона
• Хоппер-система
• Насос/система принудительной циркуляции

Подробнее:все, что вам нужно знать о карбюраторе

Принцип работы

Как упоминалось ранее, автомобильная система охлаждения бывает двух типов. В этом объяснении мы рассмотрим работу системы водяного охлаждения. Система состоит из каналов внутри блока цилиндров и головок, а также водяного насоса, обеспечивающего циркуляцию охлаждающей жидкости. Он также состоит из термостата, контролирующего температуру охлаждающей жидкости, и крышки радиатора для контроля давления в системе. Ко всем этим местам охлаждающая жидкость поступает с помощью соединенных между собой шлангов.

Система водяного охлаждения работает за счет перекачки жидкого хладагента по каналам в блоке цилиндров и головках. Охлаждающая жидкость вытекает из радиатора, чтобы поглотить избыточное тепловыделение в процессе сгорания. После того, как охлаждающая жидкость нагреется, она передается на радиатор через резиновый шланг. Как только горячая охлаждающая жидкость попадает в радиатор, начинается охлаждение. Охлаждение достигается за счет воздушного потока, поступающего в моторный отсек с передней стороны автомобиля.

После охлаждения охлаждающая жидкость возвращается в двигатель для выполнения того же процесса. Водяной насос способствует циркуляции охлаждающей жидкости по направлению к скрытым проходам. Между двигателем и радиатором расположен термостат, обеспечивающий нагрев охлаждающей жидкости до определенной заданной температуры перед попаданием в радиатор. Термостат остается закрытым, если он чувствует охлаждение охлаждающей жидкости, поэтому вместо остановки процесса циркуляции он обходит радиатор и возвращается к двигателю.

Система охлаждения оснащена клапаном, предотвращающим закипание охлаждающей жидкости. Поскольку под давлением кипение охлаждающей жидкости будет повышаться, крышка радиатора предназначена для сброса давления в случае, если оно превысит определенную отметку. В противном случае слишком большое давление разрушит такие компоненты системы, как шланги и другие детали.

Посмотрите видео о системе водяного охлаждения:

Техническое обслуживание системы охлаждения

Поскольку система охлаждения очень важна для двигателя, необходимо обеспечить техническое обслуживание, чтобы продлить срок службы двигателя, а также системы охлаждения. Наиболее распространенное техническое обслуживание, которое может быть выполнено, заключается в периодической промывке и доливке охлаждающей жидкости двигателя. При этом в антифриз входит ряд присадок, которые помогают предотвратить коррозию в системе охлаждения.

Как всегда указывают производители, использование обычной охлаждающей жидкости вызывает коррозию, которая имеет тенденцию усиливаться при взаимодействии нескольких типов металлов друг с другом. Это приведет к образованию накипи, которая со временем начнет забивать тонкие плоские трубки в сердцевине отопителя и радиаторе. Когда это произойдет, двигатель в конечном итоге перегреется.

Антифриз очень важен, так как пользователи транспортных средств должны учитывать его функции в системе охлаждения. Так как это увеличит срок службы двигателя, а также сэкономит им немного денег. Состав антифриза может служить в течение пяти лет или 150 000 миль до замены. Обычно он красноватого и зеленоватого цвета.

Поскольку для системы охлаждения с обратной промывкой требуется профессиональное и специальное оборудование, убедитесь, что операция выполняется в правильной механической мастерской. В процессе технического обслуживания необходимо проверить некоторые мелкие важные компоненты, такие как термостат, герметичная крышка радиатора, водяной насос и т. д., если они слабые, следует заменить их.

Для выявления любых внешних утечек в деталях системы охлаждения следует провести испытание под давлением. Такие детали, как радиатор, канал охлаждающей жидкости, шланги отопителя и сердцевина отопителя. Вентилятор двигателя также должен работать исправно.

Подробнее:Что такое система впрыска топлива в автомобильных двигателях

В заключение, мы углубились, чтобы увидеть, что представляет собой система охлаждения в двигателях внутреннего сгорания, которую мы объяснили как циркуляцию охлаждающей жидкости в системе двигателя для поглощения тепла. мы также увидели функции системы охлаждения в различных областях и ее компонентов. воздушная и водяная системы охлаждения рассматривались как два типа, имеющиеся в автомобильном двигателе. наконец, работа и техническое обслуживание были обработаны.

Я надеюсь, что знания достигнуты, если да, пожалуйста, прокомментируйте и порекомендуйте этот сайт другим техническим студентам. Спасибо!