Радиатор охлаждения двигателя

Назначение радиатора

Изучая, что такое радиатор, необходимо вникнуть в суть устройства двигателя автомобиля. Мотор представляет собой систему, внутри которой благодаря электрической искре происходит возгорание топливной смеси. При этом в цилиндрах наблюдается образование тепловой энергии, которая впоследствии преобразовывается в механическую движущую силу машины. Она действует в момент старта автомобиля.

Имея такое устройство, двигатель быстро нагревается. Уровень поднятия температуры требует постоянного контроля. Если нагрев превысит допустимое значение, мотор перегреется и перестанет работать. Чтобы избежать подобного исхода, применяется система охлаждения. Ее частью и является радиатор.

Это оборудование отводит тепло от жидкости системы охлаждения. В зимний период радиатор печки нагревается от тепла двигателя. Жидкость перед тем, как вернуться в систему охлаждения, воздействует на нее. Так нагревается салон. Поэтому замена радиатора печки также периодически требуется при эксплуатации автомобиля.

Плюсы и минусы

Все разновидности отопительных радиаторов обладают своими положительными качествами, и недостатками.

Чугунные модификации

К неотъемлемым плюсам чугунных батарей следует отнести их долговечность, обусловленную химической пассивностью этого металла. Чугун не вступает в реакцию с молекулами воды и кислорода, что сводит на нет риск образования коррозии. Средний срок безаварийной службы модификаций из чугуна составляет 50 лет. Низкая теплопроводность увеличивает время на разогрев металла, но после снижения температуры теплоносителя отопительный прибор долгое время остаётся горячим. Сравнительно невысокая цена — ещё один плюс чугунных батарей.

К минусам следует отнести большую массу и значительные габариты, что вызывает сложности при транспортировке и установке. Хрупкость чугуна зачастую приводит к его разрушению при возникновении резких гидроударов. Во избежание разрыва, на входе в первый сегмент рекомендуется устанавливать предохранительный клапан для сброса давления.

Стальные

В лучшую сторону обогревательные приборы из стали отличаются меньшим, чем у чугунных, весом и размером. Высокая теплопроводность позволяет стали быстро разогреваться, передавая тепло окружающему пространству. Эстетичный внешний вид, доступная стоимость и простота установки на стене — ещё один фактор выбора в пользу стальных модификаций.

Схема монтажа стального радиатора отопления

Основным минусом является подверженность стали коррозии, что снижает сроки эксплуатации до 10 лет. Трубчатые варианты, из-за тонких стенок, уязвимы для гидроударов, поэтому рекомендуется их использование в автономных системах теплоснабжения.

Алюминиевые

Главным достоинством радиаторных конструкций из алюминиевых сплавов является их эстетичный внешний вид, что позволяет устанавливать их в любом помещении, не заботясь о декоративных экранах. Широкая гамма расцветок даёт возможность органично вписать алюминиевые батареи в интерьер комнаты. Следует отметить также малый вес алюминия, что упрощает монтаж, не требует установки массивных кронштейнов.

Алюминиевый радиатор отопления

Среди минусов алюминия — низкая устойчивость к нагрузкам, что увеличивает вероятность разрыва при внезапных скачках давления. В обычных условиях данный металл не подвержен коррозии, но при высокой кислотности теплоносителя, алюминий быстро истончается и разрушается. Анодные алюминиевые радиаторы, отличающиеся повышенной стойкостью, выделяются высокой стоимостью.

Биметаллические

Высокая степень теплопроводности позволяет им быстро нагреваться, но также быстро остывать. Стойкость к коррозийному воздействию продлевает эксплуатационный ресурс до 20-25 лет. Ещё одно преимущество — малая масса, в сравнении с чугунными и стальными вариантами. Внешне биметаллические батареи не отличаются от алюминиевых — такая же декоративная эстетика и широкий спектр цветов и оттенков. Стоимость их, однако, гораздо выше, чем у всех вышеперечисленных модификаций.

Устройство современного радиатора

Радиатор охлаждения ДВС, как правило, имеет два бачка (нижний и верхний), сердцевину, в которой охлаждается жидкость (антифриз или тосол), и несколько дополнительных деталей для крепления. Жидкость от охлаждающей рубашки двигателя поступает в радиатор, где ее температура понижается до требуемого значения, затем антифриз снова передается двигателю. Для изготовления сердцевины и бачков используются легкие металлы: или алюминий, или латунь. Благодаря их высокой теплопроводности они обеспечивают эффективное и быстрое охлаждение антифриза.

Сердцевина радиатора состоит из горизонтально расположенных металлических пластин, соединенных с полыми трубками, идущими вертикально вниз от верхнего бачка к нижнему бачку. Таким образом, при движении через сердцевину жидкость разбивается на несколько потоков, и происходит увеличение площади ее соприкосновения с воздухом атмосферы, ведущее к повышению интенсивности охлаждения.

Патрубки радиатора позволяют соединять бачки с рубашкой охлаждения двигателя. Нижний бачок имеет, как правило, сливной краник, через который можно слить жидкость. Подобным краником снабжена и рубашка двигателя. Антифриз заливается внутрь системы охлаждения через горловину верхнего бачка.

https://youtube.com/watch?v=fJ9OtFZQCxE

https://youtube.com/watch?v=fJ9OtFZQCxE

Функционирование систем охлаждения современных автомобилей происходит с учетом значения температуры:

• двигателя;
• охлаждающей жидкости;
• окружающей среды;
• масла и т. д.

Действие системы охлаждения можно объяснить следующим образом. Нагретая двигателем жидкость направляется насосом через патрубки в радиатор, в котором обеспечивается понижение ее температуры. После чего охлажденная жидкость (антифриз) снова подается в рубашку двигателя, и далее цикл повторяется.

Сердцевины радиаторов автомашин могут быть:

• трубчато-пластинчатыми;
• трубчато-ленточными.

В первом случае охлаждающие трубки могут иметь расположение:

• шахматное;
• под углом;
• в ряд.

Ребра у радиаторов, относящихся к типу трубчато-пластинчатых, бывают либо плоскими, либо волнистыми, и могут иметь разный размер. Кроме того, для усиления теплопередачи на них иногда делают специальные турбулизаторы (просечки, отогнутые и образующие узкие проходы для воздуха).

У радиаторов, называемых, трубчато-ленточными, охлаждающие трубки всегда расположены в ряд, а для изготовления ленты их решеток используется медный лист толщиною от 0,05 миллиметра до 0,1 миллиметра. Чтобы усилить теплоотдачу с помощью завихрений, на ленте выполняют фигурные отверстия методом штамповки или создают отогнутые просечки.

Сегодня наибольшее распространение получили радиаторы охлаждения автомобиля, изготовленные на основе алюминиевых сплавов. Такие устройства дешевле и легче латунных аналогов, но уступают последним по надежности и сроку службы. Еще одним достоинством радиаторов из латуни является то, что они проще ремонтируются: их можно паять. В то время как радиатор системы охлаждения, известный как алюминиевый, более сложен в ремонте, так как его детали и конструктивные элементы соединяют между собой с использованием завальцовки и герметизирующих материалов.

Повреждения радиаторов: причины, профилактика

Как и любая деталь, радиатор в машине тоже может выйти из строя. Вот пять основных причин.

1. Механические повреждения. Так как эта деталь устанавливается впереди автомобиля, на нее часто попадают посторонние предметы. Например, это могут быть камни от впереди идущего авто. Даже незначительное столкновение машины может повредить радиатор, что нарушит герметичность системы охлаждения.
2. Окисление металла. Хотя все элементы теплообменника изготавливаются из нержавеющих материалов, радиаторы не защищены от образования накипи внутри их полостей. Из-за использования некачественной охлаждающей жидкости металлические детали мотора могут окисляться, что засоряет магистраль и препятствует свободной циркуляции антифриза.
3. Естественный износ. Постоянный нагрев и охлаждение приводит к «усталости» металла, от чего снижается его прочность. Вибрации в подкапотном пространстве способствуют разрушению соединительных швов, из-за чего может появиться течь.
4. Чрезмерное давление в магистрали. Если на расширительном бачке установлена некачественная пробка, со временем клапан для сброса давления перестает функционировать. Из-за нагрева антифриза до температуры выше 100 градусов в системе увеличивается объем. Чаще всего расходятся швы на пластиковых элементах. Но стенки старого теплообменника со временем становятся тоньше, что приводит к разгерметизации и протечкам.
5. Замерзание охлаждающей жидкости. Такое может происходить в случае использования неподходящего антифриза или обычной воды. На морозе вода кристаллизуется и расширяется. От этого на стенках трубок появляются трещины.

Большинство из перечисленных проблем можно предотвратить, применив профилактические методы. Чтобы продлить службу радиатора, хозяин авто может предпринять следующие меры.

• Не заливать в систему обычную воду. В экстренном случае можно воспользоваться дистиллированной, но в ближайшее время нужно поменять ее на тосол. Эта жидкость закипает при температуре выше 115 градусов. Помимо этого она содержит смазочный материал, что благотворно влияет на крыльчатку насоса и другие металлические детали системы.
• Своевременно менять тосол, а при уменьшении уровня – доливать его. Замену нужно производить не реже 50-70 000 км. пробега (для антифриза этот интервал составляет от 150 тысяч). Но если ОЖ поменяла свой цвет и стала черной, это явный сигнал для обслуживания системы.
• Устанавливать такой радиатор, который изготовлен для данной модели автомобиля.
• Проводить плановое техническое обслуживание всей системы охлаждения.
• Сохранять ребра теплообменника в чистоте.
• Во время замены тосола периодически применять промывку внутренних стенок змеевика.

Устройство радиатора охлаждения

Основная функция этого устройства — отведение тепла от нагретых веществ. Это можно обеспечить конструктивной особенностью радиатора и материалами из чего он сделан. Также, для создания наилучшего эффекта охлаждения, место монтажа должно быть таким, где устройство встречается с большим потоком воздушного сопротивления. Поэтому на всех автомобилях, вне зависимости от марки и модели, радиатор системы охлаждения устанавливается спереди перед двигателем и, поэтому элементы кузова перед радиатором делают щелевым (решетка радиатора).

Есть автомобили, в которых мотор устанавливается сзади. Даже при таком расположении ДВС, радиатор ставят спереди. Единственное, приходится прокладываться длинные магистрали для циркуляции жидкости. На спортивных авто можно встретить конструкцию, когда ДВС и радиатор находятся сзади, но по бокам кузова есть воздухозаборники.

Из чего состоит радиатор системы охлаждения

Конструкция автомобильного радиатора может быть нескольких видов, но основная схема такая, как представлена на рисунке.

а — сам радиатор; б — паровой клапан в открытом виде; в -воздушный клапан в открытом положении.

1. Верхний бачок.
2. Верхний патрубок.
3. Пробка горловины радиатора.
4. Пароотводная труба.
5. Алюминиевые или латунные трубки, соединяющие верхний 1 и нижний 7 бачки.
6. Пластины. Они припаяны к трубкам 5. Служат для увеличения площади поверхностного охлаждения.
7. Нижний бачок.
8. Патрубок для соединения радиатора и помпы. Некоторые модификации имеют на патрубке сливной кран.
9. Крепежные элементы.

Пластины 6 — это сердцевина радиатора. Основной элемент теплообменного процесса. Основная часть сердцевин — это бесшовные трубки с толщиной 0,15 мм. Вокруг трубки есть медная или алюминиевая лента. Горячая жидкость проходит через труби и охлаждается.

Классификация по типу сердцевин:

1. Радиаторы с трубчатыми сердцевинами.
2. Радиаторы с пластинчатыми сердцевинами.
3. Радиаторы с трубчато-ленточными сердцевинами.

Устройство парового 11 и воздушного 12 клапанов радиатора:

• 10-пружина. Упругость пружины от 1250 до 2000 грамм. Клапана и пружина с такой упругостью позволяет увеличить давление в охлаждающей циркуляционной системе и увеличить порог закипания жидкости до 110-120 градусов. Таким способом, объем охлаждающей жидкости не такой уж большой в современных двигателях.
• Пружинка воздушного клапана имеет упругость от 50 до 100 грамм.

Функция воздушного клапана — пропускать воздух внутрь радиатора, если охлаждающая жидкость (вода, тосол, антифриз) закипела и остыла, и появился конденсат.

В системе возникает избыточно давление и парообразование при нагреве жидкости. Крышка с клапаном сама разряжает давление вне зависимости от того, какой атмосферное давление на улице. Так как в горах низкое атмосферное давление, то жидкость охлаждения закипает быстрее, чем на равнине. Воздушный клапан защищает радиатор от разрушения, которое может возникнуть от разницы давлений в самом радиатор и на улице.

На пробке есть клапаны. При закипании охлаждающей жидкости (ОЖ) открывается выпускной клапан на крышке. Пар при этом выводится через пароотводную трубу. Когда в радиаторе жидкость остывает, давление падает и, если давление в радиаторе стало ниже атмосферного 1 Атм (килограмм на 1 квадратный сантиметр), то открывается впускной клапан и запускает воздух, чтобы не создавался вакуум.

Чтобы слить ОЖ из системы охлаждения закрытого типа, надо открутить сливной болт или открыт краник, и открыть крышку. Для полного слива жидкости из системы охлаждения двигателя, в на блоке цилиндров есть специальный сливной болт под ключ на 13 (ВАЗ).

Термостат и его особенности

Сложно сказать, какой именно элемент обеспечивает наиболее эффективную циркуляцию жидкости в системе охлаждения. С одной стороны, помпа создает давление и антифриз двигается по патрубкам с ее помощью.

Но с другой стороны, если бы не было термостата, движение происходило бы исключительно по малому кругу. Конструкция содержит такие элементы:

1. Корпус из алюминия.
2. Выходы для соединения с патрубками.
3. Пластина биметаллического типа.
4. Механический клапан с возвратной пружиной.

Принцип работы заключается в том, что при температуре ниже 85 градусов двигается жидкость только по малому контуру. При этом клапан внутри термостата находится в таком положении, при котором не попадает антифриз в большой контур.

Как только достигнет температура 85 градусов, начнет деформироваться биметаллическая пластина. Она воздействует на механический клапан и открывает доступ антифризу к основному радиатору. Как только снизится температура, клапан термостата вернется в исходное положение под действием возвратной пружины.

1 AVA

Среди самых крупных производителей компонентов для автомобильных систем кондиционирования и охлаждения особо можно выделить фирму AVA. Весь ассортимент продукции, представленный на вторичном рынке, отличается доступной стоимостью. При этом качество практически не отличается от оригинальных запчастей, установленных на авто на заводском конвейере. Большое количество положительных отзывов, оставленных не только автолюбителями, но и мастерами по ремонту, способствуют росту популярности и доверия к радиаторам охлаждения, выпускаемых данной фирмой.

Производственные мощности компании расположены в 7 европейских странах, и вся продукция имеет необходимые сертификаты соответствия. Ассортимент радиаторов AVA представлен медными, латунными и алюминиевыми моделями, которые находятся в разных ценовых категориях. В зависимости от технических характеристик, все детали разделены на бюджетную и оригинальную линейку, при этом на качестве товара это никак не отражается, что подтверждают в своих отзывах практически все пользователи.

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

Принцип работы

Для правильного функционирования современные жидкостные системы охлаждения в процессе работы учитывают множество важнейших параметров. Специальные датчики снимают показания температуры двигателя, температуры охлаждающей жидкости и моторного масла, температуры за бортом и т.д.

Если вкратце описывать принцип работы системы охлаждения, тогда  за точку отсчета стоит принять жидкостной насос. Этот элемент заставляет охлаждающую жидкость постоянно двигаться  и циркулировать по кругу. При этом проход через рубашку охлаждения двигателя (малый круг) позволяет жидкости омывать горячие стенки головки блока и цилиндров.  Когда температура охлаждающей жидкости растет, тогда при определенных показателях срабатывает термостат и открывает доступ жидкости в большой круг (радиатор). Так удается избежать перегрева двигателя и эффективно отдать жидкости избыточное тепло от нагретых деталей мотора. Когда горячая жидкость попадает в устройство охлаждения, от неё происходит отвод тепла в окружающую атмосферу. Полный цикл заканчивается, а охлажденная жидкость движется аналогично по новому циклу.

Вполне очевидно, что радиатор является своеобразным теплообменником, который обеспечивает эффективное охлаждение не самого мотора, а охлаждающей жидкости. Установка дополнительного вентилятора или жалюзи позволяет поддерживать температуру жидкости на оптимальном для работы мотора уровне как в экстремальный  холод, так и в сильную жару.

Автономная система отопления

Схема автономного отопления

Какими параметрами следует руководствоваться при выборе котла, и как устроен радиатор отопления? Это лишь немногая часть вопросов, которые приходится решать собственнику частного дома при планировании системы обогрева. Сначала разрабатывается схема отопления, определяются ее основные параметры – температурный режим работы, количество и месторасположение радиаторов, устройств управления.

Следующий этап — узнать, как устроен котел для отопления, и выбрать оптимальную модель

Это очень важно, так как он будет напрямую влиять на КПД и характеристики всего контура обогрева дома

Устройство котла отопления

Устройство газового котла

Принцип работы любого котла – получение тепловой энергии от энергоносителя (уголь, дрова, газ, дизельное топливо) и передача ее теплоносителю. Устройство котла отопления напрямую зависит от типа используемого топлива. Рассмотрим это на примере самых распространенных моделей — газовых.

Основным компонентом в данном случае является горелка. В ней энергия от горячего газа с помощью теплообменника передается воде. В твердотопливных моделях эту функцию выполняет камера сгорания. Помимо этого в котлах зачастую присутствуют следующие компоненты:

• Система подачи воды в теплообменник;
• Патрубок дымохода для отвода угарных газов;
• Элементы управления – контроль интенсивности пламени, содержания СО2, тяги, температуры воды и т.д.;
• Циркуляционный насос – предназначен для повышения скорости движения теплоносителя. В комплектацию большинства твердотопливных и некоторых газовых котлов не входит;
• Расширительный бак и система безопасности.

При выборе газовых моделей нужно обращать особое внимание на наличие второго контура, предназначенного для ГВС. Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой. Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание

Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание

Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой. Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание.

Устройство радиаторов отопления

Батарея отопления в разрезе

Устройство радиатора отопления не меняется уже многие годы. Несмотря на применение новых материалов изготовления, улучшения внешнего вида батареи — при ее создании всегда руководствуются проверенной схемой.

На каких принципах основано устройство стандартной батареи отопления? Она должна состоять из двух компонентов – трубопроводов, по которым течет теплоноситель и теплообменной поверхности. При проектировании стараются увеличить тепловую отдачу и при этом уменьшить полезный объем транспортной магистрали. Для этого в устройстве радиатора отопления применяют материалы с увеличенным показателем теплопередачи – алюминий, медь и т.д

Для пользователя важно обращать внимание на такие параметры устройства стандартной батареи для отопления:

Номинальная мощность, Вт. Производители указывают значение этой характеристики при определенном температурном режиме работы системы. Например — 70/55 или 90/70;

Секционная или панельная модель. Для первых существует возможность увеличения полезной площади путем добавления секций;

Способ подключения

Это важно знать при анализе устройства системы отопления в многоквартирном доме. Если присутствует верхняя разводка труб – следует приобретать модели с боковым подключением.. Помимо установки радиаторов обязательно предусматривается их правильная обвязка

Ее компонентами являются запорная арматура, кран Маевского. Для большей экономичности рекомендуется монтаж терморегулируемого клапана

Помимо установки радиаторов обязательно предусматривается их правильная обвязка. Ее компонентами являются запорная арматура, кран Маевского. Для большей экономичности рекомендуется монтаж терморегулируемого клапана.

Одним из главных факторов нормальной работы радиатора является его правильная установка и подключение. При несоблюдении норм его КПД может снизиться на 10-15%.

Стандартная белая батарея не подходит

Instagram: @feya_batareya

Instagram: @feya_batareya

Самый распространенный цвет радиаторов — глянцевый белый. В некоторых интерьерах они могут гармонично существовать, например, в сканди или бохо, где вся цветовая схема базируется на белом. Но в большинстве других случаев, особенно на насыщенной акцентной стене, они смотрятся как большая белая заплатка.

Что можно сделать

Instagram: @feya_batareya

Instagram: @feya_batareya

Instagram: @feya_batareya

Можно сразу искать радиатор нужного оттенка, но это непросто и зачастую затратно. Другой вариант — подобрать нужный оттенок быстросохнущей эмали и покрасить самостоятельно. 

Чугунные радиаторы

Чугунные радиаторы знакомы с советских времен. Чаще всего именно они использовались в качестве радиаторов для квартир. Достоинства таких батарей следующие:

Сделаны из прочного материала чугуна, который может выдержать давление в 25-30 атмосфер. Это большой запас по давлению, так как рабочее давление в центральном отоплении составляет около 16 атмосфер.

Долговечность и надежность чугунных радиаторов. Срок службы радиаторов из чугуна составляет до 40 лет. Они не прихотливы к качеству воды в системе, так как толщина чугуна не позволяет развиваться коррозии.

Низкая цена такого типа радиаторов отопления.

Из недостатков можно выделить такие:

Тяжелый вес чугунных радиаторов, который делает их неудобными при транспортировке и монтаже. Для крепления на стену требуются громоздкие кроншейны.

Для того чтобы такие радиаторы красиво вписывались в интерьер комнаты их закрывают защитными решетками. Тем самым делая их более эстетическими.

При длительном взаимодействии с водой, внутри образуется налет. Постепенно он снижает диаметр трубы радиатора и соответственно проток воды будет меньше и теплоотдача тоже будет меньше.

Трехходовой клапан

Нетрадиционным устройством для регулирования температуры отопительных приборов является трехходовой клапан. Он ставится на соединении байпаса и подающей трубы, которая идет к батарее. Чтобы клапан мог выполнять функцию стабилизации уровня нагрева радиатора, он должен иметь терморегулирующую головку. В случае подъема температуры возле головки выше требуемой подача теплоносителя в батарею прекращается, поток жидкости движется через байпас. Когда происходит остывание, клапан снова открывается, и происходит нагрев радиатора. Такой способ регулировки подходит для однотрубных систем, имеющих вертикальную разводку.

Важно! В домах с централизованной системой отопления теплоноситель обычно содержит посторонние частицы, которые засоряют термостаты. Поэтому в квартире без опаски можно ставить ручные краны или вентили, а также трехходовые клапаны. Если вы хотите установить автоматические регуляторы тепла, перед ними нужно обязательно ставить фильтры, которые придется регулярно чистить

Если вы хотите установить автоматические регуляторы тепла, перед ними нужно обязательно ставить фильтры, которые придется регулярно чистить.

Устройство радиатора

Радиатор состоит из металлических многослойных пластин и трубочек. Благодаря такому устройству у прибора увеличивается площадь соприкосновения с атмосферным воздухом. Сам же прибор расположен чаще всего в передней части машины под капотом. Во время движения автомобиля радиатор способен пропускать через себя много воздуха.

Радиатор имеет несколько основных элементов. В первую очередь — это сердцевина. Она составляет охлаждающий отсек. Также у конструкции есть бачки (коробочки) с патрубками. Есть у них вид верхний и нижний. Радиаторы имеют в сердцевине овальные трубки из латуни. Они расположены в шахматном порядке. Трубки соединены с ребрами.

Верхняя коробка имеет горловину, а нижняя – кран. Он сливает жидкость для охлаждения. Она проходит через весь двигатель, забирая излишнее тепло и вынося его в радиатор. Здесь антифриз снова охлаждается.