Устройство и принцип работы отопителя: радиатора, мотора, вентилятора, крана и других элементов

Радиатор печки (салонного отопителя): как устроен и какие неисправности случаются

На сегодняшний день значение комфорта при езде на любом виде транспорта трудно переоценить. Если раньше водителю приходилось мерзнуть в машине во время путешествия даже под закрытым кузовом, то сейчас радиатор отопителя является обязательной деталью любого автомобиля. Это касается не только легкового, но и грузового транспорта, ведь каждому человеку необходимо чувствовать себя комфортно и обезопасить себя от пагубного воздействия холода.

Отопительный прибор в автомобиле стандартной комплектации имеет довольно примитивное строение. Он состоит из радиатора охлаждения, подключенного к охладительной системе двигателя, по которой течет охлаждающая его жидкость. В систему включен также вентилятор, обдувающий все это устройство, включая воздуховоды, по средствам которых идет подача нагретого воздуха в салон машины.

Все детали отопительного устройства установлены под передней панелью салона легкового и грузового автомобиля. Работа системы обусловлена следующими процессами:

  1. поступление жидкости, предназначенной для охлаждения двигателя, в радиатор;
  2. нагрев радиатора;
  3. вентилятор создает воздушный поток, отбирающий тепло у представленного устройства;
  4. управление интенсивностью нагрева осуществляется путем изменения значения частоты вращения вентилятора и положением заслонок.

Все они контролируются приборами или непосредственно водителем. Он может настроить идеальный микроклимат внутри салона своей машины для любого времени года. Тем более, что сделать это в современных моделях автотранспорта не представляет особого труда.

Функции радиатора и его значение в отопительной системе автомобиля

Радиатор печки автомобиля представляет собой классический теплообменник, обеспечивающий эффективную передачу тепловой энергии от теплоносителя непосредственно в салон. Принцип работы и схема подключения представленного устройства аналогичны обычному радиатору для двигателя. Изделия имеют похожее строение и принципы работы.

Для корректного функционирования отопителя, необходимо, чтобы изделие постоянно нагревалось. Это достигается, благодаря подключению изделия к системе охлаждения двигателя. Радиатор печки должен подключаться параллельно основному радиатору по средствам специальных штуцеров, предусмотренных на выпускном патрубке двигателя, подводящей трубе помпы и корпусе термостата.

Типы радиаторов отопительного устройства

Современный рынок предлагает потребителям приобрести радиатор печки любого вида автомобильного транспорта нескольких видов. Все они имеют компактные размеры и простое строение. В большинстве случаев такие элементы различаются по следующим признакам:

  • материал изготовления;
  • форма трубок;
  • плотность установки трубок.

Материалом изготовления радиаторов являются металлы: медь и алюминий. Классическим вариантом является медный радиатор печки. Однако такой вариант используется все реже. Хоть он и обеспечивает комфортный микроклимат внутри салона, стоимость такого изделия выше, чем у остальных аналогов. Вместе с этим, современные реалии таковы, что производство автомобилей настроено на максимальное снижение себестоимости продукции. Именно по этой причине для изготовления представленных устройств чаще всего используется алюминий.

Трубки, из которых выполнены представленные изделия, могут быть круглыми или плоскими (сплющенными). Радиаторы с круглыми трубками менее эффективны (показывают меньший КПД), чем аналоги с плоскими описываемыми деталями. Это происходит за счет меньшей площади. КПД таких устройств можно повысить за счет установки специальных устройств – завихрителей.

По плотности установки трубок изделия разделяются на двухрядные и трехрядные. В двухрядных изделиях подобного вида трубки установлены в два ряда, а в трехрядных – в три. Последние считаются более эффективными, так как 3 ряда трубок способны пропустить через себя больше жидкости, которая отдает устройству свое тепло.

Распространенные неисправности

Радиатор может прийти в негодность как по вине водителя, так и по причине устаревания или некорректной работы других систем автомобиля. Все неисправности можно распределить по 3 типам:

  • засорения в системе каналов;
  • утечки;
  • засорения в системе сот.

Поломка изделия всегда сопровождается значительным дискомфортом внутри салона. К примеру, утечка, являющаяся наиболее серьезным видом неисправности, приводит к отказу в работе изделия. Бывали случаи появления неприятного запаха. Такая поломка радиатора печки случается по причине механических повреждений. Довольно часто ломается сам кран.

Если такая проблема выявлена в радиаторе из меди, проблема решается довольно быстро. Изделие изымается и запаивается в месте пробоины. Алюминий также можно запаять, но стоимость подобной процедуры, как правило, равноценна приобретению нового устройства. В этом и заключается основной минус изделий, выполненных на основе представленного металла.

Неисправности по причине засорения решаются также просто. Изделие демонтируют из автомобиля и тщательно вычищают. Внешние и внутренние засорения происходят чаще всего по причине халатности владельца автомобиля. Это может быть использование некачественных охлаждающих средств, очистки и так далее.

Знание устройства, назначения и основных поломок радиатора отопительного устройства помогает избежать крупных затрат при ремонте. Это также помогает выявить наиболее подходящее изделие для вашего уровня доходов. Благодаря тому, что вы будете осведомлены в том, как работает представленное устройство и его типы, вы подберете идеальный вариант, сочетающий в себе оптимальную цену и высокое качество.

Как устроен и по какому принципу работает отопитель, радиатор и другие его составляющие?

Наличие печки в любом автомобиле является обязательным, особенно, если речь идет о транспортных средствах, использующихся на территории стран бывшего СССР. Если в жару работоспособность отопительной системы не так важна, то с приходом холодов без печки использовать авто практически невозможно. Какие функции выполняет в системе отопителя радиатор, какие неисправности характерны для печки и как их устранить — ответы вы найдете в этой статье.

Особенности устройства печки

В зависимости от модели транспортного средства, конструкция системы отопления может быть разной.

Типичная печка, в целом, имеет сравнительно простое устройство:

  • радиаторное устройство, которое соединено с охладительной системой;
  • вентилятор печки, предназначенный для обдува радиаторного узла;
  • резистор вентилятора;
  • насос печки;
  • системы патрубков и воздуходувов, которые используются для подачи прогретого воздушного потока в салон авто;
  • крана отопителя;
  • мотора отопительной системы, выполняющего функцию запуска узла;
  • блока управления отопителем, расположенного на центральной консоли авто в салоне и предназначенного для управления регулировкой режимов работы.

Практически все элементы системы, в том числе электрокран и двигатель печки, обычно располагаются под центральной консолью салона транспортного средства. В некоторых авто часть составляющих узлов находится в подкапотном пространстве.

Принцип работы

К радиаторному устройству подключены два патрубка, по которым в него поступает расходный материал — антифриз. Вещество циркулирует по системам отопления, а также охлаждения мотора при помощи насосного устройства. После того, как мотор прогревается до рабочей температуры, происходит обмен теплом — хладагент охлаждает силовой агрегат, забирая у него тепло, после чего горячая охлаждающая жидкость поступает в радиаторный узел.

Последний разогревается по принципу нагрева обычной бытовой батареи, после чего вентилирующее устройство передает холодный воздушный поток через него. В результате опять осуществляется теплообмен — радиаторный узел передает тепло воздушному потоку, который, в свою очередь, охлаждает устройство (автор видео — Олег Краснощеков).

В итоге теплый воздушный поток поступает в салон автомобиля, а охлажденный хладагент вновь поступает в силовой агрегат и производит его охлаждение. Данный вариант отопительной системы считается одним из наиболее распространенных, а также эффективных. Чтобы в период холодов автомобильный салон должны образом прогревался, из отопителя должен выходить воздушный поток температурной примерно 30 градусов. Мощность работы печки, а также направление воздуха — на ноги, в лицо, на лобовое и боковые стекла — водитель может регулировать с помощью управляющего модуля, расположенного на торпеде. Если вы не будете пускать обдув на лобовое стекло, то оно начнет запотевать, при этом в салон может попадать грязь извне.

Сама по себе печка представляет собой дополнительный радиаторный узел. В том случае, если мотор машины не прогрет до необходимой температуры, то при активации отопителя будет осуществляться дополнительное охлаждение. В результате это приведет к образованию коррозийных процессов на корпусе радиаторного механизма, а силовой агрегат придется прогревать дольше. Помимо этого, возрастет и влажность воздуха, что приведет к запотеванию стекол. Именно поэтому отопительная система должна включаться только тогда, когда двигатель прогреется не менее, чем до 50 градусов, а лучше — до рабочей температуры, то есть примерно до 90 градусов (автор видео — канал Автоэлектрика ВЧ).

Возможные неисправности

Для диагностики отопителя следует просто включить агрегат и оценить — эффективно ли он работает или нет. Если эффективность работы снижена либо же в салоне авто появились следы подтеков охлаждающей жидкости, то узел нуждается в более тщательной диагностике и ремонте.

Какие неисправности характерны для отопителя:

  1. Выход из строя управляющего модуля, расположенного на торпеде. Возможно, произошло механическое повреждение элементов управления, в результате чего отопитель не может работать в разных режимах.
  2. Вышел из строя радиатор отопителя салона. При поломке этот узел, как правило, начинает течь, что способствует образованию лужи в салоне авто, под передними ковриками (обычно под пассажирским).
  3. Потек электрический или механический краник отопителя. Эта неисправность также способствует утечке рабочей жидкости, проблема решается путем замены детали.
  4. Выход из строя электродвигателя. Если моторчик по каким-то причинам ломается, то, как можно понять, работа устройства будет невозможной. Как правило, электромотор ремонту не подлежит, поэтому его нужно менять в сборе.
  5. Выход из строя температурного контроллера, который, как правило, расположен в салоне. Этот датчик необходим для автоматической активации отопительного устройства.
  6. Еще одной причиной, по которой узел будет работать не эффективно, является утечка охлаждающей жидкости. Если утечка не связана с поломкой радиатор или крана, то скорей всего, причиной являются изношенные шланги. Перед добавлением антифриза следует заменить износившиеся патрубки.

Фотогалерея «Основные неисправности»

Особенности эксплуатации и ремонта печки

Поскольку основным элементом любого отопительного узла является электромотор, предлагаем ознакомиться с процессом его замены на примере автомобиля ВАЗ 2110.

Как поменять электродвигатель своими руками:

  1. В первую очередь следует снять щетки стеклоочистителя, затем произвести демонтаж жабо.
  2. Само жабо следует отодвинуть в сторону, а затем, используя отвертку с крестовым наконечником, открутить три самореза.
  3. Сделав это, вы можете отсоединить провода от имеющего электродвигателя.
  4. Теперь вам остается только извлечь из посадочного места старый моторедуктор и произвести его замену на новое устройство. Дальнейшая сборка осуществляется в обратной последовательности.

Что касается основных особенностей эксплуатации, то для того, чтобы не допустить поломок в работе отопителя, рекомендуем руководствоваться следующими правилами:

  1. Если ваше транспортное средство оснащено кондиционером, то лучше всего его включать в сырую погоду, поскольку кондер позволяет убрать влагу из салона.
  2. Никогда и ничем не заграждайте воздуходувы, через которые подается воздушный поток в салон, в частности, речь идет о соплах, которые расположены в нижней части и используются для обдува ног.
  3. В холодное время года стекла транспортного средства должны быть тщательно очищены от влаги, а также загрязнений.
  4. Кроме того, в период морозов специалисты рекомендуют использовать два положения регулировки печки. Если нужно быстро осушить лобовое стекло, то включается конкретно обдув стекла. А когда вы начинаете движение, то лучше всего активировать режим обдува ног.

Видео «Меняем радиатор»

Инструкция по замене приведена ниже (автор — канал Ремонт Двигателя! И интересное!).

Устройство и принцип действия радиатора охлаждения двигателя

Система охлаждения играет очень важную роль, так как именно она предотвращает перегревание двигателя автомобиля, которое неизбежно в процессе работы. Важнейшим элементом охлаждающей системы выступает радиатор, обеспечивающий эффективное охлаждение жидкости.

Система охлаждения автомобиля специально предназначена для того, чтобы охлаждать детали двигателя, которые нагреваются в процессе его работы. Современные автомобили имеют системы охлаждения, которые, помимо своей основной, выполняют целый ряд других важных функций:

– нагревают воздух в системе вентиляции, отопления и кондиционирования;
– охлаждают масло в системе смазки;
– охлаждают отработанные газы в системе рециркуляции отработанных газов;
– охлаждают рабочую жидкость в автоматической коробке передач;
– охлаждают воздух в системе турбонаддува.

На сегодняшний день существует несколько систем охлаждения двигателя: воздушная, жидкостная и комбинированная. В жидкостной системе тепло от разогретых элементов двигателя отводит поток жидкости, в воздушной системе — поток воздуха. В комбинированной системе воздушная и жидкостная системы объединяются.

Большинство современных автомобилей оборудованы жидкостной системой охлаждения, среди преимуществ которой можно выделить эффективное равномерное охлаждение. Кроме этого, жидкостная система охлаждения имеет невысокий уровень шума.

Независимо от того, какой тип двигателя имеет автомобиль — бензиновый или дизельный, конструкция систем охлаждения будет подобной. В состав системы охлаждения входят следующие элементы:

– радиатор системы охлаждения;
– теплообменник отопителя;
– масляный радиатор;
– расширительный бачок;
– термостат;
– центробежный насос;
– вентилятор радиатора;
– патрубки;
– элементы управления;
– рубашка «охлаждения» двигателя.

Устройство радиатора

Важнейшим конструктивным элементом не только системы охлаждения, но и самого двигателя, является радиатор. Прообраз современного радиатора устанавливался даже на самых первых автомобилях, так как без радиатора работа двигателя не представляется возможной. Радиатор системы охлаждения выполняет такую важную функцию, как поддержание рабочей температуры двигателя и защита его от перегрева.

Как правило, автомобильный радиатор состоит из таких элементов, как верхний и нижний баки, сердцевина, детали крепления. Радиатор предназначен для того, чтобы жидкость, поступающая в него непосредственно из водяной рубашки двигателя, охлаждалась до необходимой температуры. Баки радиатора, а также сердцевина, которая к ним припаяна, как правило, изготавливаются из латуни, благодаря чему обеспечивается хорошая теплопроводность.

Сердцевина радиатора представляет собой тонкие поперечные пластины, через которые проходят плоские вертикальные трубки, припаянные к этим пластинам. Жидкость, которая проходит через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на множество потоков. Подобное устройство сердцевины позволяет жидкости охлаждаться более интенсивно, так как значительно возрастает площадь соприкосновения жидкости со стенками трубок.

Баки радиатора соединяются с рубашкой охлаждения при помощи патрубков. Нижний бак оснащен специальным краником, предназначенным для слива жидкости из радиатора. Чтобы спускать воду из водяной рубашки, в нижней части блока также имеется краник.

В систему охлаждения жидкость заливается через горловину бака, расположенного вверху и закрываемого крышкой. Жидкостная система охлаждения двигателя отличается наличием двойного регулирования теплового режима: термостатом и шторкой.

Шторка радиатора охлаждения — это своеобразное полотно, один из концов которого закрепляется на сматывающем механизме, который, в свою очередь, монтируется в барабане. Второй конец неподвижно соединяется в нижней части автомобильного радиатора.

Некоторые двигатели внутреннего сгорания вместо шторки оснащены жалюзи створчатого типа, состоящими из пластин. Пластины шарнирно закрепляются в нижней планке, связанной тягой и системой рычагов с рукояткой управления жалюзи, которая находится в кабине. Сами створки могут быть расположены горизонтально или вертикально.

Принцип работы радиатора

Системы охлаждения, которыми оборудуются современные автомобили, учитывают множество важных параметров, среди которых температура двигателя, температура жидкости и масла, температура снаружи салона и т.д.

Принцип работы системы охлаждения следующий. Благодаря жидкостному насосу охлаждающая жидкость находится в постоянном движении, циркулируя по кругу, омывая горячие стенки головки блока и цилиндров. Таким образом удается избежать перегрева двигателя, так как от нагретых деталей отводится тепло. Далее горячая жидкость направляется в радиатор охлаждения, который обеспечивает отвод тепла в окружающую среду. На этом цикл заканчивается, а охлажденная жидкость идет по новому циклу.

Таким образом, можно сделать вывод, что радиатор представляет собой своеобразный теплообменник, который обеспечивает охлаждение жидкости. Чтобы работа радиатора была еще более эффективной, перед двигателем устанавливается специальный вентилятор радиатора, нагнетающий воздух на поверхность радиатора, благодаря чему процесс теплообмена значительно ускоряется.

Вентилятор радиатора запускается автоматически специальным термодатчиком, который срабатывает в тот момент, когда рабочая температура двигателя начинает подниматься выше допустимой нормы. Вентилятор и радиатор охлаждения устанавливают непосредственно перед двигателем.

Вентилятор радиатора: принцип работы

Сегодня хочется рассказать о принципе работы вентилятора радиатора. Его лопасти располагаются таким образом, чтобы подача воздуха была более массивной, а охлаждение, соответственно, более действенным. Для этого лопасти, которых у вентилятора не меньше четырех, находятся на общем шкиве, под определенным углом к области вращения.

От вида привода зависит тип вентилятора радиатора. Существуют:

  • механические;
  • электрические;
  • гидромеханические.

Механический привод вентилятора радиатора

Радиаторный вентилятор с механическим приводом — от коленчатого вала, посредством ременной передачи, осуществляется постоянный привод. В данном варианте существует серьезный недостаток, такой как высокая затрата двигателя на то, чтобы заставить вентилятор вращаться. Поэтому от такого привода вентиляторов производители авто отказались почти полностью.

Электрический привод вентилятора радиатора

Вентилятор радиатора с таким приводом имеет свой принцип работы, пожалуй, самый распространенный в современном автопроизводстве. Такой механизм охлаждения включает в себя электромотор и систему управления. Сам электродвижок запитан от автомобильной бортовой сети. Умная система управления сама рассчитывает работу радиаторного вентилятора, ориентировавшись на степень нагрева двигателя. Во многих современных автомобилях уже существует функция управляемого выбега вентилятора. Это сделано для того, чтобы после остановки автомобиля и выключения мотора, движок обдул бы вентилятор. Режим «остужения» система управления выберет самостоятельно, опираясь на степень нагрева автомобильного двигателя.

Схема включения электродвигателя вентилятора системы охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ 2107:

Гидромеханический привод вентилятора радиатора

Такой привод у вентилятора автомобиля может быть представлен гидравлической муфтой либо вязкостной муфтой. Что касается последней, то тут постоянный привод осуществляется коленным валом. Муфта может быть блокирована силиконовой жидкостью, которая находится внутри неё. От нагревания двигателя частота вращения коленчатого вала увеличивается, муфта может быть блокирована как полностью, так и частично, и это действие запустит механизм работы вентилятора. В гидравлической муфте внутри находится масло, объём которого зависит от степени нагрева. Когда произойдет нужное изменение содержимого муфты, она будет опять таки блокирована, и механизм охлаждения запустится автоматически.

Что касается типовой схемы управления электроприводного вентилятора, то она включает в себя следующие элементы:

  1. Датчик температуры охлаждающей жидкости, который фиксирует температуру охлаждающей жидкости. Надо сказать, что таких датчиков на одном автомобиле может быть несколько. Один устанавливается на выходе из радиатора, а другой на входе. Основываясь на разницу между показателями этих датчиков, будет осуществляться управление вентилятором.
  2. Реле включения вентилятора.
  3. Электронный блок управления двигателем.
  4. Электродвигатель.

Кроме этого для управления вентилятором, автопроизводители используют и другие входные устройства. В этом перечне есть: расходометр воздуха и датчик частоты вращения коленчатого вала. Показатели этих датчиков также очень важны, так как исходя из них, более точно определяется режим работы движка.

Эти сигналы попадают в электронный блок управления мотором. После того, как информация, будет обработана, может быть активизироваться реле включения радиаторного вентилятора.

В тех транспортных средствах, которые оборудованы тягово-сцепным устройством либо климатической установкой, как правило, установлены сразу 2 вентилятора, которые могут работать как по отдельности, так и одновременно. У каждого автомобильного вентилятора существует свое реле включения.

В современном мире всё чаще стали использовать вместо реле включения вентилятора блок управления вентилятором. Благодаря нему обеспечивается экономичная и эффективная работа охлаждающего устройства.

Смотрите видео, если не включается вентилятор радиатора ВАЗ 2114:

Продувка радиатора и замена вентилятора на автомобиле марки Ford:


Схема работы отопителя салона

Система отопления автомобиля у многих моделей устроена и работает по схожему принципу. Понимание принципа включения и регулировки скорости работы вентилятора отопителя салона очень будут кстати при самостоятельных поисках неисправности (к примеру, если у вас перестал работать вентилятор печки).

Общая схема циркуляции воздуха

Забор воздуха в салон автомобиля осуществляется вентилятором, который может быть установлен в салоне либо за моторным щитом. Над электродвигателем располагается фильтр салона. При необходимости подогрева воздушный поток проходит через радиатор отопителя. Радиатор печки соединен с системой охлаждения автомобиля, поэтому при нагреве двигателя циркулирующая жидкость из системы охлаждения двигателя нагревает соты радиатора печки. Поэтому, проходя через соты, поток воздуха также становится теплым.

Когда в подогреве необходимости нет, заборный и очищенный фильтром воздух подается в салон напрямую из окружающей среды. Если автомобиль оборудован кондиционером, в режиме охлаждения перед попаданием в салон поток проходит испаритель, после чего холодный воздух направляется в дефлекторы (более подробно о принципе работы системы кондиционирования).

Воздушные заслонки

Перенаправление воздушных потоков для регулирования температуры осуществляется специальной заслонкой. Виды управления заслонкой:

  • механическое. Привод заслонки посредством тяг и тросов соединяется напрямую с переключателем в салоне. В таком случае водитель, перемещая регулятор, вручную дозирует температуру поступающего воздуха;
  • электронное. Заслонка оборудована сервоприводом. Электромотор изменяет положение заслонки, получая команды от блока управления. Такая схема применяется на автомобилях с климатическими установками. Водителю достаточно задать в бортовом компьютере желаемую температуру в салоне, после чего электронный блок управления, ориентируясь на температурные датчики, будет управлять сервоприводом воздушной заслонки.

От вентилятора печки в салон уходят каналы, по которым воздух может подаваться на лобовое стекло, в ноги либо через центральные дефлекторы. В зависимости от схемы работы, режимы могут быть как комбинированными, так и единичными, когда весь заборный воздух подается только в одну зону. Переключение режимов может осуществляться механически либо с помощью сервопривода и блока управления. Механический способ предполагает прямое соединение воздушных заслонок с переключателем на торпеде. Электропривод заслонок позволяется управлять ими нажатием клавиши, а также реализовать автоматическое управление электронным блоком системы кондиционирования салона.

Рециркуляция

В режиме рециркуляции закрывается основная воздушная заслонка, после чего вентилятор печки начинает забирать воздух из салона. Подобный режим работы позволяет заблокировать доступ неприятных запахов и загрязненного воздуха с улицы, если вы, к примеру, едете за автомобилем по пыльной гравийной дороге.

Зимой режим рециркуляции позволяет быстрее прогревать салон автомобиля, так как через радиатор отопителя проходит не морозный, а уже салонный теплый воздух. Соответственно, летом рециркуляция упрощает кондиционеру процесс охлаждения.

Виды привода рециркуляции:

  • механический (описан выше);
  • вакуумным. Заслонка соединена с вакуумной системой тормозов. При нажатии кнопки заслонка перемещается за счет вакуума и остается в закрытом положении до следующего нажатия кнопки;
  • с помощью сервопривода. На некоторых автомобилях блок управления, ориентируясь на показания газоанализатора, может автоматически включать рециркуляцию при обнаружении высокого уровня концентрации выхлопных газов в заборном воздухе.

Как работает вентилятор печки

Вентилятор системы обогрева салона автомобиля представляет собой обычный двигатель переменного тока. Это может быть как простейший осевой вентилятор, так и диаметральный вариант, который чаще всего устанавливается на современных автомобилях. Устройство внутренней части вентилятора печки ничем не отличается от устройства обычного электродвигателя переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Больший интерес для нас представляет работа электродвигателя на разных скоростях. Реализуется эта возможность включением в схему дополнительного сопротивления. Резисторы увеличивают сопротивление, что приводит к уменьшению протекающей в цепи силы тока. Следовательно, вентилятор начинает вращаться медленней. Номинал резистора определяет, насколько сильным будет падение тока в цепи. Последняя скорость вентилятора является прямой, поскольку в цепь не включено сопротивление. Это позволяет вентилятору отопителя оставаться работоспособным, даже если сопротивление вышло из строя.

Схема подключения

На рисунке показана простейшая принципиальная схема подключения вентилятора печки. Когда плюсовой вывод переключателя, защищенный предохранителем, замкнут с контактом H, ток протекает к электродвигателю напрямую, заставляя его вращаться с максимальной скоростью. Когда же плюсовой контакт замкнут с контактом V, ток течет через сопротивление, что снижает скорость вращения вентилятора.
Электродвигатель отопителя моделей ВАЗ 2108, 21099 имеет уже 3 скорости вентилятора. Когда плюсовой вывод переключателя режимов замкнут на 1 контакт, в цепь включены последовательно 2 сопротивления, поэтому скорость вращения электродвигателя будет минимальной. При подаче питания на второй контакт переключателя режимов ток будет протекать через один резистор, что будет соответствовать средней скорости вращения. Соответственно, 3 контакт предназначен для подачи питания в обход дополнительного резистора и соответствует самой быстрой скорости вращения.

Именно такой принцип включения электродвигателя отопителя на большинстве автомобилей. Для лучшего понимания схемы предлагаем посмотреть видео.

Система автоматизированного управления

На схеме мы все так же видим дополнительный резистор, вот только теперь все команды передаются электровентилятору не напрямую от ручки переключения скоростей, а через блок управления системой отопления (№3). Также блок управляет электромагнитным клапаном рециркуляции салона и микромоторедуктором привода заслонки. В данной схеме используется лишь один датчик температуры в салоне, но в более продвинутых вариантах присутствуют также датчики температуры заборного воздуха, а также датчики, измеряющие в нескольких точках температуру подаваемого в салон воздуха.

Радиатор: устройство и принцип работы

Радиатор является одним из ключевых и наиболее важных элементов жидкостной системы охлаждения. Основной задачей становится рассеивание в атмосферу тепла, которое было отведено от двигателя охлаждающей жидкостью. Радиатор системы охлаждения двигателя можно считать важнейшей деталью самого силового агрегата.

Устройства, похожие на современный радиатор, устанавливались на самых ранних версиях автомобилей с ДВС, так как без указанного элемента охлаждения работа силовой установки становится попросту невозможной. Это устройство напрямую отвечает за поддержание нормальной рабочей температуры двигателя в строго отведенных рамках. Такая защита бережет мотор от перегрева, который неминуемо выведет практически любой двигатель внутреннего сгорания из строя.

Читайте в этой статье

История создания радиатора

Водяная система охлаждения появилась на заре двигателестроения. Впервые концепцию радиатора применили на первом серийном автомобиле под названием Benz Velo, который оказался в свободной продаже в 1886 году. Данную идею устройства продолжил развивать Вильгельм Майбах, который сконструировал изделие с сотами. Разработка нашла применение в конструкции модели Mercedes 35HP. За последующие десятилетия и до наших дней устройство радиатора не претерпело глобальных изменений, оставшись практически в том же самом виде, что и во времена Майбаха.

Благодаря такому эффекту охлаждающая жидкость попадала в радиатор. Эффект термосифона основывается на том, что плотность воды понижается при нагреве. Разогретая вода благодаря этому свойству устремляется вверх. В итоге нагретая жидкость оказывалась в устройстве, проникая туда посредством прохода через верхний патрубок.

Внутри радиатора происходило охлаждение воды, плотность жидкости снова возрастала. Это приводило к тому, что вода опускалась в нижнюю часть радиатора, а уже оттуда проникала обратно в рубашку двигателя через нижний патрубок. Главным недостатком систем с эффектом термосифона стало то, что они не могли обеспечить должного охлаждения на фоне постоянно растущей мощности ДВС. Такие системы достаточно быстро вытеснили решения, которые основывались на применении центробежного водяного насоса (помпы).

Радиатор в системе жидкостного охлаждения

Главной задачей элемента является отвод тепла от силовой установки в атмосферу путем охлаждения жидкости, которая проходит внутри по каналам. Для обеспечения лучшего отвода тепла устройство монтируется в таком месте, где отмечен наилучший обдув встречным воздушным потоком в процессе движения автомобиля. Типичным местом установки в подкапотном пространстве является область за радиаторной решеткой спереди автомобиля. Стоит отметить, что даже в автомобилях с задним расположением ДВС радиатор зачастую устанавливается спереди. Отличием становится прокладывание более длинных магистралей системы охлаждения к двигателю.

Существуют и другие места для монтажа устройства охлаждения, но встречаются реже. Автомобили с заднемоторной компоновкой могут иметь радиатор, который установлен вдоль боковой стенки. Такое решение можно встретить на спортивных автомобилях, которые имеют сразу два радиатора охлаждения, расположенные вдоль обеих стенок моторного отсека. Эффективный обдув воздухом реализован путем использования воздухозаборников. Указанный воздухозаборник располагают в задней части машины на боковых стенках.

Устройство радиатора

а – устройство; б – паровой клапан открыт; в – воздушный клапан открыт.

  • Радиатор конструктивно имеет верхний (1) и нижний (7) бачок. Эти бачки соединены между собой трубками (5) из латуни или алюминия. К этим трубкам посредством пайки прикреплены пластины (6), которые увеличивают площадь поверхностного охлаждения элемента. Через эту поверхность тепло отводится от охлаждающей жидкости и отдается в окружающую среду.
  • Верхний бачок имеет заливную горловину для заправки охлаждающей жидкостью. Горловина перекрывается пробкой (3). В этой пробке имеются паровой (11) и воздушный (12) клапаны.
  • Верхний бачок также имеет патрубок (2) для того, чтобы соединить радиатор с рубашкой охлаждения мотора. Такое соединение реализовано посредством резинового шланга. Дополнительно имеется пароотводная трубка (4), а также датчик электрического термометра (13).
  • Нижний бачок (7) имеет патрубок (8) для соединения устройства с насосом (помпой). Еще имеется дополнительный кран, который способен обеспечить слив охлаждающей жидкости. На раме автомобиля радиатор крепится специальными крепежными деталями (9).

Так называемые сердцевины (пластины радиатора) являются основными элементами теплообмена. В зависимости от типа сердцевины выделяют следующие типы радиаторов:

  1. трубчатые;
  2. пластинчатые;
  3. трубчато-ленточные и т.д.

Бачки радиатора могут быть изготовлены из пластика или металла. Если взглянуть на устройство более детально, тогда основная часть сердцевины, по сути, является набором бесшовных алюминиевых или латунных трубок. Трубки, соединяющие верхний и нижний патрубки, имеют толщину стенок до 0,15 миллиметра. Жидкость, проходящая через сердцевину радиатора охлаждения, расходится на большое количество микропотоков. Каждая такая трубка покрывается своеобразными ребрами, которые являются тонкой гофрированной медной или алюминиевой лентой.

Для того чтобы алюминиевый продукт приблизился по качеству охлаждения к латунной конструкции, его необходимо изготавливать большим по размеру и увеличивать толщину элемента. В начале эпохи автомобилестроения активно использовались сотовые радиаторы. Такое устройство было выполнено из небольших отрезков латунных трубок, которые имели пятиугольное сечение. Жидкость внутри таких трубок не циркулировала принудительно, а весь процесс охлаждения осуществлялся посредством контакта металлических ребер со встречным потоком воздуха.

Вернемся к устройству современного радиатора. Паровой клапан, изображенный на рисунке, нагружается специальной пружиной (10). Пружина имеет упругость 1250—2000 г. Это позволяет нарастить давление в радиаторе охлаждения и повысить температуру закипания охлаждающей жидкости в жидкостной охлаждающей системе до отметки 110-119°С. Такое решение обеспечивает уменьшение объема охлаждающей жидкости во всей системе, что означает параллельное снижение массы двигателя. При этом сохраняется необходимая интенсивность охлаждения силового агрегата. Еще одним плюсом становится уменьшение потерь, под которыми следует понимать испарение охлаждающей жидкости.

Воздушный клапан также нагружают пружиной, но более слабой по силе противодействия. Упругость такой пружины находится на отметке 50-100 г. Задачей воздушного клапана является пропуск воздуха внутрь устройства в том случае, если произошла конденсация охлаждающей жидкости после того, как она закипела и была охлаждена.

Другими словами, внутри системы за счет явления парообразования может возникнуть избыточное давление. Точка кипения охлаждающей жидкости соответственно ему повышается, при этом нет зависимости от атмосферного давления, так как давление сброса задается клапаном в крышке. Такое свойство системы охлаждения незаменимо в процессе езды по горной местности. По причине пониженного атмосферного давления в горах охлаждающая жидкость закипает быстрее, чем в обычных условиях. Данное решение установки воздушного клапана позволяет таким образом предотвратить разрушение радиатора. который может быть попросту раздавлен атмосферным давлением.

Пробка, оснащенная клапанами, обеспечивает открытие выпускного клапана в случае закипания охлаждающей жидкости внутри системы и возникновения избыточного давления, которое приблизительно находится на отметке 0,5 кг/см 2 . Пар выводится в пароотводную трубку. Впускной клапан обеспечивает доступ воздуха тогда, когда давление внутри оказывается ниже атмосферного давления (ниже 1 кг/см 2 ), что возникает в устройстве при остывании охлаждающей жидкости.

В закрытой системе охлаждения для слива охлаждающей жидкости нужно открыть сливные краны и извлечь пробку радиатора. Чтобы спустить жидкость из водяной рубашки двигателя, в нижней части блока отдельно предусмотрен соответствующий кран для слива. Существует также система охлаждения открытого типа. В открытой системе горловина устройства охлаждения закрыта пробкой без клапанов. В такой системе вода закономерно кипит при температуре 100°С.

Регулировка температуры охлаждающей жидкости

За поддержание постоянной температуры в системе охлаждения двигателя отвечает термостат. Данный элемент распределяет движение охлаждающей жидкости по контурам. Эти контуры называются малый и большой круг. Рубашку двигателя можно считать малым кругом, движение потока через радиатор-большой круг. Возникает такая ситуация, когда охлаждения наружным воздухом при движении ОЖ по большому кругу в жаркую погоду или при нагрузках оказывается недостаточно. Чтобы обеспечить эффективный отвод нагретого воздуха и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости дополнительно устанавливается один или целый ряд вентиляторов. Такие вентиляторы могут иметь механический привод (вискомуфту) или электрический привод.

Регулирование теплового режима «шторкой»

Жидкостная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть оснащена двойным регулированием теплового режима. Первым регулятором выступает термостат, о котором мы уже говорили. Вторым терморегулирующим элементом становится шторка-жалюзи.

Устройства с двойным регулированием конструктивно имеют жалюзи, установленные непосредственно перед радиатором. Благодаря такому решению в сильные морозы радиатор можно прикрыть, уменьшив интенсивность обдува наружным воздухом. Отвод тепла снизится, а само тепло можно более эффективно использовать для поддержания рабочей температуры ДВС и интенсивного отопления салона автомобиля.

Жалюзи представляют собой пластины из металла, которые соединены между собой шарнирами. Эти шторки могут иметь вертикальное или горизонтальное расположение перед устройством. Управление таким решением осуществляется рукояткой из салона автомобиля, а также может быть реализовано автоматически в отдельных конструкциях. Принцип действия механического устройства заключается в том, что задвигая или вытягивая рукоять в салоне, водитель осуществляет поворот пластин. Происходит изменение щели между жалюзи и происходит регулировка интенсивности обдува радиатора воздушными потоками. Результатом становится воздействие на температуру охлаждающей жидкости.

В условиях предельно низких температур на капот и радиаторную решетку дополнительно крепят специальный утеплительный чехол. Такой чехол изготовлен из водонепроницаемой пожаробезопасной ткани. Указанные меры способствуют поддержанию рабочего теплового режима двигателя в необходимых рамках.

Установка дополнительного радиатора

Появление мощных высокофорсированных атмосферных и турбодвигателей, которые работают в самых разных режимах нагрузки, поставило перед разработчиками задачу установить дополнительные устройства охлаждения. Инженеры реализовали параллельную установку дополнительного радиатора. Такое решение получило свой отдельный электрический вентилятор. Не стоит путать дополнительный радиатор охлаждения с интеркулером, который устанавливается для охлаждения сжатого воздуха в системах с турбонагнетателем.

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.

Диагностика и ремонт неисправностей радиатора своими руками

Главной диагностической процедурой является периодический контроль системы охлаждения двигателя на предмет утечек и снижения объема охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Контролировать количество жидкости можно визуально. Так как жидкость постоянно нагревается и охлаждается, со временем входящая в состав любой ОЖ вода частично выпаривается, что и приводит к общему снижению объема.

Если говорить о неисправностях радиатора, тогда основной является загрязнение его сот и каналов, а также их разрушение. Загрязнение приводит к тому, что циркуляция жидкости внутри устройства ухудшается, ОЖ при движении по большому кругу не успевает остыть. В таких условиях мощности вентилятора перестает хватать, так что перегрев двигателя неминуем.

Начинать ремонт радиатора охлаждения двигателя с загрязненными сотами стоит начинать с обычной промывки сердцевины проточной водой. Необходимо отсоединить нижний патрубок, а далее через горловину начинать заливать воду. Крайне желательно осуществлять промывку сот устройства охлаждения водой под давлением. В ряде случаев, когда радиатор сильно забит, его можно распаять и произвести демонтаж верхнего и нижнего бачков. После демонтажа становится возможным осуществить чистку сердцевины механическим способом.

В процессе эксплуатации верхний или нижний бачок, а также и сами соты начинают течь. Это происходит по причине использования низкосортных охлаждающих жидкостей, механических повреждений и т.д. Если подтекание незначительное, тогда можно попытаться засыпать или залить в радиатор специально предназначенное для временного устранения таких дефектов решение из автомагазина. К «дедовским» методам относят добавку большой порции горчичного порошка, который размокает и затягивает трещину. Как первый, так и второй способ не ремонтирует устройство полностью, а только позволяет устранить течь на время дороги до СТО и постановки автомашины на ремонт.

Что касается расширительного бачка, то пробку на нем при разогретом моторе нужно отвинчивать с аналогичной осторожностью. Слегка прокрутите пробку, но не до конца. Вы услышите характерный звук вырывающегося воздуха, похожий на тот, что возникает при открытии крышки на бутылке газированной воды. После такого стравливания крышку бачка можно постепенно открывать полностью и осуществлять контроль или долив охлаждающей жидкости.

Промывка радиатора системы охлаждения двигателя своими руками. Как и чем лучше промывать радиатор самому изнутри без снятия с машины.Рекомендации.

Основные неисправности автомобильного радиатора системы охлаждения двигателя. Пайка латунного радиатора, самостоятельный ремонт алюминиевого радиатора.

Ржавчина в системе охлаждения мотора и двигателе: что делать и как удалить загрязнения. Доступные способы очистки системы охлаждения своими руками.

Принцип действия герметика для системы охлаждения двигателя. Когда использовать герметик, на какие результаты рассчитывать. Возможные последствия, советы.

Причины и результаты перегрева дизельного двигателя. Что делать, если дизель греется: диагностика и устранение неисправностей. Важные рекомендации.

Как часто требуется замена антифриз. Самостоятельная промывка системы охлаждения от грязи, накипи и ржавчины. Средства для промывки системы охлаждения ДВС.

Ссылка на основную публикацию