Устройство автомобильного радиатора. Как промыть радиатор

Назначение радиатора

Вопреки распространенному мнению, радиатор охлаждения автомобиля выполняет сразу несколько функций. В его задачи входит:

  • Отвод тепла от элементов изделия и его передача в атмосферу.
  • Предоставление возможности доливки и удаления ОЖ (антифриза, воды, тосола) с помощью специальных отверстий внизу и вверху.
  • Создание оптимального давления внутри системы, благодаря наличию клапана для сброса.

Главная функция радиатора состоит в теплообмене и снижении температуры ОЖ до безопасного уровня.

В зависимости от ситуации охлаждение происходит путем обдува встречным воздухом или вентилятором, который запускается при достижении определенной температуры. В зависимости от марки / модели автомобиля вентилятор может быть механическим, электрическим или гидравлическим. Наиболее востребованным считается второй вариант.

Предназначение и разновидности

Отвод тепла — далеко не единственное назначение системы охлаждения двигателя. Она дополнительно отвечает за выполнение ряда иных задач:

  • нагрев воздушной массы для отопления салона транспортного средства;
  • уменьшение времени ожидания, необходимого для доведения мотора до рабочей температуры;
  • уменьшение температуры смазочных материалов, используемых для ДВС;
  • если применяется рециркуляция —уменьшается температура выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания;
  • если присутствует автоматическая КПП — охлаждается смазка, расположенная внутри.

Схема системы охлаждения двигателя напрямую зависит от того, каким является ее способ функционирования и принцип работы. Соответственно, принято классифицировать узел на несколько категорий:

  • жидкостное — тепло отводится за счет постоянной циркуляции техжидкости;
  • воздушное— при применении рассматриваемойсхемы систем охлаждения двигателей тепло будет отводиться циркулируемым воздухом;
  • комбинированное — включает в себя применение 1-го и 2-го варианта одновременно.

Практика показывает, что комбинированный вариант является наиболее эффективным, обеспечивая стабильную работу мотора в целом.

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.

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.

Виды радиаторов

 	Конструктивно рассматриваемые устройства отличаю

Конструктивно рассматриваемые устройства отличаются по нескольким критериям: способ сборки, материал корпуса и дополнительные элементы. С учетом особенностей отличается и цена радиатора автомобиля. По конструкции они бывают:

  • Трубчатые-пластинчатые.Состоят из трубок, внутри которых монтируются так называемые турбулизаторы. Это делается для удлинения пути ОЖ по радиатору и, соответственно, улучшенного охлаждения. Такие устройства имеют большую жесткость и минимальный процент брака.
  • Трубчато-ленточные (паяные). В отличие от прошлого вида все элементы соединяются с помощью пайки, что усложняет процесс обслуживания. Такие радиаторы имеют более высокую отдачу тепла и низкую цену.

По количеству ходов бывает два варианта:

  • Одноходовые. Жидкость проходит в одном направлении.
  • Двухходовые. Путь ОЖ более сложный. Сначала антифриз проходит по части трубок в одном направлении, а потом во втором отсеке меняет направление.

По материалу:

  • Медные. Более дорогостоящие. Отличаются повышенной прочностью и лучшей теплоотдачей. Легко ремонтируются с помощью пайки.
  • Латунные. В чистом виде встречаются редко. Чаще всего применяются медно-латунные конструкции.
  • Алюминиевые радиаторы автомобиля. Появились на фоне повышения стоимости меди. При изготовлении используются современные способы сварки, обеспечивающие повышенную надежность и прочность. Несмотря на худшую теплоотдачу, подобные изделия справляются с такой задачей.

Сегодня все автомобильные радиаторы для двигателя делаются из алюминия. Они имеют более низкую цену, но требуют особого подхода в ремонте. Для восстановления недостаточно обычной пайки, ведь она, как правило, имеет низкую эффективность. Чаще всего применяется аргонная сварка.

Большой контур охлаждения

В схему системы охлаждения двигателя при этом включается еще и основной радиатор. Он устанавливается в передней части автомобиля и предназначен для экстренного снижения температуры жидкости в двигателе. Если на автомобиле имеется кондиционер, то радиатор его устанавливается рядом. На автомобилях «Волга» и «Газель» применяется масляный радиатор, который также ставится в передней части автомобиля. На радиаторе обычно ставится вентилятор, который приводится в движение электромотором, ремнем или муфтой.

Охлаждающие жидкости

Внутри системы перемещается теплоноситель (жидкость), который при проходе через радиатор охлаждается и возвращается в мотор. Условно все ОЖ делятся на несколько видов:

  • Дистиллированная вода. Наиболее экономный вариант, не предусматривающий покупки дополнительного средства. Применяется в теплое время года, когда нет риска замерзания системы.
  • Тосол — старое название ОЖ, применяемой в СССР. Раньше такие составы заливались в «Жигули», но сегодня почти не применяются.
  • Антифризы — современные охлаждающие жидкости, в состав которых входят специальные присадки. Они отличаются по ресурсу, особенностям защиты от коррозии, наличием добавок и другими особенностями.

Условно антифризы бывают этиленгликолевые, карбоксильные, гибридные, лобридные и пропиленгликолевые. Они отличаются характеристикой, составом, набором добавок и характеристиками. К примеру, в этиленгликолевых составах применяются неорганические ингибиторы коррозии, а в карбоксильных — органические. Гибридные и лобридные имеются в составе органические и неорганические составляющие. Что касается пропиленгликолевых ОЖ, в них используется более безопасный пропиленгликоль.

Задача современных антифризов состоит в отводе тепла, защите от коррозии и чистке радиатора автомобиля от накопившихся внутри загрязнителей.

При этом антикоррозийная функция считается самой важной, а эффективность этой опции напрямую влияет на цену.  При выборе ОЖ необходимо ориентироваться на рекомендации производителя в привязке к марке автомобиля.

Типы радиаторов из стали, исходя из их конструкционных особенностей

Стальные батареи отопления могут быть двух типов:

  • Трубчатые радиаторы;
  • Панельные радиаторы.

Изготавливаются панельные радиаторы по следующей схеме: панель таких приборов сварена из двух пластин, между этими пластинами происходит циркуляция теплоносителя. Обычно пластины имеют в толщину от 1,2 до 1,5 мм. Для соединения данных пластин используется точечная сварка.

Какие стальные радиаторы отопления лучше: установка и сборка Стальные панельные радиаторы

Среди преимуществ панельных стальных радиаторов можно выделить возможность выбора прибора с наиболее подходящими для вас размерами.

Панельные радиаторы, в свою очередь, могут различаться по способу подключения к отопительной системе. Существует три способа подключения стальных панельных отопительных приборов:

  • Боковое подключение;
  • Нижнее подключение;
  • Универсальное подключение.

Варианты подключения отопительных приборов

В случае нижнего подключения отопительный прибор должен быть оснащен термостатическим вентилем встроенного типа. На этот вентиль можно будет монтировать терморегулятор. Благодаря такому прибору, как терморегулятор, можно поддерживать наиболее удобную для вас температуру.

Более дешевыми считаются металлические батареи отопления с боковым типом подключения. В данном случае можно использовать и естественную циркуляцию теплоносителя в системе отопления. К тому же, такое подключение не такое заметное, как нижнее.

Радиаторы, изготовленные из нескольких панелей, обладают более высокой теплоотдачей. Данная конструкция позволяет передавать тепло только к плоскостям внешнего типа, поэтому к их внутренним поверхностям прибора можно приварить пластины П-образной формы. Благодаря этому можно увеличить поверхность, которая будет отдавать тепло.

Трехпанельные стальные радиаторы

Однако у трехпанельных радиаторов есть и некоторые минусы. В первую очередь, это касается их веса. По весовой категории подобные устройства могут догнать чугунные батареи, которые довольно тяжелые. Кроме того, для такого прибора потребуется больший объем воды, поэтому эффективность терморегулирования значительно снизится. По толщине такие радиаторы обходят даже чугунные приборы, так как в толщину они могут иметь до 160 мм. Еще одним минусом можно назвать тот факт, что внутреннюю область панельного радиатора немного сложнее очистить от грязи.

Панельные радиаторы отопления

Трубчатые радиаторы больше всего подходят для строений административного типа или домов с одним или несколькими этажами. Трубчатые радиаторы способны выдержать рабочее давление не более, чем в 8-10 атмосфер. Толщина их стенок варьируется от 1,3 до 1,5мм. В высоту такие устройства могут достигать 300 см. Трубчатые стальные радиаторы, в свою очередь, могут быть таких типов, как секционные или несекционные.

Трубчатые стальные радиаторы отопления

 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.

Изделия из алюминия имеют меньший вес сравнительно с другими материалами изготовления, но склонны к ускоренному разрушению. Дело в том, что возникает ряд существенных сложностей при попытке сварки этого металла, а также алюминий плохо противостоит механическим повреждениям.

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/см2. Пар выводится в пароотводную трубку. Впускной клапан обеспечивает доступ воздуха тогда, когда давление внутри оказывается ниже атмосферного давления (ниже 1 кг/см2), что возникает в устройстве при остывании охлаждающей жидкости.

Таким образом, устройство пробки полностью изолирует систему охлаждения от внешней атмосферы. По этой причине описанную систему называют системой охлаждения закрытого типа.

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.

Обслуживание радиатора

Рассматривая, что такое радиатор, нужно сказать о принципах его обслуживания. В некоторых моделях автомобилей почистить радиатор будет просто. В некоторых марках машин этот процесс потребует больших финансовых затрат. Поэтому проще купить сразу новый радиатор.

В летний период система охлаждения автомобиля требует особого внимания. Именно в этот отрезок времени велика вероятность его загрязнения пылью, пухом и т. д. Помимо внешних факторов, радиатор может накапливать масляную пленку. Именно она приводит к снижению циркуляции воздуха, а также снижению охлаждающих способностей системы.

Зная особенности радиатора своей машины, можно будет принять правильное решение в процессе его техобслуживания. Со временем любая система охлаждения потребует ремонта. Чтобы этого не произошло как можно дольше, необходимо правильно настраивать систему охлаждения в летний период, беречь ее от загрязнений.

Типы и устройство автомобильных радиаторов

Все автомобильные радиаторы имеют принципиально одинаковую конструкцию, в которой можно выделить три части:

  • Бачок с подводящим патрубком;
  • Сердцевина;
  • Бачок с отводящим патрубком.

Сердцевина — это система труб и пластин, которая является теплообменником. Бачки служат для подвода и отвода рабочей среды из сердцевины, они могут располагаться сверху и снизу или по бокам от сердцевины. На некоторых типах радиаторов бачки как таковые отсутствуют.


Общее устройство автомобильного радиатора 
Основные конструкции автомобильных радиаторов

По конструкции сердцевины радиаторы делятся на два типа:

  • Трубчатые;
  • Пластинчатые.

В радиаторах с трубчатой сердцевиной теплообменник выполнен в виде системы труб круглого или овального сечения, которые для лучшей отдачи тепла окружены металлическими пластинами того или иного типа. В радиаторах с пластинчатой сердцевиной теплообменник выполнен в виде зигзагообразных трубок плоскоовального сечения, которые за счет большой площади поверхности не нуждаются в дополнительных металлических пластинах.

В свою очередь, трубчатые радиаторы делятся на две больших группы:

  • Трубчато-пластинчатые;
  • Трубчато-ленточные.

Сердцевина трубчато-пластинчатых радиаторов выполнена в виде системы трубок круглого или овального сечения, помещенных в пакет широких металлических пластин. Такой теплообменник имеет большую площадь поверхности, которая хорошо отдает тепло набегающему потоку воздуха и обеспечивает эффективное охлаждение протекающей по радиатору жидкости.

Сердцевина трубчато-ленточных радиаторов выполнена в виде системы трубок овального (плоскоовального) сечения, между которыми располагаются зигзагообразные (согнутые в гармошку) металлические ленты. Такая конструкция имеет увеличенную по сравнению с трубчато-пластинчатой площадь поверхности и, как следствие, более эффективную теплоотдачу.

По материалу изготовления радиаторы бывают двух основных типов:

  • Медные (и медно-латунные);
  • Алюминиевые.

В устройствах первого типа трубки и пластины/ленты выполнены из меди, которая обладает высокой теплопроводностью и поддается пайке. Однако медные радиаторы тяжелые и дорогие, поэтому в современных автомобилях они практически вытеснены радиаторами из алюминиевых сплавов. Бачки всех типов радиаторов могут выполняться из пластика, алюминия или латуни, на бачках обязательно присутствуют патрубки, резьбовые или байонетные горловины для установки пробки, штуцеры или краны для слива жидкости, гнезда для установки датчиков температуры и иные элементы.

При этом трубки сердцевины могут быть бесшовными или паяными/сварными, а сама конструкция сердцевины радиатора — сборной и паяной. Сборными чаще всего выполняются алюминиевые радиаторы с трубчато-пластинчатой сердцевиной — в этом случае трубки привариваются или припаиваются только к бачкам, а пластины и трубки соприкасаются друг с другом, однако никак не соединяются. Паяными и сварными выполняются алюминиевые и медные трубчато-ленточные радиаторы — в этом случае трубки и ленты спаяны друг с другом, что обеспечивает надежный контакт между деталями и жесткость всей конструкции.

Описанную конструкцию имеют все автомобильные радиаторы, отличаясь лишь некоторыми деталями, о которых сказано ниже.

Принцип действия

Радиатор системы охлаждения двигателя не является новым или высокотехнологичным устройством. Принцип его работы прост: тосол, циркулирующий в соприкосновении с цилиндрами двигателя, отбирает у них основную массу тепла, которое он переносит в радиатор двигателя. Теплоноситель циркулирует через радиатор тонкой струйкой по длинному и извилистому маршруту. Это позволяет воздуху хорошо обдувать соты или трубки с горячим тосолом, в некоторой степени охлаждая их. Далее остывший теплоноситель снова возвращается к цилиндрам, где опять нагревается, и процедура повторяется.

Многие модели грузовиков дополнительно оборудуются радиаторами, предназначенными для охлаждения моторного масла, что позволяет препятствовать разжижению смазки, которая таким образом не пригорает к узлам двигателя. Конструктивно он исполняется точно таким же, как водяной радиатор, разве что чаще всего имеет меньшие размеры.

Раз в год рекомендуется производит чистку радиатор

Раз в год рекомендуется производит чистку радиатора.