Radiaator: seade ja tööpõhimõte
Radiaator on vedelikjahutussüsteemi üks võtme- ja olulisemaid elemente. Peamine ülesanne on hajutada atmosfääri soojus, mis eemaldati mootorist jahutusvedeliku abil. Mootori jahutussüsteemi radiaatorit võib pidada jõuallika enda kõige olulisemaks osaks.
Samuti soovitame lugeda artiklit, mis käsitleb sisepõlemismootori kütusesüsteemi struktuuri. Sellest artiklist saate teada süsteemi põhielementide, segu moodustamise ja tööpõhimõtete kohta.
Kaasaegse radiaatoriga sarnased seadmed paigaldati sisepõlemismootoriga autode kõige varasematele versioonidele, kuna ilma määratud jahutuselemendita muutub elektrijaama töö lihtsalt võimatuks. See seade vastutab otseselt mootori normaalse töötemperatuuri hoidmise eest rangelt määratud piirides. Selline kaitse kaitseb mootorit ülekuumenemise eest, mis paratamatult blokeerib peaaegu kõik sisepõlemismootorid.
Artikli sisu
- Radiaatori loomise ajalugu
- Radiaator vedeljahutussüsteemis
- Radiaatori seade
- Jahutusvedeliku temperatuuri reguleerimine
Radiaatori loomise ajalugu
Vesijahutussüsteem ilmus mootoriehituse koidikul. Radiaatori kontseptsiooni kasutati esmakordselt esimesel masstoodetud autol nimega Benz Velo, mis oli müügil 1886. aastal. Seda seadme ideed arendas edasi Wilhelm Maybach, kes kujundas kärgstruktuuriga toote. Arendus on leidnud rakendust Mercedese 35HP mudeli disainis. Järgnevate aastakümnete ja tänapäevani pole radiaatoriseade globaalseid muutusi läbi teinud, jäädes praktiliselt samaks kui Maybachi päevil.
Esimestel vedelmootori jahutussüsteemidel puudus veepump (pump), mis sundis jahutusvedelikku (alguses oli see tavaline vesi) sunniviisiliselt süsteemis ringlema. Sisepõlemismootori jahutussüsteemi varased arendused põhinesid termosifooniefektil.
Selle mõju tõttu sattus jahutusvedelik radiaatorisse. Termosifooni efekt põhineb asjaolul, et kuumutamisel vee tihedus väheneb. Selle omaduse tõttu soojenenud vesi tormab üles. Selle tulemusena sattus kuumutatud vedelik seadmesse, tungides sinna läbi ülemise toru läbipääsu.
Radiaatori sees jahutati vett, vedeliku tihedus tõusis taas. See viis selleni, et vesi laskus radiaatori alumisse ossa ja sealt tungis läbi alumise toru tagasi mootorisärgi sisse. Termosifooniefektiga süsteemide peamiseks puuduseks oli see, et need ei suutnud sisepõlemismootori üha suureneva võimsuse taustal korralikku jahutust pakkuda. Sellised süsteemid asendasid kiiresti lahendused, mis põhinesid tsentrifugaalveepumba (pumba) kasutamisel.
Radiaator vedeljahutussüsteemis
Elemendi põhiülesanne on soojuse eemaldamine elektrijaamast atmosfääri, jahutades sees olevaid kanaleid läbivat vedelikku. Parema soojuse hajumise tagamiseks on seade paigaldatud kohta, kus auto liikumise ajal on märgata parimat vastutulevat õhuvoolu. Tüüpiline paigalduskoht mootoriruumis on sõiduki esiosas radiaatorivõre taga. Tasub teada, et isegi taha paigaldatud sisepõlemismootoriga autodel paigaldatakse radiaator sageli ette. Erinevus seisneb jahutussüsteemi pikemate liinide paigutamises mootorile.
Jahutusseadme paigaldamiseks on ka teisi kohti, kuid need on vähem levinud. Tagamootoriga sõidukitel võib olla radiaator, mis on paigaldatud piki külgseina. Sellist lahendust võib leida sportautodel, millel on korraga kaks jahutusradiaatorit, mis asuvad piki mootoriruumi mõlemat seina. Tõhus õhuvool saavutatakse õhuvõtuavade abil. Määratud õhuvõtuava asub masina tagaosas külgseintel.
Radiaatori seade
seade; b – auruklapp on avatud; c – õhuklapp on avatud.
- Radiaatoril on struktuurselt ülemine (1) ja alumine (7) paak. Need mahutid on omavahel ühendatud messingist või alumiiniumist valmistatud torudega (5). Nende torude külge kinnitatakse jootmise teel plaadid (6), mis suurendavad elemendi pinna jahutusala. Selle pinna kaudu eemaldatakse jahutusvedelikust soojus ja eraldub see keskkonda.
- Ülemisel paagil on jahutusvedelikuga täitmiseks täitekael. Kael on suletud korgiga (3). Sellel pistikul on auru (11) ja õhu (12) ventiilid.
- Ülemisel paagil on ka harutoru (2), et ühendada radiaator mootori jahutussärgiga. See ühendus tehakse kummivoolikuga. Lisaks on auru väljalasketoru (4) ja elektriline termomeetri andur (13).
- Alumisel paagil (7) on harutoru (8) seadme ühendamiseks pumbaga (pumbaga). Samuti on olemas täiendav kraan, mis võib jahutusvedeliku tühjendada. Radiaator kinnitatakse spetsiaalsete kinnitustega (9) sõiduki raami külge.
Niinimetatud südamikud (radiaatorplaadid) on soojusülekande peamised elemendid. Sõltuvalt südamiku tüübist eristatakse järgmist tüüpi radiaatoreid:
- torukujuline;
- lamell;
- torukujuline lint jne.
Radiaatoripaagid võivad olla valmistatud plastikust või metallist. Kui vaatate seadet üksikasjalikumalt, siis tegelikult on südamiku põhiosa õmblusteta alumiinium- või messingtorude komplekt. Ülemist ja alumist toru ühendavate torude seinapaksus on kuni 0,15 mm. Jahutusradiaatori südamikku läbiv vedelik hajub suurel hulgal mikrovoogudeks. Iga selline toru on kaetud omapäraste ribidega, milleks on õhuke gofreeritud vask- või alumiiniumlint.
Alumiiniumtooted on kergemad kui muud tootmismaterjalid, kuid need võivad kiiremini hävida. Fakt on see, et selle metalli keevitamisel tekib mitmeid olulisi raskusi ja alumiinium peab ka mehaanilistele kahjustustele halvasti vastu.
Selleks, et alumiiniumtoode läheks jahutuse kvaliteediga messingkonstruktsioonile, tuleb see teha suureks ja suurendada elemendi paksust. Autotööstuse ajastu alguses kasutati aktiivselt kärgradiaatoreid. Selline seade valmistati väikestest messingtorude tükkidest, millel oli viisnurkne ristlõige. Selliste torude sees olev vedelik ei olnud sunnitud ringlema ja kogu jahutusprotsess viidi läbi metallist ribide kokkupuutel vastuõhuvooluga.
Pöördume tagasi kaasaegse radiaatori seadme juurde. Joonisel kujutatud auruklapp on koormatud spetsiaalse vedruga (10). Vedru elastsus on 1250-2000 g.See võimaldab tõsta rõhku jahutusradiaatoris ja tõsta jahutusvedeliku keemistemperatuuri vedeljahutussüsteemis 110-119 °C-ni. See lahendus vähendab jahutusvedeliku kogust kogu süsteemis, mis tähendab paralleelset mootori massi vähenemist. Samal ajal säilitatakse jõuallika nõutav jahutuse intensiivsus. Teine pluss on kadude vähendamine, mida tuleks mõista kui jahutusvedeliku aurustumist.
Õhuklapp on samuti koormatud vedruga, kuid nõrgema vastujõuga. Sellise vedru elastsus on umbes 50-100 g Õhuklapi ülesanne on lasta seadmesse õhku, kui pärast keemist ja jahutamist tekib jahutusvedeliku kondenseerumine.
Teisisõnu võib aurustumisnähtuse tõttu süsteemi sees tekkida ülerõhk. Jahutusvedeliku keemistemperatuur tõuseb vastavalt ja atmosfäärirõhust ei sõltu, kuna vabastusrõhu reguleerib korgis olev klapp. See jahutussüsteemi omadus on mägistel aladel sõitmisel hädavajalik. Madala atmosfäärirõhu tõttu mägedes keeb jahutusvedelik kiiremini kui tavatingimustes. Selline õhuklapi paigaldamise lahendus hoiab seega ära radiaatori hävimise. mida saab atmosfäärirõhuga lihtsalt purustada.
Ventiilidega varustatud pistik tagab väljalaskeklapi avanemise süsteemi sees oleva jahutusvedeliku keemise ja ülerõhu korral, mis on ligikaudu 0,5 kg / cm2. Aur juhitakse aurutorusse. Sisselaskeklapp tagab õhu juurdepääsu, kui rõhk sees on alla atmosfäärirõhu (alla 1 kg / cm2), mis tekib seadmes jahutusvedeliku jahtumisel.
Seega isoleerib pistikuseade jahutussüsteemi täielikult väliskeskkonnast. Sel põhjusel nimetatakse kirjeldatud süsteemi suletud jahutussüsteemiks.
Suletud jahutussüsteemis avage jahutusvedeliku tühjendamiseks äravoolukraanid ja eemaldage radiaatori kork. Vedeliku tühjendamiseks mootori veesärgist on seadme põhjas eraldi sobiv tühjenduskraan. Samuti on avatud jahutussüsteem. Avatud süsteemis on jahutusseadme kael suletud ilma ventiilideta pistikuga. Sellises süsteemis keeb vesi loomulikult temperatuuril 100°C.
Jahutusvedeliku temperatuuri reguleerimine
Termostaat vastutab püsiva temperatuuri hoidmise eest mootori jahutussüsteemis. See element jaotab jahutusvedeliku liikumise mööda ahelaid. Neid kontuure nimetatakse väikeseks ja suureks ringiks. Mootori mantlit võib pidada väikeseks ringiks, radiaatorit läbiv vool on suur ring. Tekib olukord, kui välisõhuga jahutamisest, kui jahutusvedelik liigub kuuma ilmaga või koormuse all suurel ringil, ei piisa. Kuumutatud õhu tõhusa eemaldamise tagamiseks ja jahutusvedeliku püsiva temperatuuri säilitamiseks paigaldatakse lisaks üks või mitu ventilaatorit. Sellised ventilaatorid võivad olla mehaanilise ajamiga (viskoosne ühendus) või elektriajamiga.
Termilise režiimi "kardin" reguleerimine
Sisepõlemismootori vedelikjahutussüsteemi saab varustada kahekordse soojusjuhtimisega. Esimene regulaator on termostaat, millest me juba rääkisime. Teine termoregulatsioonielement on rulood.
Kahekordse reguleerimisega seadmed on struktuurselt otse radiaatori ette paigaldatud aknaluugidega. Tänu sellele lahendusele saab tugevate külmade korral katta radiaatori, vähendades välisõhuga puhumise intensiivsust. Soojuse eemaldamine väheneb ning soojust ennast saab tõhusamalt kasutada sisepõlemismootori töötemperatuuri hoidmiseks ja auto salongi intensiivseks soojendamiseks.
Rulood on metallplaadid, mis on omavahel hingedega ühendatud. Neid kardinaid saab asetada vertikaalselt või horisontaalselt seadme ette. Seda lahendust juhitakse auto seest käepidemega ning seda saab realiseerida ka automaatselt eraldi konstruktsioonides. Mehaanilise seadme tööpõhimõte seisneb selles, et salongis käepidet lükates või tõmmates pöörab juht plaate. Muutub ruloode vahe ja radiaatorisse suunatava õhuvoolu intensiivsus on reguleeritud. Tulemuseks on mõju jahutusvedeliku temperatuurile.
Äärmiselt madalate temperatuuride korral on kapoti ja radiaatorivõre külge kinnitatud lisaks spetsiaalne isolatsioonikate. See kate on valmistatud veekindlast tulekindlast kangast. Need meetmed aitavad säilitada mootori töösoojusrežiimi nõutavates piirides.
Täiendava radiaatori paigaldamine
Erinevatel koormusrežiimidel töötavate võimsate tugevalt kiirendatud atmosfääri- ja turbomootorite ilmumine on seadnud arendajatele ülesandeks paigaldada täiendavaid jahutusseadmeid. Insenerid paigaldasid paralleelselt täiendava radiaatori. See lahendus sai omaette elektriventilaatori. Ärge ajage segamini täiendavat jahutusradiaatorit vahejahutiga, mis on paigaldatud suruõhu jahutamiseks turboülelaaduriga süsteemides.
Toimimispõhimõte
Kaasaegsed vedelikjahutussüsteemid võtavad töötamise ajal nõuetekohaseks toimimiseks arvesse paljusid kriitilisi parameetreid. Spetsiaalsed andurid mõõdavad mootori temperatuuri, jahutusvedeliku ja mootoriõli temperatuuri, üle parda temperatuuri jne.
Kui kirjeldame lühidalt jahutussüsteemi tööpõhimõtet, siis tuleks lähtepunktiks võtta vedelikupump. See element põhjustab jahutusvedeliku pidevat liikumist ja ringlemist. Sel juhul võimaldab mootori jahutussärgi läbimine (väike ring) vedelikul pesta plokipea ja silindrite kuumi seinu. Kui jahutusvedeliku temperatuur tõuseb, siis teatud indikaatorite korral aktiveerub termostaat ja avab vedeliku suurele ringile (radiaatorile). Nii on võimalik vältida mootori ülekuumenemist ja tõhusalt üle kanda liigset soojust mootori kuumutatud osadelt vedelikku. Kui kuum vedelik siseneb jahutusseadmesse, eemaldatakse soojus sellest ümbritsevasse atmosfääri. Täielik tsükkel lõpeb ja jahutatud vedelik liigub sarnaselt läbi uue tsükli.
On üsna ilmne, et radiaator on omamoodi soojusvaheti, mis tagab mitte mootori enda, vaid jahutusvedeliku tõhusa jahutamise. Täiendava ventilaatori või aknaluukide paigaldamine võimaldab hoida vedeliku temperatuuri mootori tööks optimaalsel tasemel nii äärmise külma kui ka äärmise kuumuse korral.
Radiaatorite rikete isetehtav diagnostika ja remont
Peamine diagnostikaprotseduur on mootori jahutussüsteemi perioodiline jälgimine lekete ja jahutusvedeliku mahu vähenemise suhtes paisupaagis. Vedeliku kogust saate visuaalselt kontrollida. Kuna vedelikku kuumutatakse ja jahutatakse pidevalt, aurustub aja jooksul osaliselt jahutusvedelikus olev vesi, mis viib mahu üldise vähenemiseni.
Kui me räägime radiaatori tõrgetest, siis peamine on selle rakkude ja kanalite saastumine, samuti nende hävitamine. Reostus toob kaasa asjaolu, et vedeliku ringlus seadme sees halveneb, jahutusvedelikul ei ole suurel ringil liikudes aega jahtuda. Sellistes tingimustes ei piisa enam ventilaatori võimsusest, mistõttu mootori ülekuumenemine on vältimatu.
Saastunud elementidega mootori jahutusradiaatori remondi alustamiseks tasub alustada tavalisest südamiku pesemisest voolava veega. Alumine toru on vaja lahti ühendada ja seejärel hakata vett läbi kaela valama. Jahutusseadme rakke on väga soovitav loputada surveveega. Mõnel juhul, kui radiaator on tugevalt ummistunud, saab selle lahti joota ning ülemise ja alumise paagi lahti võtta. Pärast demonteerimist on võimalik südamikku mehaaniliselt puhastada.
Töö ajal hakkavad ülemine või alumine paak, aga ka rakud ise voolama. Selle põhjuseks on madala kvaliteediga jahutusvedelike kasutamine, mehaanilised kahjustused jne. Kui leke on ebaoluline, võite proovida täita või valada radiaatorisse lahendus, mis on spetsiaalselt loodud selliste defektide ajutiseks kõrvaldamiseks autopoest. "Vanamoodsad" meetodid hõlmavad suure portsjoni sinepipulbri lisamist, mis leotab ja pingutab pragu. Nii esimene kui ka teine meetod ei paranda seadet täielikult, vaid võimaldavad lekke kõrvaldada ainult teenindusjaama sõites ja autot remonti pannes.
Pidage meeles, et kui mootor on kuum, on radiaatori korki avamine ohtlik! Auru ja kuuma jahutusvedeliku tõttu võite saada tõsiseid põletushaavu. Enne kaelal oleva korgi avamist tuleb kork ise ja selle ümbrus võimalikult laialt riidematerjaliga katta ning alles siis välja lülitada.
Mis puutub paisupaaki, siis selle pistik, kui mootor on soe, tuleb sama ettevaatlikult lahti keerata. Pöörake korki veidi, kuid mitte lõpuni. Kuulete iseloomulikku väljuva õhu heli, mis sarnaneb mulliveepudeli korgi avamisel tekkiva heliga. Pärast sellist tühjendamist saab reservuaari korgi järk-järgult täielikult avada ja jahutusvedelikku juhtida või lisada.
