Радиатор: устройство и принцип работы

Особенности оребрения

Для того чтобы максимально повысить площадь теплоотдачи батареи, используется оребрение.

Теплоотдача увеличивается в несколько раз, благодаря профилированию конвекционных каналов, проходящих между рёбрами радиатора, а также вводу в схему дополнительных алюминиевых рёбер специальной конфигурации. В результате площадь нагрева трубы возрастает в несколько раз, увеличивая продуктивность устройства.

Внимание! Подбирая размер радиатора, не забывайте о технических нормах: прибор должен быть установлен на расстоянии не менее 10 см от подоконника и 6 см от пола. При помощи инженерных расчётов, подкреплённых практическими методами, производители сумели получить наиболее эффективную конструкцию для оптимального пути следования воздушного потока

В ней предусмотрен захват холодного воздуха, поступающего с нижней стороны устройства и равномерное распределение нагретого воздушного потока, полученного после обтекания горячих поверхностей

При помощи инженерных расчётов, подкреплённых практическими методами, производители сумели получить наиболее эффективную конструкцию для оптимального пути следования воздушного потока. В ней предусмотрен захват холодного воздуха, поступающего с нижней стороны устройства и равномерное распределение нагретого воздушного потока, полученного после обтекания горячих поверхностей.

Разнообразие отопительных радиаторов

Наиболее традиционными являются чугунные модели радиаторов отопления, которые знакомы всем. Сегодня эти агрегаты эксплуатируются крайне редко ввиду их большого веса и невозможности установки в системах отопления, функционирующих автоматически. Однако есть у этих приборов и свои достоинства, которые выгодно отличают их от батарей из других материалов.

В первую очередь, конструкция радиатора отопления из чугуна позволяет ему переносить серьезные перепады давления

Кроме того, такие батареи устойчивы к появлению на них коррозионного налета и стойко переносят воздействия находящихся в теплоносителе вредных примесей, что также немаловажно

Устройство радиатора отопления панельного типа является несколько иным. В первую очередь, эти аппараты существенно легче чугунных батарей. К тому же их стенки менее толстые, что снижает показатели их инерционности. Принцип работы радиатора отопления из стали, оборудованного по панельному типу, основан на большей теплоотдаче по сравнению с другими моделями. Кроме того, внешний вид этих устройств является гораздо более современным. Многие потребители по достоинству оценивают алюминиевые отопительные батареи. Эти радиаторы также имеют весьма небольшой вес, их теплоотдача является вполне приемлемой, а дизайн может быть самым разным.

Иногда можно встретить такие отопительные приборы, где алюминий является не единственным материалом, входящим в состав изделия. В недорогих аппаратах дополнением выступает кремний, препятствующим разрыву конструкции в случае серьезных перепадов давления и температуры.

А в тех приборах, которые стоят дороже, может содержаться цинк и титан, поскольку именно эти вещества призваны обеспечить конструкцию повышенной стойкостью к различного рода повреждениям механического характера и защитой от появления коррозии.

Установка на радиатор отопления

Терморегуляторы для радиатора отопления. Подключение термоголовки и термостатического клапана

Watch this video on YouTube

Для работы понадобятся:

• терморегулятор;
• труба из металлопластика сечением 20 мм;
• тройник с резьбой 1/2″ — 2 шт.;
• металлопластиковый фитинг-американка — 6 шт.;
• шаровый кран — 2 шт;
• гаечные ключи;
• обмотка;
• силиконовый герметик;
• рулетка;
• карандаш;
• острый нож.

Этапы установки:

1. Слить воду из участка отопительной системы, где стоит батарея. Раскрутить старое соединение, очистить от остатков обмотки, чтобы резьба была хорошо видна.

1. Нижнее соединение обработать таким же образом.

1. Чтобы было удобнее, рекомендуется снять радиатор и положить его горизонтально. Чтобы вытащить трубку подачи, потребуется 2 ключа — одним нужно придерживать футорку, вторым раскручивать соединение.

1. Отверткой или ножом удалить старое уплотнение из резьбы радиатора.

1. Собрать узел из байпаса (перемычки), шарового крана и терморегулятора. Для этого необходимо промазать силиконовым герметиком резьбу обжимного фитинга, скрутить вместе 2 тройника и 2 ниппеля, присоединить к ним терморегулятор и шаровый кран. В тройник установить муфты для перехода с пластика на металл. Вкрутить узел в радиатор.

1. Нижнее соединение скрутить из тройника и шарового крана, установить в батарею.

1. Замерить расстояние между фитингами (без учета гаек) и отрезать кусок трубы для байпаса.

1. На кромках трубы снять фаску с помощью калибратора, надеть гайки и обжимные кольца, присоединить к верхнему и нижнему узлу. Байпас установлен.

1. Повесить радиатор отопления на свое место. При установке терморегулятора не забывать, что ручка не должна находиться в зоне, где отсутствует циркуляция воздуха.

Регулировка температуры

регулировка клапана и терморегулятора тепловой батареи

Watch this video on YouTube

Чтобы правильно настроить терморегулятор, нужно:

• ключ для крана Маевского;
• узкогубцы или плоскогубцы;
• комнатный термометр.

Перед настройкой отопление должно быть выключено, а окна и двери закрыты, чтобы исключить утечки тепла. Регулировку рекомендуется начинать с наиболее холодного помещения.

Предварительно рекомендуется сбросить воздух из радиатора с помощью крана Маевского, для чего воспользоваться специальным ключом.

Порядок действий:

1. Включить отопление.
2. Установить максимальный режим, дождаться, когда температура в помещении стабилизируется и запомнить ее значение.
3. Перекрыть запорный клапан. Когда радиатор немного остынет и в комнате станет комфортно, измерить температуру.
4. Поворачивать рукоятку регулятора до тех пор, пока из радиатора не послышится шум воды. Поверхность должна стать теплой.

Зафиксировать положение шкалы термоголовки, при котором температура оптимальна. Настройка почти завершена. Если в комнате еще есть радиаторы, осталось отрегулировать их теплоотдачу. Чтобы между отопительными приборами не возник конфликт, используются балансировочные (шаровые) краны.

Обслуживание

Качественные терморегуляторы из строя выходят редко. Причиной могут быть неправильная установка, неподготовленная вода, образование засоров. Производители устройств в инструкции по эксплуатации дают рекомендации по обслуживанию, которых нужно придерживаться:

• не реже раза в месяц контролировать температуру настройки;
• установить перед регулятором сетчатый фильтр и регулярно его очищать от загрязнений;
• раз в 6 месяцев при наличии приборов учета проверять утечки при закрытом клапане и потери напора в системе отопления при полностью открытом, сравнивая их с величинами, полученными при пусконаладочных работах.

При закипании клапана осадок нужно счистить с затвора и седла. Если причиной дисфункции стало механическое повреждение термоэлемента, ремонт уже невозможен, регулятор подлежит замене.

Проблемы с радиатором и вентилятором

Недостаточное охлаждение двигателя может быть связано с проблемами работы радиатора и вентилятора. В первую очередь стоит помнить, что слишком сильно забитый пылью и насекомыми радиатор неспособен полноценно охлаждаться как встречным потоком воздуха, так и вентилятором. Нередко его чистка решает проблему с охлаждением.

Устройство «классического» радиатора охлаждения двигателя. Во многих современных двигателях, охлаждающая жидкость заливается не через горловину радиатора, а в расширительный бачок

И всё же, возможны и более серьёзные ситуации — трещины радиатора, которые могут возникнуть, как при ДТП, так и в результате коррозии. Радиатор в большинстве случаев можно восстановить. Латунные и медные ремонтируются с помощью пайки, а алюминиевые специальными герметиками.

Перед началом пайки места повреждения тщательно зачищаются наждачной шкуркой, до появления металлического блеска. После, трещина обрабатывается паяльным флюсом и с помощью мощного паяльника наносится равномерный слой припоя (см. видео).

Алюминиевый радиатор запаять не получиться, однако для их ремонта предлагаются специальные герметики или же можно использовать обычную «холодную сварку»

Перед началом заделывания трещин важно хорошо зачистить дефектные места. Клеящая масса хорошо разминается до однородного состояния и наносится на проблемный участок

Стоит помнить о том, что эксплуатировать автомобиль можно только на следующие сутки после ремонта – эпоксидный клей высыхает довольно долго.

Что касается вентилятора охлаждения, его поломка может быть связана с обрывом электропроводки или нарушением привода от коленчатого вала, если вращение передаётся от силового агрегата.

В первом случае, стоит визуально оценить состояние проводов идущих к мотору вентилятора, при обнаружении обрыва нужно заново соединить повреждённые контакты. Если состояние проводов нормальное, а вентилятор всё равно не работает, возможно, поломался сам двигатель или датчик, отвечающий за его своевременное включение. При этом лучше обратиться в автосервис, где определят причину, по которой вентилятор не включается. При проблемах с датчиком обдув может как беспрерывно, так и не включаться вовсе.

В автомобилях, где вентилятор начинает вращаться при передаче крутящего момента от двигателя, поломка чаще всего связана с обрывом приводного ремня. Его замена довольно проста: необходимо ослабить натяг шкива и поставить новый ремень.

Промывка системы охлаждения и замена жидкости

Гидравлическая система охлаждения требует своевременного промывания магистралей, в противном случае на стенках каналов может образоваться коррозия, солевые отложения, и другие загрязнения.

Схема, элементы системы охлаждения и их работа

Основные элементы, из которых состоит схема системы охлаждения двигателя, встречаются и схожи у разных типов моторов: инжекторных, дизельных и карбюраторных.

Общая схема жидкостной системы охлаждения двигателя

Жидкостное охлаждение мотора дает возможность в равной мере забирать тепло со всех узлов и деталей двигателя не зависимо от степени тепловой нагрузки. Двигатель с использованием водяного охлаждения создает меньше шума, чем двигатель с воздушным охлаждением, обладает большей скоростью прогрева при пуске.

Система охлаждения двигателя содержит следующие детали и элементы:

• рубашка охлаждения (водяная рубашка);
• радиатор;
• вентилятор;
• термостат;
• жидкостный насос (помпа);
• расширительный бачок;
• соединительные патрубки и сливные краны; 
• отопитель салона.

• Рубашкой охлаждения («водяной рубашкой») принято считать сообщающиеся между двойными стенками полости в тех местах, где наиболее нужен вывод избыточного тепла.
• Радиатор. Предназначен для рассеивания тепла в окружающую атмосферу. Он конструктивно состоит из множества изогнутых трубочек с дополнительными ребрами для увеличения теплоотдачи.
• Вентилятор, включающийся электромагнитной, реже гидравлической муфтой, при срабатывании температурного датчика охлаждающей жидкости усиливает набегающий на авто воздушный поток. Вентиляторы с “классическим” (постоянно включенным) ременным приводом встречаются в наши дни редко, в основном, на старых автомобилях.
• Центробежный жидкостный насос (помпа) в системе охлаждения обеспечивает постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости. Привод помпы чаще всего реализован с помощью ремня или шестерней. Двигатели с турбонаддувом и с непосредственным впрыском топлива, как правило, снабжены дополнительной помпой.
• Термостат – главный узел, регулирующий потоки охлаждающей жидкости, устанавливается обычно между входным патрубком радиатора и «водяной рубашкой» двигателя, конструктивно выполнен в виде биметаллического или электронного клапана. Назначение термостата – поддержание заданного рабочего температурного диапазона охлаждающей жидкости при всех режимах работы двигателя.
• Радиатор отопителя очень похож на радиатор системы охлаждения меньших размеров и расположен в салоне авто. Принципиальное отличие состоит в том, что радиатор отопителя передает тепло в салон, а радиатор системы охлаждения – в окружающую среду.

Принцип работы

Принцип работы жидкостного охлаждения двигателя состоит в следующем: цилиндры окружены «водяной рубашкой» из охлаждающей жидкости, отбирающей лишнее тепло и переносящей его к радиатору, откуда оно передается в атмосферу. Жидкость, непрерывно циркулируя, обеспечивает оптимальную температуру двигателя.

Принцип работы системы охлаждения двигателя

Охлаждающие жидкости – антифризы, тосол и вода – в процессе эксплуатации образуют осадок и накипи, нарушающие нормальную работу всей системы.

Вода не бывает химически чистой в принципе (за исключением дистиллированной) – в ней содержатся примеси, соли и всевозможные агрессивные соединения. При повышенной температуре они выпадают в осадок и образуют накипь.

В отличие от воды антифризы не создают накипи, но в процессе эксплуатации разлагаются, а продукты распада отрицательным образом сказываются на работе механизмов: на внутренних поверхностях металлических элементов появляется коррозионный налет и наслоения органических веществ.

Кроме этого, в систему охлаждения могут попадать различные посторонние загрязняющие субстанции: масло, моющие средства или пыль. Также могут попасть и специальные герметики, используемые для аварийной заделки повреждений в радиаторах.

Все эти загрязнения оседают на внутренних поверхностях узлов и агрегатов. Они характеризуются плохой теплопроводностью и забивают тонкие трубки и соты радиатора, нарушая эффективную работу системы охлаждения, что приводит к перегреву двигателя.

Видео о том, как устроено охлаждение мотора, принцип работы и неисправности

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Плохо греет печка в салоне, причины, что делать и профилактика
• Почему двигатель автомобиля не заводится: как найти причину
• Радиатор охлаждения двигателя: устройство и принцип работы

Конструктивные особенности

Когда вы выбираете радиаторы, следует учесть несколько важных моментов. Если вы выберете секции батарей отопления, то при необходимости можно будет увеличить площадь нагревания. Если же конструкция батареи отопления будет панельной, или это будет конвектор, то конструктивно вы ее уже не измените. Когда только производятся расчеты, очень тяжело учесть все нюансы, которые будут влиять на количество необходимого тепла для каждого отдельного помещения. И если устройство батареи отопления будет секционным, то это даст возможность уменьшать и увеличивать количество секций, заменять те элементы, которые вышли из строя.

Панельный радиатор отопления

Секционный радиатор отопления

Схема радиатора отопления также характеризуется важным аспектом – межосевым расстоянием, которое отображает по вертикали величину отрезка между центрами подводящей и отводящей трубы. Особенно этот момент стоит учитывать тогда, когда заменяется уже существующий радиатор или проложенная трубная разводка. Если вы купите радиатор с другим межосевым расстоянием, то вам придется или менять его, или менять размещение труб.

Ведь качество теплоносителя обычно оставляет желать лучшего: в воде есть песок, окалина и ржавчина. Все эти неприятные моменты при оседании сначала вызывают неэффективность работы системы отопления, а затем даже могут повлечь за собой ее полную поломку.

Правильный выбор радиаторов отопления – это важнейший нюанс. Подходящий радиатор отопления в разрезе – залог хорошей работы отопительной системы.

Принцип действия

При работе процессора выделяемое тепло передаётся на встроенный теплораспределитель в виде металлической крышки.

Затем происходит её передача через слой термопасты опорной пластине из алюминия или меди, которая является элементом блока жидкостного охлаждения. Циркулирующая в контуре вода, проходя через контур, отбирает тепло от опорной пластины и направляет по трубке в радиатор. Там воздух воздействует на жидкость и помогает ей остыть, а прикреплённые вентиляторы выдувают тепло наружу. После этого жидкость вновь подаётся для повторения цикла. Циркуляция обеспечивается с помощью специальной помпы.

Конструктивные особенности

Устройство радиатора охлаждения двигателя

мало чем отличается от конструкции любого другого устройства с аналогичными функциями. Изготавливаются радиаторы преимущественно из меди и алюминия, как материалов прочных, удобных в ремонте и имеющих хорошие параметры теплоотдачи. Современный радиатор двигателя может быть:

1. трубчатым;
2. пластинчатым;
3. иметь форму сот.

Между пластинами, сотами или трубами располагаются поперечные латунные полоски, делающие изделие более жестким, а также увеличивают площадь обдува, что повышает качество охлаждения. Постоянное круговое движение жидкого теплоносителя в системе обеспечивается специальным устройством – помпой. Все части системы соединяются между собой термостойкими патрубками, чаще всего прорезиненными.

В качестве теплоносителя, циркулирующего в радиаторе, чаще всего применяются всем известные составы, такие как антифриз или тосол, хотя многие автолюбители в теплое время заливают туда и простую дистиллированную воду. Жидкость заливается в специальный расширительный бачок, предназначаемый не только для повышения удобства наполнения, но и для обеспечения возможности расширения жидкости в системе, ведь ее объем варьируется в зависимости от температуры и давления.

Устройство радиатора охлаждения двигателя

Принудительное охлаждение радиатора осуществляется с помощью вентилятора. В современных автомобилях реализуется одна из двух концепций вентиляторов:

• приводимые в движение коленвалом;
• приводимые в движение отдельным электромотором.

Если первые работают постоянно, то вторые включаются автоматически только тогда, когда температура жидкости в системе охлаждения достигает критического значения. Например, такое случается при продолжительной стоянке заведенного автомобиля, когда естественный обдув радиатора встречным воздухом отсутствует.

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.

Неполадки гидравлического насоса

Одной из причин перегрева силового агрегата машины может стать неисправность помпы системы охлаждения. Чаще всего проблема заключается в том, что приводной ремень гидронасоса оборвался либо его натяг слишком слабый. В таком случае помпа перестанет качать антифриз, либо будет это делать не полноценно. Проверить это довольно просто, стоит лишь завезти двигатель и пронаблюдать за поведением приводного ремня. В случае если он работает с проскоками натяг следует увеличить или вовсе заменить ремень на новый. Наиболее часто это решает проблему.

Возникают ситуации, когда неполадка кроется в самой помпе: износ крыльчатки, подшипника, иногда возможна даже трещина вала. Кроме всего прочего, стыки соединения патрубков с помпой могут быть не герметичны, и создаваемое насосом давление спровоцирует протечку охлаждающей жидкости. Диагностировать протечку довольно просто, необходимо на полу под двигателем положить листы белой бумаги на несколько часов. Если на ней будут видны даже небольшие пятна голубого или зеленоватого цвета, это свидетельствует об износе прокладок помпы.

Проверить работоспособность самого насоса можно зажав пальцами верхний шланг радиатора на несколько секунд при работающем агрегате. Исправная помпа создаст сильное давление и после отпускания шланга появится ощущение, что жидкость быстро побежала по магистрали. Также стоит помнить о том, что повышенная шумность работы ДВС и люфт шкива помпы говорят об износе подшипника. Обычно его износ связан с просачиванием жидкости через сальник, которая смывает смазку с подшипника.

Устройство водяной помпы системы охлаждения двигателя

Насос охлаждающей жидкости в отличие от термостата можно заменить частично, но нередко автовладельцы предпочитают полноценно менять механизм.

Замена насоса:

В первую очередь необходимо отключить массу автомобиля от аккумулятора, а поршень первого цилиндра должен находиться в верхней мёртвой точке

Произвести демонтаж ролика для натяга ремня и снять шкив распредвала.
Далее, следует слить охлаждающую жидкость с нижней пробки в радиаторе.
Открутив крепёжные болты помпы её нужно отсоединить от блока цилиндров.
Оценив визуально снятый механизм важно определить его износ. Если крыльчатка, сальник и приводная шестерня имеют повреждения помпу лучше заменить полностью.
Новый механизм должен устанавливаться с новой прокладкой, поскольку прежняя может иметь даже мелкие повреждения, которые впоследствии приведут к утечке охлаждающей жидкости

Помпа устанавливается таким образом, чтобы номер, указанный на корпусе, смотрел вверх.
Дальнейшая сборка проводится в обратном порядки разборки. Охлаждающую жидкость лучше залить новую, но можно использовать и ту, которая была, если её ресурс ещё не исчерпан.