Automobilio aušinimo sistema yra gyvybiškai svarbi, siekiant užtikrinti optimalią variklio darbinę temperatūrą. Ji atsakinga už šilumos nuvedimą nuo įkaitusių variklio detalių, taip apsaugodama jas nuo perkaitimo, alyvos sutirštėjimo ir kitų neigiamų pasekmių. Tinkamas aušinimas užtikrina efektyvų tepimą, gerą cilindrų pripildymą degimo mišiniu ir apsaugo nuo nepageidaujamų detonacijos reiškinių. Per didelis aušinimas taip pat kenkia varikliui, sukeldamas degalų kondensaciją ir sutrikdydamas degimo procesą, kas mažina galią ir didina kuro sąnaudas.
Apie trečdalis energijos, tiekiamos į variklį su degalais, prarandama per aušinimo sistemą. Nors šie šilumos nuostoliai neišvengiami, jie gali būti minimalizuoti. Kai kurios automobilių gamintojos eksperimentuoja su keraminiais varikliais, kurių degimo kameros ir cilindrų sienelės padengtos šilumą izoliuojančiomis medžiagomis, siekiant sumažinti šilumos nuostolius. Tačiau dėl sudėtingos gamybos ir trumpo tarnavimo laiko tokie varikliai nėra plačiai naudojami.
Aušinimo sistemų tipai
Automobilių varikliai dažniausiai aušinami skysčiu arba oru.
Skysčiu aušinamos sistemos
Skysčiu aušinamos sistemos veikia cirkuliuojant aušinimo skysčiui, kuris surenka šilumą nuo variklio detalių ir atiduoda ją į aplinką per radiatorių.
- Termosifoninės sistemos: Šiose sistemose skysčio cirkuliaciją lemia jo tankio skirtumai. Įkaitęs lengvesnis skystis kyla į radiatorių, kur atvėsta ir nusileidžia atgal į variklį. Aušinimo intensyvumas nereguliuojamas ir priklauso nuo variklio apkrovos.
- Priverstinės cirkuliacijos sistemos: Šiose sistemose skysčio cirkuliaciją užtikrina išcentrinis siurblys. Jos yra sudėtingesnės, bet leidžia tiksliau kontroliuoti temperatūrą. Priverstinės cirkuliacijos sistemos sudaro sandarią, hermetišką grandinę, kurioje cirkuliuoja aušinimo skystis.
Priverstinės aušinimo sistemos komponentai:
- Bloko ir cilindrų galvučių aušinimo ertmės.
- Radiatorius.
- Skysčio siurblys.
- Termostatas.
- Ventiliatorius.
- Jungiamieji vamzdžiai.
- Šiluminio režimo reguliavimo ir temperatūros kontrolės prietaisai.
Šios sistemos talpa nėra didelė, o temperatūrų skirtumas tarp karšto ir atvėsinto skysčio neviršija 5-8°C, todėl variklio detalės aušinamos tolygiau. Aušinimo sistema nuo atmosferos atskirta garų-oro vožtuvu, kas mažina skysčio garavimą ir didina jo virimo temperatūrą dėl sistemoje susidarančio didesnio slėgio.
Oru aušinamos sistemos
Mažos galios mopedų ir motociklų varikliai dažnai aušinami tiesiogine oro srove. Automobilių varikliuose, naudojant oro aušinimą, įrengiami ventiliatoriai, kurie pučia orą ant cilindrų ir jų galvučių, turinčių specialias aušinimo briaunas. Nors oro aušinimas reikalauja mažiau oro nei skysčio aušinimas, jis gali lemti nevienodą detalių aušinimą ir šilumines deformacijas. Oru efektyviai aušinami varikliai, kurių cilindrų skersmuo neviršija 150 mm.
Oru aušinami varikliai pasižymi paprastesne konstrukcija, lengvesni ir kompaktiškesni. Jie gerai dirba karšto klimato sąlygomis, o žiemą lengviau paleidžiami ir greičiau įšyla.
Išsiplėtimo talpos vožtuvo vaidmuo
Vienas svarbiausių aušinimo sistemos elementų, ypač šiuolaikiniuose automobiliuose, yra išsiplėtimo talpa (arba plėtimosi bakelis). Jos pagrindinė funkcija - kompensuoti aušinimo skysčio tūrio pokyčius dėl temperatūros svyravimų.
Veikiant varikliui, aušinimo skystis įkaista ir plečiasi. Jei sistema būtų visiškai sandari ir neturėtų išsiplėtimo talpos, šis tūrio padidėjimas sukeltų per didelį slėgį, galintį pažeisti radiatorių, žarnas ar net variklio bloko sandariklius. Išsiplėtimo talpa veikia kaip rezervuaras, į kurį patenka perteklinis skystis.
Išsiplėtimo talpos dangtelis - slėgio reguliatorius
Išsiplėtimo talpos dangtelis nėra paprastas dangtelis. Jame integruoti du vožtuvai: apsauginis (slėgio išleidimo) ir vakuuminis (oro įleidimo) vožtuvas. Šie vožtuvai kartu su išsiplėtimo talpa sudaro slėgio reguliavimo mechanizmą.
- Apsauginis vožtuvas: Kai aušinimo skysčiui įkaitus slėgis sistemoje viršija nustatytą ribą (dažniausiai 0,1-0,5 baro virš atmosferinio), apsauginis vožtuvas atsidaro ir leidžia iš sistemos išeiti garams ar nedideliam kiekiui skysčio. Tai apsaugo sistemą nuo per didelio slėgio ir galimų pažeidimų. Dyzeliniuose varikliuose jis atsidaro esant 0,03-0,07 MPa viršslėgiui, leidžiant skysčiui įkaisti iki 100°C neužverdant. Benzinuose varikliuose riba aukštesnė - 0,01-0,14 MPa.
- Vakuuminis vožtuvas: Varikliui atvėsus, aušinimo skysčio tūris sistemoje sumažėja, sukeldamas vakuumą. Jei šio vakuumo nekompensuotų vakuuminis vožtuvas, į sistemą galėtų patekti oras, sudarydamas oro kišenes ir sutrikdydamas aušinimo skysčio cirkuliaciją. Vakuuminis vožtuvas atsidaro, kai sistemoje susidaro per didelis vakuumas, ir leidžia orui patekti į išsiplėtimo talpą, taip išlygindamas slėgį.
Kaip veikia sistema?
Kai variklis šaltas, aušinimo skysčio lygis išsiplėtimo talpoje turėtų būti ties "MIN" žyma. Užvedus variklį, aušinimo skystis pradeda cirkuliuoti. Įkaitęs skystis plečiasi, ir jo perteklius per apatinę žarną patenka į išsiplėtimo talpą. Dangtelio apsauginis vožtuvas kontroliuoja slėgį sistemoje. Kai variklis vėsta, skysčio tūris mažėja, susidaro vakuumas, ir vakuuminis vožtuvas leidžia orui patekti į talpą, taip palaikant optimalų slėgį ir užkertant kelią oro patekimo į sistemą.
Šiuolaikiniuose automobiliuose išsiplėtimo talpos dažnai turi integruotus aušinimo skysčio lygio jutiklius, kurie informuoja vairuotoją apie skysčio lygį prietaisų skydelyje.
Aušinimo skysčio parinkimas ir priežiūra
Šiuolaikinių automobilių aušinimo skysčiai turi atitikti griežtus reikalavimus: aukštą virimo temperatūrą (ne žemesnę kaip 110°C), žemą užšalimo temperatūrą (nuo -20°C iki -60°C), atsparumą putojimui, minimalią klampos ir antikorozines savybes. Pagrindiniai aušinimo skysčiai yra antifrizas ir antifrizas, kurių sudėtyje yra etilenglikolio ar propilenglikolio.
Nors skysčio spalva neturi įtakos jo savybėms, skirtingų gamintojų priedų paketai gali skirtis, todėl nerekomenduojama maišyti skirtingų tipų aušinimo skysčių.
Naudoti distiliuotą vandenį galima tik skiedžiant koncentratą, avarijos atveju ar sistemos praplovimui. Vandentiekio vanduo netinka, nes jame esančios druskos gali pažeisti aušinimo sistemos komponentus.
Dažniausi gedimai ir jų diagnostika
Pagrindinis aušinimo sistemos gedimo požymis yra variklio perkaitimas. Priežastys gali būti įvairios:
- Per mažas aušinimo skysčio kiekis.
- Ventiliatoriaus pavaros diržų slydimas ar nutrūkimas.
- Užsiteršęs radiatorius.
- Sugedęs skysčio siurblys.
- Per didelis nuovirų kiekis aušinimo ertmėse.
- Termostato vožtuvo neužsidarymas ar neužsidarymas iki galo.
- Išsiplėtimo talpos dangtelio vožtuvų gedimas (neveikia apsauginis ar vakuuminis vožtuvas).
- Išsiplėtimo talpos ar žarnų nesandarumai.
Termostato veikimas tikrinamas panardinant jį į karštą vandenį ir stebint, ar vožtuvas atsidaro ir užsidaro tinkamoje temperatūroje. Ventiliatoriaus diržų įtempimas reguliuojamas pagal gamintojo rekomendacijas.
Nesandarumai gali būti nustatomi naudojant suspaustą orą arba specializuotus testerius. Jei įtariamas galvutės tarpinės gedimas, atliekamas CO2 pralaidumo testas.
Išsiplėtimo talpos plyšimas yra rimtas gedimas, reikalaujantis nedelsiant pakeisti bakelį ir papildyti aušinimo skysčio. Dangtelio vožtuvų gedimai taip pat gali sukelti sistemos perkaitimą.
Variklio aušinimo sistema / kaip ji veikia? (3D animacija)
Laiku pastebėjus aušinimo skysčio lygio sumažėjimą, pastebėjus nuotėkius ar kitus neįprastus simptomus, būtina atlikti diagnostiką ir pašalinti gedimus, kad būtų išvengta rimtesnių variklio pažeidimų.
tags: #automobilio #ausinimo #sistemos #issipletimo #talpos #voztuvas