Радиатор что это в машине

В чем заключается работа автомобильного радиатора и где его можно купить?

Как работает радиатор в автомобиле?

Для того, чтобы лучше понять работу автомобильного радиатора, для начала нужно было бы разобраться в работе двигателя внутреннего сгорания, который радиатор и защищает. Двигатель автомобиля состоит из большого количества движущихся частей, а там, где есть движение, есть и трение. Трение становится причиной выделения тепла. По всему блоку двигателя прокачивается моторное масло, обеспечивая тем самым некоторую смазку, но этого недостаточно, чтобы полностью преодолеть проблему избыточной тепловой энергии. Таким образом, сильное нагревание двигателя является неизбежным результатом его работы.

Именно здесь в игру вступает радиаторная система. Чтобы избежать серьезных проблем с двигателем, таких как перегрев или заклинивание, он должен быть относительно прохладным. Если из-за чрезмерного трения поршни двигателя не могут свободно скользить в своих цилиндрах, они в конечном итоге ломаются и вызывают полный отказ двигателя. Чтобы этого не происходило, через камеры в блоке цилиндров прокачивается смесь воды и антифриза, которая поглощает избыточное тепло и выводит его подальше от жизненно важных частей двигателя.

Когда эта нагретая охлаждающая жидкость покидает блок двигателя, она возвращается обратно в радиатор по резиновому шлангу. Автомобильный радиатор спроектирован таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности. Это достигается это за счет большого количества внутренних складок и камер. Когда горячий охладитель проходит эти «закоулки», избыточной тепло уходит через стенки радиатора. Электровентилятор или же вентилятор с ременным приводом может нагнетать более прохладный воздух через радиатор, чтобы ускорить процесс охлаждения. Во время движения автомобиля передняя часть радиатора также охлаждается внешним потоком воздуха, который поступает через решетку радиатора, поэтому не следует считать данную решетку лишь элементом дизайна. Конечно, в качестве улучшения внешнего вида данный элемент экстерьера тоже играет немало важную роль, удачным примером тому может служить автомобиль Toyota Corolla модели 2014 года, отзыв о котором мы не так давно публиковали на наших страницах, но и про основное предназначение решетки забывать нельзя, так как от нее зависит быстрота и качества охлаждения автомобиля.

Какие могут возникнуть сбои в работе радиаторной системы?

К тому времени, как перегретая охлаждающая жидкость совершит свой путь через все камеры радиатора, она должна бать достаточно холодной, чтобы сделать повторное путешествие в блок двигателя. Однако, если поток охлаждающей жидкости будет уменьшен из-за засорения или протечки, блок двигателя не получит должного охлаждения, а оставшаяся жидкость просто напросто закипит. Вот почему поддержание полного уровня охлаждающей жидкости так важно, особенно в жаркую погоду или во время длительной поездки. Также немало важно следить за целостностью радиатора. Если вы заметите его протекание, вам следует либо попытаться запаять появившуюся брешь, либо купить новый автомобильный радиатор.

Автомобильный радиатор не содержит собственных электронных частей – специальные датчики регистрируют температуру охлаждающей жидкости на выходе из радиатора. Охлаждающая жидкость не должна быть слишком холодной, чтобы полноценно выполнить свою задачу, так что, как правило, достаточно широкий диапазон температур считается в пределах нормы. Если с радиатором что-то пойдет не так, например в нем появиться утечка или прохудиться шланг, рабочая температура автомобиля может достигнуть опасного уровня в течение нескольких минут. Прежде чем отправится на таком автомобиле на ближайшую СТО, следует дать двигателю остыть естественным образом.

Внимание! Никогда, ни при каких обстоятельствах, в случае закипания двигателя, не вздумайте охлаждать его при помощи снега или выливания ушата воды! Это может привести к тому, что раскаленные головки блока цилиндров, от резкого перепада температур деформируются и двигатель заклинит. Остывание автомобиля должно быть равномерным, помните это.

А теперь давайте узнаем пару способов как можно справиться с внезапным перегревом Вашего автомобиля.

Промо: Типология автомобильных радиаторов

История создания автомобильных радиаторов восходит к концу XIX – началу XX века

Змеевики

До тех пор, пока двигатели были небольшой мощности, излишняя теплота рассеивалась прямо от двигателя и его узлов. При увеличении мощности стали применять первые радиаторы – в виде гладкостенной медной трубы, изогнутой в виде змеевика. В 1900 году было применено наружное оребрение этого змеевика.

«Сотовые» радиаторы

При дальнейшем увеличении мощности двигателей (свыше 4 л.с.) такие простейшие радиаторы стали неэффективны, в первую очередь из-за слишком большого гидравлического сопротивления. В 1913 году появился первый пластинчатый паяный медно-латуный радиатор. Параллельно ему появилась конструкция радиатора, в которой воздух проходил по горизонтальным воздушным трубкам внутри бачка, количество этих трубок со временем становилось все больше, пока не получился сотовый радиатор, который был распространен до середины 30-х годов.

Схематичное изображение сотового радиатора

Трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные радиаторы

Сотовые радиаторы достаточно трудоемки в производстве, громоздкие и тяжелые. Основной стимул развития автомобильных теплообменников – увеличение мощности двигателей и сокращение подкапотного пространства – заставил разрабатывать более сложные конструкции. У радиаторов появляются латунные донья, куда запаиваются медные трубки, окруженные стальными пластинами (трубчато-пластинчатые медно-стальные радиаторы). Вследствие использования стальных пластин при производстве трубчато-пластинчатых радиаторов возникают множество недостатков такой конструкции – большой вес, минимальные показатели теплообмена, низкая коррозийная стойкость сердцевины, низкая вибрационная стойкость.

Фрагмент сердцевины трубчато-пластинчатого медно-стального радиатора

В дальнейшем своем развитии такие радиаторы получают медную ленту вместо стальных пластин (трубчато-пластинчатые медно-стальные радиаторы), что позволяет существенно увеличить их теплоотдачу. Такой радиатор весит гораздо меньше при значительном улучшении тепловых характеристик.

Сборные алюминиевые радиаторы

Сборные алюминиевые радиаторы стали разрабатываться в СССР во время «холодной войны». Так как медь являлась стратегическим сырьем, исследователи стали пытаться создать алюминиевые радиаторы паяной и сборной конструкции. Сборные радиаторы имеют меньшую теплоотдачу, но дешевле в производстве.

Первые попытки создания алюминиевых сборных радиаторов были предприняты на Мариупольском (Ждановском) радиаторном заводе для автомобиля ЗиС-120, но оказались не очень удачными, так как за основу была взята конструкция с плоскоовальными трубками. Плоскоовальные трубки было невероятно трудно уплотнять на торцах в месте соединения с доньями, из-за чего проект оказался очень дорогим и его скоро свернули. Радиаторов такого типа было сделано около 2 тысяч штук.

В дальнейшем создатель такого радиатора Курневич пришел к выводу, что необходимо в сборных радиаторах делать трубку круглого сечения на всю длину. К сожалению, он не успел сделать опытный образец по причине смерти, остались только чертежи, но этот проект тоже посчитали убыточным.

Идею алюминиевого сборного радиатора с круглыми трубками подхватила в дальнейшем французская фирма «Софико». Они же и получили патент на это изобретение, хотя такой радиатор впервые был изобретен в Советском Союзе!

Паяные (несборные) алюминиевые радиаторы

Первые шаги к наиболее современным теплообменникам – алюминиевым паяным радиаторам – были сделаны в 70-х года XX века. Первые радиаторы такой конструкции изначально были разработаны для автомобилей ГАЗ 3102. К сожалению, первый опыт оказался неудачным – алюминиевый паяный радиатор не справлялся теплоотдачей, особенно в городском режиме, и поэтому скоро был заменен медно-латунным. Однако причиной его слабой теплоотдачи являлось конструктивное исполнение алюминиевой ленты – ее шаг составлял примерно 8мм. Причина такой крупноячеистой конструкции сердцевины тривиальна – на заводе, выпускающем эти радиаторы, не было технологической возможности делать меньший шаг охлаждающей ленты.

Автомобиль ГАЗ 3102 (маленькая «Чайка»)

Но история автомобильных радиаторов на этом не заканчивается. Мы уверены, что нас ждет еще много открытий и инноваций в сфере автомобильных теплообменников.

Интересные разработки в области автомобильных радиаторов

Все развитие автомобильных теплообменников стремилось к увеличению теплоотдачи при сохранении габаритов и одновременном уменьшении стоимости. Темпы развития автомобильных радиаторов определялись быстрыми темпами развития автомобильных двигателей – мощности моторов росли очень быстро, и охладить его становилось все труднее.

В попытках добиться результата создавались различные интересные типы радиаторов, по каким-либо причинам не вошедших в серию. Наиболее интересные образцы представлены ниже:

— автотракторный радиатор. Интерес вызывает способ закрепления крышки бачков –крышка закрепляется при помощи болтов. Такой радиатор является ремонтопригодным, что особо важно для сельской местности.

— «безотходный» алюминиевый радиатор для автомобиля «МАЗ», разработанный Бурковым В.В. Представляет собой довольно оригинальную конструкцию; взамен охлаждающих пластин или лент фрезой на охлаждающей трубке «елочкой» нарезалось оребрение. Такой радиатор оказался довольно сложным в изготовлении и поэтому не получил широкого распространения.

— алюминиевый паяный радиатор отопителя для автобусов ЛиАЗ. Особый интерес этот радиатор вызывает в связи с использованием съемных патрубков радиатора. Такое решение скорее всего принято для унификации изделия – в условиях невозможности точно указать угол, в каком требуется зафиксировать патрубки, необходим изменяемый угол.

— алюминиевый сборный радиатор охлаждения с плоскоовальной трубкой для автомобилей PORSCHE. В то время как традиционный алюминиевый сборный радиатор имеет круглые охлаждающие трубки, радиатор с плоскоовальными трубками возвращает нас к первым попыткам создания сборного радиатора. Зачем создавать радиатор с плоскоовальными трубками? Площадь контакта набегающего потока воздуха с такой трубкой на 30% больше, чем с круглой – соответственно, и теплоотдача больше.

— радиаторы с биметаллической сердцевиной. При создании таких радиаторов использовались комбинации традиционных материалов – меди, латуни, алюминия, стали. Наиболее яркий пример – сборный радиатор с круглыми алюминиевыми охлаждающими трубками и медными пластинами.

Материалы предоставлены компанией LUZAR — производителем автомобильных радиаторов

Устройство автомобилей

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Радиатор

Назначение и устройство радиатора

Радиатор предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости потоку воздуха, т. е. он является основным теплообменным узлом системы охлаждения двигателя.
Общее устройство радиатора жидкостной системы охлаждения двигателя представлено на рисунке 3.
Более подробно устройство радиатора показано на рисунках 1 и 2.

Верхний 9 ( рис. 1,а ) и нижний 15 бачки радиатора соединены с сердцевиной 12. В верхний бачок впаяны заливная горловина 8 с пробой 7 и патрубок для подсоединения гибкого шланга, который подводит нагретую охлаждающую жидкость к радиатору.
Сбоку заливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки.
В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга 13.
К верхнему и нижнему бачкам прикреплены боковые стойки 6, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойки и пластины образуют каркас радиатора.

Основным теплообменным элементом радиатора является его сердцевина, состоящая из многочисленных трубок, соединенных в соты с помощью металлических пластин или лент. Трубки радиатора могут иметь круглое, овальное или прямоугольное сечение. При этом чем меньше площадь проходного сечения и тоньше стенка трубки, тем выше ее теплообменная способность.
Для прохода охлаждающей жидкости применяют шовные или цельнотянутые трубки из латунной ленты толщиной до 0,15 мм.

Сердцевины радиаторов автомобилей могут быть трубчато-пластинчатыми или трубчато-ленточными.
В трубчато-пластинчатых радиаторах охлаждающие трубки располагаются относительно потока воздуха в шахматном порядке в ряд или под углом ( рис. 2,а-г ). Пластины оребрения выполняются плоскими или волнистыми. Для усиления теплоотдачи на них могут быть выполнены специальные турбулизаторы в виде отогнутых просечек, которые образуют узкие и короткие воздушные каналы, расположенные под углом к потоку воздуха ( рис. 2,д ).

В трубчато-ленточных радиаторах ( рис. 2,е ) охлаждающие трубки располагаются в ряд. Ленту для решетки изготовляют из меди толщиной 0,05…0,1 мм. Для усиления теплоотдачи создают завихрения воздушного потока путем выполнения на ленте фигурных выштамповок или отогнутых просечек ( рис. 2,ж ).

В последнее время получили широкое распространение радиаторы из алюминиевого сплава, которые легче латунных и дешевле, однако их надежность и долговечность уступает радиаторам из латунных сплавов. Кроме того, латунные радиаторы проще ремонтировать при помощи пайки. Детали и элементы конструкции алюминиевых радиаторов соединяются обычно завальцовкой с применением герметизирующих материалов.

Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя патрубками и гибкими шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутами. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора без нарушения герметичности системы жидкостного охлаждения.

Пробка 7, закрывающая горловину 8 радиатора, состоит из корпуса 18 ( рис. 1,б ), парового 22 и воздушного 25 клапанов и запирающей пружины 21.

На стойке 20, с помощью которой к корпусу прикреплена запирающая пружина, установлен паровой клапан, прижатый пружиной 19. Воздушный клапан 25 прижимается пружиной 26 к седлу 27.
Плотное прилегание клапанов к седлам достигается установкой резиновых прокладок 23 и 24. При повреждении резиновых прокладок система охлаждения становится открытой и охлаждающая жидкость закипает при температуре 100 ˚С.
При исправных клапанах давление в системе несколько больше давления окружающей среды и температура кипения охлаждающей жидкости составляет 108…119 ˚С.

В случае закипания охлаждающей жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При давлении 145…160 кПа открывается паровой клапан 22, преодолевая сопротивление пружины 19. Система охлаждения сообщается с атмосферой, и пар выходит из радиатора через пароотводящую трубку 17.
После охлаждения жидкости пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение.
При давлении 1…13 кПа открывается воздушный клапан 25 и в радиатор через отверстие 28, и клапан начинает поступать воздух из атмосферы. Паровой и воздушный клапаны предотвращают возможное повреждение радиатора вследствие высокого давления, как с внешней, так и с внутренней стороны.
В случае использования в системе охлаждения расширительного бачка, клапаны могут размещаться в его пробке.

Для регулирования потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, в системе охлаждения грузовых автомобилей и автобусов, а также легковых автомобилей устаревших конструкций применяют жалюзи с приводом из кабины водителя ( рис. 1,а ).
Жалюзи изготовляются из набора вертикальных или горизонтальных пластин-створок из оцинкованного железа, которые объединены рамкой и шарнирным устройством, обеспечивающим одновременный (или групповой) поворот пластин вокруг оси. При перемещении рукоятки 4 вперед до отказа створки жалюзи полностью открываются, и воздух свободно проходит между трубками радиатора, отбирая у них излишки теплоты. Для регулирования температурного режима рукоятку привода жалюзи можно установить на фиксаторе 5 в любом промежуточном положении.
В некоторых автомобилях применяются жалюзи в виде брезентовых или кожаных штор, подпружиненных в специальном тубусе и оснащенных механизмом подъема и опускания.

Современные легковые автомобили, как правило, не оснащаются жалюзи для регулирования воздушного потока к радиатору – чаще применяются системы автоматического включения и выключения вентилятора системы охлаждения с помощью электрических или гидравлических устройств. Это позволяет повысить комфорт управления автомобилем.

Эффективность обдува сердцевины радиатора воздухом повышается за счет применения направляющего кожуха – диффузора 16, который крепится к рамке радиатора и охватывает по кругу вентилятор системы охлаждения. Диффузор направляет воздушный поток через сердцевину, исключая его движение мимо радиатора.

Особенности эксплуатации радиаторов

Поскольку радиатор изготовляют из тонкостенных трубок и пластин, он является очень нежным и хрупким устройством. Поэтому при обслуживании и ремонте необходимо бережно обращаться с радиатором, чтобы не повредить детали сердцевины, патрубки или бачки.

В летний период времени водители нередко используют в качестве охлаждающей жидкости воду – она дешевле и эффективнее участвует в процессах теплообмена благодаря физическим свойствам. Но такая экономия может привести к повреждению и даже разрушению деталей и узлов двигателя.
Не следует забывать, что антифризы уменьшают образование накипи на стенках рубашки охлаждения блока и головки блока. Кроме того, в современных автомобилях низкозамерзающие жидкости зачастую служат не только для охлаждения двигателя, но и для смазки некоторых узлов, например, подшипников жидкостного насоса системы охлаждения. Вода такие функции выполнять не может.

При использовании воды в жидкостной системе охлаждения вместо низкозамерзающих жидкостей в холодный период времени года, ее следует тщательно удалять из радиатора и рубашки охлаждения двигателя при постановке автомобиля на хранение в не отапливаемых помещениях и на открытой стоянке. В противном случае замерзшая вода (как известно, вода расширяется при замерзании) может нарушить герметичность системы, повредив стыковые соединения деталей и даже разорвать трубки сердцевины и бачки радиатора, головку блока и блок-картер двигателя.
По этой причине необходимо убедиться, что вода полностью вытекла через открытые краники на блоке и радиаторе (крышка радиатора при этом должна быть снята), а затем продуть систему несколькими оборотами коленчатого вала при помощи стартера или даже на несколько секунд запустив двигатель без охлаждающей жидкости.
Краны после слива воды из системы охлаждения лучше оставить открытыми.

Иногда вода в системе охлаждения может привести к перегреву двигателя при запуске в очень холодное время года, если в системе охлаждения предусмотрены терморегулирующие клапаны – термостаты. В период прогрева двигателя термостат закрывает допуск охлаждающей жидкости в радиатор, и направляет ее по малому кругу. В это время часть воды, находящаяся в радиаторе двигателя, патрубках и гибких шлангах, а также в радиаторе отопителя кабины, остается неподвижной и может замерзнуть, образовав ледяные пробки в различных участках большого круга, чаще всего – в трубках радиатора и патрубках.
После прогрева двигателя и открывания клапана термостата в большой круг системы охлаждения эти пробки зачастую не удается растопить из-за отсутствия циркуляции воды, и она продолжает перемещаться лишь по малому кругу, нагреваясь все сильнее. Это может привести к перегреву двигателя. В таких случаях необходимо принять меры к ликвидации ледяных пробок в системе – автомобиль срочно поставить в теплый гараж, а патрубки и трубки радиатора проливать горячей водой, пока пробки не растают. Если при этом двигатель не заглушается, следует внимательно следить за его температурой.
Избежать подобных неприятностей можно используя в системе охлаждения специальные низкозамерзающие жидкости – антифризы.

Какие бывают радиаторы?

Радиаторы охлаждения и отопления, можно поделить на две группы, первая — это медно-латунная группа, а вторая – это алюминии-пластиковая. Разделение конечно же очень условное, поскольку существует довольно много вариаций, вроде пластик + медь или медь + алюминий + пластмасса. Например, исключительно медных радиаторов не бывает, всегда присутствует латунь, медь и иногда сталь. Далеко не каждый автолюбитель знает, что радиаторы на ВАЗ «классику» имеют сердцевину сот состоящую из латунных трубок и стальных теплоотводов, и только экспортные варианты «классических» радиаторов имели медные теплоотводы, для использования машин в жарких странах.

В свою очередь алюминиевые радиаторы делятся еще на две дополнительные группы это цельнопаянные, в которых вся конструкция (бачки + сердцевина сот) или только сердцевина (соты) сплавлены между собой, тогда когда наборные радиаторы изготавливаются без применения сварки, исключительно механическим путем, методом развальцовки.

Поскольку у меди и латуни тепловая передача значительно эффективнее алюминия, такие радиаторы предпочтительней, тем более что всегда есть возможность ремонта в отдаленных от крупных городов районах (например, колхоз или ПГТ). Платой за высокое КПД почти драгоценного металла становится цена конечного продукта, которая более чем в два раза превышает алюминиевый аналог. В последнее время, многие производители переходят на использование алюминиевых радиаторов в своих авто (это дешевле), но некоторые, например японские производители, остаются верны традициям качества и по сей день выпускают медные радиаторы печек и медные радиаторы охлаждения. Там же где требуется высокое КПД радиатора, которое кстати выражается в Киловаттах, производители стараются применять только медные радиаторы, взять например грузовые автомобили MAN, SCANIA, DAFF или наши КРАЗы, КАМАЗы и т.п.

В последнее время, также набирают обороты и сочетания стальных облуженных бочков медных радиаторов, которые не идут ни в какое сравнение по долговечности с латунными, и кто бы вы думали именно «грешит»? правильно, отечественный производитель. Но если на сайтах производителя об этом честно заявлено, то на базаре, при покупке нового радиатора вы не разберетесь что к чему.

Алюминиевые радиаторы находят свое применение в легковых и грузовых автомобилях, но в виду того, что выполнены из плохопаяющихся материалов не получили широкого и профессионального обслуживания. За редкими исключениями, находятся специалисты, разработавшие свои технологии по ремонту алюминиевой части сот и пластиковых бочков, но опять таки же, технологии ремонта различаются от мастера к мастеру как техникой так и качеством. Сварка аргоном сотовой части малоэффективна, поскольку толщина сот редко превышает четверть миллиметра, поэтому основным видом такого ремонта становится пайка горелкой и работа специальными клеями.

Трудно сказать какой именно радиатор лучше, поскольку и у тех и у других есть свои достоинства и недостатки. Например, медные радиаторы и печки более эффективны, тогда когда алюминиевые изделия более дешевые и легкие (если вес машины критичен). Кроме того не стоит считать что у всех алюминиевых радиаторов низкий КПД, напротив, японские образцы (тяжело сказать как они этого добиваются) бывают в два раза тоньше и меньше по площади медного аналога производства СНГ, но в два раза эффективней. Если же говорить о китайских и отечественных производителях, то китайские алюминиевые радиаторы вообще не выдерживают никакой критики, а отечественные образцы не блещут качеством материалов и КПД.

Срок же эксплуатации радиаторов сильно зависит от таких факторов как окружающая среда использования автомобиля (у океана и моря алюминиевые радиаторы долго не живут, так же как и соль с дороги им на пользу не идет), качество используемой охлаждающей жидкости, общий побег машины и многих других. Но в целом и общем, медные радиаторы служат несколько дольше своих алюмине-пластиковых братьев, поскольку в них нет пластиковых и резиновых деталей, которые со временем пересыхают и растрескиваются.