Что такое теплообменник в автомобиле

Astra J. Теплообменник для чайников. Теория, полезные статьи. Заваривать или нет?

Статья написана мной с целью расставить все точки над "i" в вопросе теплообменников на моторах A16XER, A18XER, A16LET, A14NET.

В данной статье я "на пальцах", максимально упрощённым языком, расскажу про сам теплообменник и нужно/можно ли его удалять и заваривать каналы.

Сначала мы рассмотрим теорию работы теплообменника, а в конце статьи — нужно/можно ли его заваривать?

1. Теплообменник — для чего и зачем.

Наши теплообменники

Двигатели A16XER, A18XER, A16LET, A14NET — горячие. Температура открытия термостата 105° (!). Экология, форсирование, все дела.

Ну и пофиг, скажете Вы, ведь для масла 105° не являются чем-то критичным. Вполне рабочие температуры для современного масла.

Не всё так просто! Для понимания проблемы стоит уточнить кое-что:
Антифриз — это теплоноситель. Распределяет тепло по всему двигателю и "транспортирует" к месту, где его можно рассеять. Очень грубо (!) тепло рассеивается 4 способами: радиатор ОЖ, радиатор отопителя салона, выхлопная система, поверхность двигателя.

Масло в этом плане "мультиинструменталист". У него в двигателе много задач и перенос тепла — лишь одна из них. Но делает это оно гораздо хуже. Раза этак в 3-4. Меньше теплоёмкость и меньше теплопроводность.

Нам важно лишь то, что масло медленнее нагревается и медленнее остывает. Антифриз быстрее нагревается и быстрее остывает.

Это и порождает проблему. Термостат открывается на 105°, масло в этот момент продолжает нагреваться. К моменту, когда ситуацию удаётся развернуть вспять — масло может нагреться и до 115° и до 120°. Ничто не происходит моментально, на всё нужно время.

Но это ещё не всё. Есть же ещё повышенная нагрузка на двигатель. Например серия резких разгонов, подъём в гору и т.п. В общем ситуация, когда за короткий промежуток времени выделяется огромное количество тепла от сгораемого топлива. При таком раскладе температура масла может доходить и до 140°-150°. Нет запаса по температуре в отличие от "холодных" термостатов.

Ещё на двигателях A16XER A18XER, A16LET, A14NET нет датчика температуры масла. Мы видим только температуру антифриза. Но уверяю Вас, масло при интенсивных резких нагрузках гораздо горячее антифриза.

Инженеры для наших горячих моторов придумали 2 решения:
а) Теплообменник. Узел, где масло сможет эффективно отдавать тепло антифризу. Это по сути радиатор, в котором происходит интенсивный теплообмен между маслом и ОЖ.

При прогреве двигателя антифриз нагревает масло (что полезно — оно быстрее выходит на рабочую температуру), а при нагрузке отводит тепло, не позволяя ему перегреваться до критических значений.

б) Принудительное открытие термостата. В ЭБУ заложены алгоритмы, при которых термостат открывается раньше, чтобы иметь запас по охлаждению. Думаю вы уже поняли, что часть этих алгоритмов — высокие обороты и нагрузка на двигатель.

Кстати, на спортивных авто термостаты открываются и на 68°. Понятно почему? Большие нагрузки — нужен больше запас для охлаждения, потому что температура будет быстро расти и за ней нужно поспеть. Можно это сравнить с углами опережения зажигания.

И даже это не решает проблему окончательно. Даже при таких мерах масло может нагреваться до 130°.

Итак, мы разобрались для чего нужен теплообменник на наших моторах.

2. Заваривать теплообменник или нет?

Зная первую часть, мы можем здраво рассуждать по поводу второй части.

Давайте сразу обозначим один момент:
Если корректно говорить, то теплообменник — это собственно сам радиатор, который удаляется при заваривании. Остальное — корпус масляного фильтра с подводом каналов антифриза и масла.

Предположим, вы выкинули теплообменник и заварили каналы. Что происходит с температурой?

А вот что: мотор как был горячим, так им и остался. Но вы по сути сделали из системы охлаждения калеку. С этого момента нет места, где масло может эффективно отдавать тепло. Масло начинает испытывать ещё более высокие температурные нагрузки в определённых режимах работы двигателя.

Самое плохое в этом то, что это приводит к локальным перегревам узлов внутри двигателя. Масло не может охладить детали до температуры ниже, чем у него самого. При этом у масла происходит серьёзная просадка вязкости, оно быстрее деградирует и теряет свои свойства.

Что же делать? Ну, многие уже давно догадались до решения — нужно понизить температуру двигателя, создать запас "прочности" для системы охлаждения. Этакий буфер.

Меняем термостат на "холодный", прошиваем температуру включения вентилятора — всё, мы нивелировали отсутствие теплообменника. Плюс снизили нагрузку со всех резинотехнических изделий в двигателе.

Если этого не делать (не снижать температуру при удалении теплообменника), то по сути вы просто нанесли своему двигателю ущерб в угоду собственному покою по поводу течи из под 1 прокладки (я согласен, что сам узел собран через жопу и подвержен таким течам). Пиррова победа.

Вы однозначно снизите абсолютный ресурс работы двигателя. Коварство ситуации в том, что ущерб этот не виден на коротких дистанциях и развивается на протяжении десятков тысяч километров.

Частично скомпенсировать эту ситуацию можно частой заменой масла и внимательным отношением ко всем узлам автомобиля.

3. Разбор спорных моментов

3.1 НИРАБОТАЕТ

Некоторые считают, что теплообменник на наших моторах вообще не выполняет свою функцию, так как находится между ГБЦ и выпускным коллектором, а он очень горячий.

а) Во-первых не просто так радиатор развернут к ГБЦ. Между радиатором и выпуском находится корпус масляного фильтра. Плюс воздушная прослойка, а не прямой контакт поверхностей.
б) Во-вторых масло и антифриз двигаются под давлением и постоянно циркулируют, не задерживаясь в теплообменнике. Это не кастрюля на плите.

И ещё хочу отметить, что это не сумрачный гений инженеров GM. Двигатели A16XER, A18XER, A16LET, A14NET — это не с нуля спроектированные двигатели. Это глубоко модернизированные движки родом из 80-90х годов двадцатого века.

Такое расположение выпуска, каналов масла и ОЖ — наследство, эволюционные особенности. А это всегда накладывает свои ограничения, что привело к такому расположению теплообменника.

3.2 Как заваривать

Тут я полностью на стороне камрадов dimm33 (тык) и morfiche (тык). Заваривать только трубками и т.п., не заужая пропускную способность масляного канала. Никаких пластин вплотную.

Как устроена циркуляция масла и ОЖ в корпусе масляного фильтра. Спасибо камраду dimm33 за картинку

Не рискуйте системой смазки, вы же хотите как лучше, удаляя теплообменник, верно?

4. Заключение

Я вижу картину так:
а) Идеальное решение — понижение температуры двигателя путём замены на холодный термос+прошивка при сохранении теплообменника. Но это для тех, кто хочет грамотной работы двигателя, а не мелочной экономии на 1 прокладке.

UPD: Камрад Vlad-2015 дал так же информацию по замене штатного радиатора на комплектациях с МКПП на радиатор большей площади (от комплектации с АКПП) — как более эффективного в плане рассеивания тепла. Речь про мотор A16XER.

б) Два хороших решения — своевременная замена масла (5-7.5 ткм) на исправной системе ОЖ. Никаких вязких масел. Выше вязкость — хуже охлаждение маслом.

КартинкО

И удаление теплообменника с заменой термостата на холодный+прошивка.

в) Плохое решение — удаление теплообменника без понижения температуры. Хотя бы часто меняйте масло.

Для чего нужен теплообменник на автомобиле?

Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла).

Как понять что сломался теплообменник?

Как определить неисправность

• датчик теплообменника неверно передает температуру;
• замечены резкие перепады давления на входе одного контура, возможно выделение жидкости из теплообменника;
• внутреннее смешивание жидкостей, которые принимают участие в теплообмене.

Что будет если течет теплообменник?

Кроме неприятного запаха, течь теплообменника грозит еще множеством серьёзных проблем, например: перегревом двигателя, что в свою очередь может привести как к дорогостоящему ремонту, так и к полной замене двигателя. Возможен даже пожар из-за попадания масла на систему выпуска.

Где стоит теплообменник?

Теплообменник конструктивно располагается в корпусе масляного фильтра – вблизи от выпускного коллектора, который постоянно нагревается до высокой температуры и охлаждается до температуры окружающей среды (при выключенном двигателе). Уплотнительные элементы теплообменника бывают резиновыми и резиново-металлическими.

Для чего нужен теплообменник на масляном фильтре?

Пластинчатый теплообменник.

Тепло от масла через пластины передается охлаждающей жидкости, за счет чего и обеспечивается поддержание температуры масла на необходимом уровне. Пластинчатый ЖМТ монтируется на блок двигателя, при этом теплообменник отделен от масляных фильтров и оснащается только перепускным клапаном.

Что такое теплообменник на Опель Астра?

В машинах фирмы Opel различных модификаций довольно часто устанавливаются двигатели Z16XER и Z18XER. У таких моторов есть теплообменник, который также часто называют маслоохладителем. В этой части происходит охлаждение моторного масла. В качестве рабочей среды используется антифриз.

Почему выходит из строя теплообменник?

Причины поломок теплообменника:

возникновение трещины на поверхности из-за давления, слишком резкого перепада температур и теплового перенапряжения; в самом обменнике тепла используются некачественные детали; плохо очищается теплоноситель.

Что будет если не менять прокладки теплообменника?

Значит приведет к тому, что охлаждать систему будет уже не так хорошо, это может привести к перегреву мотора! Вентиляторы постоянно будут включаться. Помпа может поломаться от этого, оборваться ремень ГРМ, а в следствии — загнет клапана! лучше поменяйте запчасть, чем потом отдавать деньги на более дорогостоящий ремонт.

Как устранить течь радиатора газовой колонки?

Как устранить течь?

1. Перекрываем водопроводные трубы, чтобы в колонку не поступала вода. …
2. Вооружившись наждачкой, зачищаем поврежденные участки. …
3. Берем паяльник с припоем, который можно использовать при температуре выше 180 градусов (мощность паяльника должна быть не меньше 100 Вт).

Сколько стоит замена прокладки теплообменника?

В профилактических целях прокладки теплообменника рекомендуется менять каждые 100 000 км. Стоимость запчастей ориентировочно составит 4 000 руб. Стоимость работ ориентировочно составит 5 000 руб. + мойка 200 руб.

Какую функцию выполняет теплообменник?

Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него.

Сколько стоит поменять теплообменник?

Стоимость замены теплообменника складывается из стоимости проекта реконструкции ИТП на первом этапе (от 20 до 40 тр), стоимости оборудования (от 50 до 350 тр) и стоимости монтажа (от 50 до 150 тр).

✅ Что такое теплообменник в автомобиле – tractoramtz.ru

Охлаждение смазочного масла посредством масляных теплообменников является более прогрессивным направлением. Применяются они как на дизельных, так и на бензиновых двигателях (примером может служить двигатели ЗМЗ 409 и ЗМЗ 514). В жидкостно-масляных теплообменниках (ЖМТ) охлаждение масла осуществляется промежуточным теплоносителем — жидкостью, непосредственно из системы охлаждения двигателя. Такие системы охлаждения масла двигателя обладают рядом преимуществ по сравнению с системой охлаждения воздушным радиатором, что и объясняет их широкое применение на зарубежной технике.

Преимущества ЖМТ по сравнению с радиатором

. Как правило, снижаются габариты и масса смазочной системы;
2
. Обеспечивается интенсивный прогрев масла после запуска двигателя;
3
. Ввиду малого гидравлического сопротивления теплообменника не требуется клапан для перепуска масла;
4
. Благодаря незначительному изменению теплового состояния системы охлаждения обеспечивается стабильная температура масла в двигателе и оно предохраняется от переохлаждения при зимней эксплуатации;
5
. В результате быстрого прогрева масла после запуска двигателя, поддержания его стабильной температуры в смазочной системе уменьшается количество низкотемпературных осадков (отложений) в масле, что способствует уменьшению износа деталей двигателя;
6
. Исключается применение длинных трубопроводов, поскольку теплообменники расположены на блоке двигателя или встроены в рубашку охлаждения;
7
. Не требуется отключать теплообменник при эксплуатации в зимний период, так как исключается воздействие низких температур окружающей среды;
8
. Исключается отрицательное воздействие смазочного масла на радиатор охлаждения двигателя, что имеет место при аварийном истечении масла из масляного радиатора при установке его в воздушном тракте;
9
. Упрощается обслуживание системы охлаждения при эксплуатации из-за более свободного доступа для очистки внешних поверхностей радиатора охлаждения двигателя.
10
. Не снижается давление в масляной магистрали, как при использовании масляного радиатора.
11
. При предпусковом прогреве двигателя зимой с помощью тена встроенного в систему охлаждения, прогревается и масло в масляном фильтре, что хорошо сказывается на первых секундах пуска.

Все это увеличит ресурс мотора и масла, т.к. оно будет работать в более стабильном температурном режиме. Ведь известно, что под нагрузкой масло горячее ОЖ на 20-30 и более градусов, т.к. оно непосредственно разбрызгивается на горячие детали двигателя (поршни, цилиндры) и охлаждает их. А сверх нормы горячее масло становится более жидким и хуже смазывает детали, что грозит их повышенным износом и даже прихватом, и быстро теряет свои свойства (стареет).

Зачем нужно менять прокладки теплообменника на некоторых двигателях автомобилей Opel

В машинах фирмы Opel различных модификаций довольно часто устанавливаются двигатели Z16XER и Z18XER. У таких моторов есть теплообменник, который также часто называют маслоохладителем. В этой части происходит охлаждение моторного масла. В качестве рабочей среды используется антифриз. Теплообменники устанавливаются под выпускным коллектором на корпусе масляного фильтра. Естественно в этом маслоохладителе есть прокладки и уплотнительные кольца. Со временем под воздействием высоких температур происходит разрушение прокладок и уплотнительных колец. В этом случае возможно протекание масла на корпус двигателя, а также непосредственно в систему охлаждения машины.

Довольно часто масло попадает в антифриз, из-за чего образуется эмульсия, которая может сильно засорить систему охлаждения авто. Это в свою очередь может вывести из строя помпу, термостат, патрубки и расширительный бачок. Эмульсия оседает на внутренней части цилиндров и серьезно разъедает патрубки. В таком случае приходится осуществлять более дорогостоящий ремонт двигателя автомобиля. Для того чтобы сэкономить средства, а также время на ремонтные работы, необходимо своевременно проверять в каком состоянии находится антифриз в расширительном бачке машины, а также устанавливать наличие масляных потеков на двигателе, конкретно в месте расположения маслоохладителя.

Замену прокладок теплообменника осуществляют в тех случаях, когда:

• расширительный бачок существенно потемнел;
• потемнела жидкость в расширительном бачке (или же на ней появились масляные пятна);
• ощущается запах масла в салоне при включенном двигателе;
• непосредственно под маслоохладителем видны потеки и масляные пятна.

Необходимо знать одно важное обстоятельство. Когда двигатель автомобиля работает уже достаточно давно и пробег его составляет более 150.000 километров, то масло может попадать в бачок даже после смены прокладок теплообменника. Это связано с тем, что когда двигатель отработал большой ресурс, сложно понять, откуда протекает масло и попадает в антифриз. Часто эта проблема решается заменой прокладок масляного насоса.

Стоимость работ по замене прокладок в маслоохладителе различных типов автомобилей Opel можно найти и заказа в нашем сервисе:

Воздушка или водянка

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Слив масла из систем, заправленных аммиаком

В аммиачных системах для смазки компрессоров применяется несмешиваемое масло. Оно тяжелее аммиака и оседает на дне отделителя жидкости, в результате чего по линии всасывания уже не может вернуться в компрессор. Таким образом, в подобных системах предусмотрен слив масла из отделителя жидкости в маслоприемник. Для этого перекрываются запорные вентили и открывается линия горячего пара. При этом увеличивается давление, и холодное масло начинает нагреваться. Далее через сливной кран происходит слив масла в маслоприемник, перед выходом аммиака кран быстро перекрывается. Также необходимо предусмотреть установку запорного вентиля между клапаном и маслоприемником. Перед сливом масла он открывается и по окончании процесса перекрывается. Не лишним будет во время процедуры слива масла придерживаться мер предосторожности.

Принцип работы

Главный элемент теплообмена – жидкость. Жидкости перемещаются в противотоке по каналам, созданным благодаря гофрированным пластинам, которые образуют каналы. Пристенный гофрированный слой, из-за высокой скорости потока начинает набирать турбулентность. Каждая среда продвигается по одной пластине, но с разных ее сторон, во избежание смешения. Все пластины теплообменника одинаковые, и установить их так же просто, как и сварной теплообменник. Благодаря этому приспособление образует некий пакет, в котором находятся 4 коллектора, они предназначены для ввода и отвода различных сред. В теплообмене принимают участие все пластины за исключением крайних (первой и последней).

Имея даже самые низкие показатели гидравлического сопротивления, теплоотдачу можно увеличить при помощи тонкого потока и турбулентности. При этом и турбулентность, и тонкий поток очищают пластины от нежелательных и даже самых устойчивых налетов.

Теплообменник или как понять, что антифриз попал в масло!

Теплообменник

— это техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры.

Скажем сразу откровенно слабое место всех современных двигателей!

Перемешивание моторной смазки с охлаждающей жидкостью двигателя – неисправность критическая, требующая немедленного вмешательства и устранения. Другими словами, эксплуатировать машину нельзя, только ремонтировать. Хоть и нечасто, но такая проблема встречается на новых и подержанных автомобилях. Чтобы избежать дорогостоящих ремонтов, хозяин авто должен четко представлять порядок своих действий, когда обнаружено масло в антифризе.

Система охлаждения силового агрегата представляет собой сеть каналов, проходящих через блок и головку цилиндров. Она герметична и потому работает под давлением, возникающим в результате нагрева и расширения жидкости. Система смазки имеет похожее строение, только каналы более узкие, а давление создает масляный насос.

Крайне важно следить за уровнями и состоянием технических жидкостей, масла и антифриза.

Существует несколько причин, по которым происходит смешивание двух разных жидкостей:

1. В автомобилях с современными и сложными двигателями присутствует элемент охлаждения моторной смазки – масляный радиатор или по другому ТЕПЛООБМЕННИК. В нем и случается перемешивание антифриза с маслом в результате пробоя прокладок.
2. Прокладка между головкой и блоком цилиндров – слабое место любого мотора. Когда в ней возникает мельчайшая трещина, жидкость с более высоким давлением проникает в «чужую» систему. Как правило, масло поступает в антифриз, потому что масляный насос «давит» сильнее, нежели помпа. Хотя случается и взаимное проникновение.
3. Трещины в металле самой ГБЦ.

Как определить попадание смазки в антифриз:

• из-за ухудшения охлаждающих свойств антифриза двигатель начинает сильнее греться, чаще срабатывает электрический вентилятор;
• уровень масла постепенно снижается, а тосола – повышается (заметить довольно сложно);
• крыльчатка помпы взбивает масляно-водяную смесь, превращая ее в густую белую эмульсию, засоряющую фильтр, отчего падает давление моторной смазки;
• снаружи на блоке либо корпусе теплообменника видны потеки, берущие начало возле прокладки (появляются не всегда);
• масло в расширительном бачке меняет цвет и консистенцию охлаждающей жидкости.

Как правило, беда не приходит одна. Тосол, попавший в поддон картера, может создать серьезные проблемы: в лучшем случае эмульсия засорит смазывающие каналы и фильтр. При худшем раскладе коленчатый вал провернет вкладыши (подшипники скольжения) в результате масляного голодания. Дорогостоящий ремонт обеспечен.

Признак поломки хорошо заметен – из выхлопной трубы валит белый дым в большом количестве, а мощность мотора резко падает.

Когда подобная проблема возникает на машине, оборудованной теплообменником – охладителем моторной смазки, возникают затруднения с самостоятельной диагностикой неисправности. Если внешние признаки в виде потеков отсутствуют, то после выявления эмульсии в расширительном бачке срочно обращайтесь в наш автотехцентр, мы проведем замену прокладок теплообменника и промоем масляную и охлаждающую системы.

На автомобилях марок GM теплообменник расположен за коллектором, и постоянно подвержен сильному нагреву, из-за этого прокладки дубеют и начинается течь масла!

Все современные моторы теплонагруженные, рабочая температура моторов достигает 103-105С, а у некоторых моторов еще выше. Детонация ДВС, высохшие пластиковые трубки, дубовые резиновые прокладки и преждевременное окисление масла являются платой за экологичность.

Теплообменник двигателя

Каждый двигатель в современной машине оборудован турбокомпрессорами, которые не работают вне определенного температурного интервала. Это относится ко всем системам в автомобиле, которые содействуют работе мотора. При существенном понижении температур дизельное топливо становится густым, что значительно усложняет не только запуск самого двигателя, но работу двигателя в целом. Существуют ситуации прямо противоположные – слишком активная деятельность двигателя при отсутствии охлаждения или отвода тепла. В таких ситуациях возможен значительный перегрев двигателя, что также негативно сказывается на агрегате. Естественно, что риск неблагоприятных последствий возрастает в десятки раз при систематическом и длительном перегреве. Большинство таких случаев заканчивается полным ремонтом, начиная с этапа замены гильз и поршней и заканчивая заменой других деталей.
На современных легковых автомобилях чаще всего применяются так называемые жидкостные системы охлаждения. Это закрытые системы охлаждения, имеющие низкий уровень шума, но обеспечивающие равномерное охлаждение. В целом же за поддержание оптимальной температуры двигателя отвечают следующие детали системы охлаждения:

• радиатор с жидкостью, которая непосредственно охлаждает;
• масляный радиатор;
• теплообменник;
• водяная помпа (действует по принципу забора тепла от деталей);
• термостат (регулирует направление движения жидкости, которая производит охлаждение) и др.

Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла). Это является основной проблемой при нагреве моторного масла, так как в итоге ведет к поломке мотора.

Во избежание такого рода неприятных ситуаций, ведущих к поломке, масло также нуждается в постоянном охлаждении. Если подвергнуть тщательному анализу весь процесс изменения температуры масла на протяжении всего цикла, то заметим, что после забора масло поступает в теплообменник именно для охлаждения и только затем вновь отправляется для того, чтобы произвести смазку и охлаждение дизельного двигателя.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower H3). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений.1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.
Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower H3). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений.1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления».1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя Hyundai Solaris первого поколения. Термостат стоит на выходе из радиатора, а расширительный бачок размещен прямо на радиаторе и выполнен по схеме «без давления».1 — отводящий шланг радиатора; 2 — шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 — крышка термостата; 4 — шланг, соединяющий расширительный бачок; 5 — пробка заливной горловины; 6 — подводящий шланг радиатора; 7 — радиатор; 8 — расширительный бачок.

Система охлаждения восьмиклапанного двигателя Лады Гранты. Термостат стоит перед радиатором. Расширительный бачок циркуляционного типа находится под давлением, имеет герметичную пробку. Через него постоянно проходит охлаждающая жидкость.1 — расширительный бачок; 2 — пароотводящий шланг радиатора системы охлаждения; 3 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — корпус термостата; 6 — вентилятор; 7 — головка блока цилиндров; 8 — радиатор системы охлаждения; 9 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 10 — насос охлаждающей жидкости; 11 — блок цилиндров; 12 — подводящая труба насоса; 13 — отводящий шланг радиатора отопителя; 14 — радиатор отопителя; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — наливной шланг.

Система охлаждения восьмиклапанного двигателя Лады Гранты. Термостат стоит перед радиатором. Расширительный бачок циркуляционного типа находится под давлением, имеет герметичную пробку. Через него постоянно проходит охлаждающая жидкость.1 — расширительный бачок; 2 — пароотводящий шланг радиатора системы охлаждения; 3 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — корпус термостата; 6 — вентилятор; 7 — головка блока цилиндров; 8 — радиатор системы охлаждения; 9 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 10 — насос охлаждающей жидкости; 11 — блок цилиндров; 12 — подводящая труба насоса; 13 — отводящий шланг радиатора отопителя; 14 — радиатор отопителя; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — наливной шланг.

Применяемость масляных теплообменников на автомобилях КАМАЗ

ЖМТ устанавливаются только на дизельные двигатели КАМАЗ 740 различных модификаций экологических классов Евро-2, 3 и 4. Сегодня используется два типа теплообменников:

• Каталожный номер 740.11-1013200 — короткая модификация;
• Каталожный номер 740.20-1013200 — длинная модификация.

Отличие данных деталей заключается в конструкции коллекторов и, следовательно, в способе подключения к системе охлаждения. В коротком ЖМТ отводящий коллектор имеет только привалочную поверхность на торце для присоединения патрубка с помощью болтов или шпилек. Теплообменники с таким коллектором являются универсальными, они подходят для большинства КАМАЗовских двигателей различных экологических классов. В длинном ЖМТ на отводящем коллекторе расположен патрубок для присоединения шланга с фиксацией металлическом хомутом. В остальном обе детали идентичны и могут присоединяться к стандартным сборкам фильтров.

Минусы ЖМТ

. ЖМТ обладает меньшей эффективностью по сравнению с воздушно-масляным радиатором. Эффективность ЖМТ во многом зависит от температуры охлаждающей жидкости, подаваемой на охлаждение масла, а значит, от разности температур между температурой жидкости и масла. Эта разность при использовании ЖМТ незначительна и составляет 5…7 °С. При таком перепаде температур применение ЖМТ может быть оправдано только в случае его высокой теплоотдачи, иначе необходимая поверхность охлаждения и габариты будут весьма значительными.
2
. Нарушение герметичности ЖМТ может привести к проникновению масла в охлаждающую жидкость и замасливанию рубашки охлаждения, а следовательно, к нарушению работоспособности как смазочной системы, так и системы охлаждения и отказу двигателя.

Виды теплообменных аппаратов

Теплообменные аппараты подразделяются на несколько групп в зависимости от:

• типа взаимодействия сред (поверхностные и смесительные);
• типа передачи тепла (рекуперативные и регенеративные);
• типа конструкции;
• направления движения теплоносителя и теплопотребителя (одноходовые и многоходовые).

Наиболее наглядно классификация теплообменных аппаратов представлена на следующем изображении (если нужно увеличить картинку, то просто кликните по ней):

Рис. 1. Виды устройств теплообменников в зависимости от принципа работы

По типу взаимодействия сред

Поверхностные

Теплообменные аппараты данного вида подразумевают, что среды (теплоноситель и теплопотребитель) между собой не смешиваются, а теплопередача происходит через контактную поверхность – пластины в пластинчатых теплообменниках или трубки в кожухотрубных.

Смесительные

Кроме поверхностных теплообменников используются агрегаты, в основе эксплуатации которых лежит непосредственный контакт двух веществ.

Наиболее известным вариантом смесительных теплообменников являются градирни:

Рис. 2. Градирни – один из видов смесительных ТО

Градирни используются в промышленности для охлаждения больших объемов жидкости (воды) направленным потоком воздуха.

К смесительным теплообменникам относятся:

• паровые барботеры;
• сопловые подогреватели;
• градирни;
• барометрические конденсаторы.

По типу передачи тепла

Рекуперативные

В данном виде устройств теплопередача происходит непрерывно через контактную поверхность. Примером такого теплообменного аппарата является пластинчатый разборный теплообменник.

Регенеративные

Отличаются от рекуператоров тем, что движение теплоносителя и теплопотребителя имеют периодический характер. Основная область применения таких установок – охлаждение и нагрев воздушных масс.

Установки с подобным типом действия нужны в многоэтажных офисных зданиях, когда теплый отработанный воздух выходит из здания, но его энергию передают свежему входящему потоку.

Частота промывки системы охлаждения

Четких правил не прописано нигде. Но нужно учитывать, что в исправной машине – легковой, грузовике смешивания масла и антифриза не происходит – 2 жидкости герметичны и функционируют отдельно.

Но иногда масло попадает в охлаждающую систему (поломка либо владелец залил нечаянно – неважно) и требуется срочно предпринять необходимые действия по устранению проблемы. Если проигнорировать, ситуация приведет к следующим последствиям:

• износ подшипников, поскольку на детали негативно воздействует агрессивная среда;
• риск заклинивания дизельного двигателя, вода проникает в цилиндры и вызывает гидроудар;
• загрязнение магистрали и патрубков охлаждающей системы, вследствие чего последняя перестает функционировать.

Как снять и разобрать

Для проведения планового технического обслуживания или устранения дефекта ЖМТ необходимо демонтировать. Снять теплообменник на КамАЗе своими руками трудно, но возможно. Для этого необходимо демонтировать узлы, мешающие свободному доступу к устройству. Затем отсоединяются водяные патрубки и только после этого масляные. Все отверстия на двигателе закрывают чистой ветошью, чтобы в полости не попала грязь.

Разборка теплообменника предполагает демонтаж сердцевины для последующей чистки или устранения возникших дефектов. После демонтажа обязательно снимите, а если не получится, соскоблите с фланцев старые паронитовые прокладки. Необходимо помнить, что в трубках может остаться тосол, а в корпусе остатки масла. Снятый теплообменник осматривается на предмет наличия трещин, загрязненности поверхности охлаждения.

В связи с тем, что корпус ЖМТ выполнен из алюминия, применять при демонтаже молоток не рекомендуется.

Ремонт

Основными неисправностями теплообменника являются потеря герметичности трубного пучка и снижение мощности устройства из-за заиливания проточной части одной или обеих полостей. При таких поломках работоспособность устройства восстанавливается путем чистки, сварки или глушением трубок. Однако порой возникают дефекты, когда их устранение нецелесообразно. В такой ситуации проводят агрегатную замену ЖМТ.

В большинстве случаев течь в трубной системе происходит в районе крепления теплообменных трубок к торцевым фланцам. Признаками течи является появление масляной суспензии в системе охлаждения двигателя. Места выявленных дефектов запаиваются. Если же свищ появился в самой трубке, то ее глушат. Допускается вывод из действия не более 10% охлаждающих элементов. После устранения неисправности теплообменник опрессовывают, проверяя тем самым качество выполненных работ.

Очистку трубок от накипи проводят в большинстве случаев механическим способом при помощи шарошки или специальных винтовых насадок, устанавливаемых в дрель. При невозможности очистить ЖМТ таким способом, проводят химическую промывку при помощи моющих жидкостей. Для этого применяют 5% водный раствор соляной кислоты. Сердцевину замачивают в нем и оставляют в таком состоянии на 30-40 минут. После этого деталь тщательно промывают в 3% растворе бикарбоната натрия.

Очистку проводят до тех пор, пока грязь не удалится. После этого сердцевина промывается горячей водой и хорошо просушивается (продувается воздухом).

Многие водители считают, что при потере герметичности устройства или неплотности трубок теплообменник нужно заменить на исправный, т.к. через некоторое время этот же дефект возникает повторно.

Теплообменник двигателя

Каждый двигатель в современной машине оборудован турбокомпрессорами, которые не работают вне определенного температурного интервала. Это относится ко всем системам в автомобиле, которые содействуют работе мотора.

При существенном понижении температур дизельное топливо становится густым, что значительно усложняет не только запуск самого двигателя, но работу двигателя в целом. Существуют ситуации прямо противоположные – слишком активная деятельность двигателя при отсутствии охлаждения или отвода тепла. В таких ситуациях возможен значительный перегрев двигателя, что также негативно сказывается на агрегате. Естественно, что риск неблагоприятных последствий возрастает в десятки раз при систематическом и длительном перегреве. Большинство таких случаев заканчивается полным ремонтом, начиная с этапа замены гильз и поршней и заканчивая заменой других деталей.

На современных легковых автомобилях чаще всего применяются так называемые жидкостные системы охлаждения. Это закрытые системы охлаждения, имеющие низкий уровень шума, но обеспечивающие равномерное охлаждение. В целом же за поддержание оптимальной температуры двигателя отвечают следующие детали системы охлаждения:

• радиатор с жидкостью, которая непосредственно охлаждает;
• масляный радиатор;
• теплообменник;
• водяная помпа (действует по принципу забора тепла от деталей);
• термостат (регулирует направление движения жидкости, которая производит охлаждение) и др.

Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла). Это является основной проблемой при нагреве моторного масла, так как в итоге ведет к поломке мотора.

Во избежание такого рода неприятных ситуаций, ведущих к поломке, масло также нуждается в постоянном охлаждении. Если подвергнуть тщательному анализу весь процесс изменения температуры масла на протяжении всего цикла, то заметим, что после забора масло поступает в теплообменник именно для охлаждения и только затем вновь отправляется для того, чтобы произвести смазку и охлаждение дизельного двигателя.