Все про радіатор системи охолодження двигуна

Система охолодження забезпечує оптимальну температуру роботи двигуна. Без такого «кондиціонера» автомобіль далеко не заїде: мотор без охолодження перегрівається і виходить з ладу. Для нормальної роботи потрібен адекватний тепловий режим, і інженери продумали всі дрібниці, щоб якомога ефективніше вирішити цю задачу.

Загальні поняття, призначення

В системі охолодження радіатор двигуна виконує роль основного теплообмінника: по його трубках проходить нагрітий антифриз, охолоджуючись потоком повітря. Для цієї мети радіатор розміщують в передній частині кузова, відразу за радіаторною решіткою, де можна використовувати зустрічний потік повітря від час руху. А для випадків, коли машина рухається по пробкам (повільно), за радіатором встановлюється вентилятор, що дає примусовий обдув. Таким чином, антифриз, проходячи через «стільники», охолоджується до температури 80-90°С, що забезпечує оптимальну роботу двигуна.

Схема системи охолодження двигуна

В найперших автомобілях використовувалася система охолодження з природною конвекцією: нагрітий антифриз (тоді застосовували просту воду) проходив по своєму шляху за рахунок різниці температур: більш гаряча рідина має меншу щільність, а більш холодна – велику, і за рахунок цієї різниці антифриз вільно проходив системою. Зараз, з розвитком швидкостей руху та навантажень на двигун, збільшується і потреба в охолодженні, тому антифриз циркулює за допомогою насоса, що забезпечує швидкість пересування по системі. Змінився і радіатор охолодження двигуна: крім трубок, на ньому з'явилися і ребра (пластинки) для більш якісного теплообміну. Але сам принцип залишився тим самим: гарячий антифриз надходить в верхню частину радіатора, проходить до низу, остигаючи по шляху, і знову надходить у систему охолодження.

Схема потоків рідини в радіаторі:
одноходовий (звичайний) - зліва, і триходовий (праворуч)

Види радіаторів

Радіатори відрізняються методом збору, матеріалом корпусу і додаткових компонентів.

В перших радіаторах компоненти з'єднувалися механічним шляхом. Така збірка досить дешева за собівартістю: для процесу не потрібно ні дороге устаткування, ні особливі технологічні потужності. Слабкою ланкою таких радіаторів були стики: були потрібні прокладки ущільнювачів, стійкі до антифризу і перепадів температур.

В перших моделях трубки були круглими в перерізі; недорогими, але з недостатнім коефіцієнтом тепловіддачі. Надалі радіатори стали робитися з овальних (сплюснутих) в перерізі трубок, які за рахунок більшої площі набагато краще охолоджували антифриз.

Наступне покоління радіаторів – мідні паяні, дорожчі порівняно зі збірними, але при цьому міцніші і краще віддають тепло. До того ж в зварних радіаторах не потрібні прокладки, крім місць з'єднання металевої частини з пластиковим бачком. Ще одним плюсом мідних конструкцій є можливість їх ремонтувати: пошкодження можна запаяти і використовувати радіатор далі.

У зв'язку з подорожчанням міді виробники стали використовувати більш дешевий алюміній.

Алюмінієві зварні – суцільнометалеві, із застосуванням новітніх методів зварювання, дуже міцні і надійні. Недолік такого радіатора можна побачити тільки в порівнянні з мідним: все ж таки алюміній гірше віддає тепло, але за рахунок площі охолодження нові радіатори цілком справляються з покладеним на них завданням.

В даний час практично всі випущені радіатори робляться з алюмінію, оскільки ціни на мідь ростуть, роблячи її нерентабельним матеріалом. Алюмінієві радіатори відрізняються високою міцністю, що дозволяє ставити їх в автомобілі з потужними двигунами, але при цьому дуже складно ремонтуються: аргонне зварювання, необхідне для запаювання пробоїн і тріщин, може виявитися неефективним, тому що у трубок товщина стінок менша за 1 мм.

Схема пластинчастого дворядного (зліва)
і стрічкового трирядного (праворуч) радіаторів

Конструкція радіатора

Основними елементами радіатора є бачки і сполучні трубки, що знаходяться між ними. Бачки радіатора можуть розташовуватися з боків або зверху і знизу, залежно від моделі. Антифриз надходить в радіатор зверху і, опускаючись вниз, охолоджується.

Бачки робляться як пластиковими, так і металевими. Пластик легше і дешевше, але при пошкодженні вже не ремонтується. А метал, хоч має більш високу вартість, при необхідності можна «реанімувати» –заварити або запаяти тріщину або пробитий отвір.

Конструкція радіатора: 1. Бачок радіатора. 2. Охолоджувач рідини АКПП.
3. Прокладка. 4. Радіатор системи охолодження. 5. Бічна сполучна скоба.
6. Підстава каркаса. 7. Бачок оливного радіатора. 8. Оливний радіатор.
9. Віско-муфта вентилятора. 10. Вентилятор.

Для поліпшення теплообміну між трубками розташовуються додаткові елементи – пластини (в старих моделях) або алюмінієві гофровані смужки-стрічки (в сучасних радіаторах). Саме стрічкова конструкція поєднує в собі міцність і хорошу тепловіддачу, тож більшість радіаторів виготовляються за цією технологією.

Технічні вимоги

Для нормальної роботи радіатор повинен відповідати досить високим вимогам:

• Стійкість до корозії – антифризи містять агресивні речовини, які роз'їдають метал, приводячи радіатор в непридатність (етиленгліколь з часом набуває властивостей кислоти). Чим вища якість радіатора, тим довше він буде чинити опір окисленню;
• Герметичність під тиском. При проведенні випробувань на радіатор подається тиск 15 атм., що перевищує критичні показники при перегріванні антифризу;
• Віброміцність. Вібрація – один з ворогів техніки, а в рухомому автомобілі уникнути її неможливо. Радіатор повинен зберігати цілісність при вібрації 5-35 Гц, яка може виникати при русі по розбитій дорозі і роботі двигуна в режимі високого навантаження;
• Стійкість до перепадів температур. Робочий режим радіатора варіюється від -30 до + 100°С, причому зміни температури можуть відбуватися досить швидко. І метал, і всі шви повинні без шкоди витримувати такі коливання;
• Стійкість (якість) прокладок. Всі використовувані прокладки, що контактують з охолоджувальною рідиною, виготовлені із стійких до реактивів матеріалів, що не втрачають свої властивості під впливом агресивного хімії;
• Міцність на продавлювання – опірність зовнішнім впливам, що є однією з найпоширеніших причин пошкодження радіатора.

Додаткові опції

Залежно від конструкції, радіатор системи охолодження може доповнюватися окремими відсіком для охолодження оливи АКПП – така система дозволяє ефективно використовувати обдування радіатора, виконуючи дві функції одночасно. У технічних характеристиках зазвичай вказано, призначений радіатор для додаткового охолодження трансмісійно оливи, або на АКПП доведеться встановлювати окреме охолодження.

Для автомобілів, в яких встановлений кондиціонер, потрібно підбирати відповідний радіатор: він буде трохи тоншим, а кріплення зроблені в розрахунку на дещо більшу відстань до передньої стінки.

Від чого залежить ефективність охолодження?

Система охолодження сама по собі відмінно продумана і не вимагає додаткових маніпуляцій. Термостат відстежує температуру, розподільний клапан регулює напрямок потоку охолоджувальної рідини, а розширювальний бачок перешкоджає потраплянную повітря до системи. Але в спеку, та ще й під навантаженням, двигун все одно може перегрітися, якщо охолодження недостатньо добре працює. Від чого залежить ефективність?

• Конструкція радіатора: кількість рядів, форма трубок, структура. Як правило, радіатори роблять дво- або трирядними, залежно від вільного місця в підкапотному просторі. Зрозуміло, що чим більше рядів – тим краще охолодження, але і вага, і товщина радіатора будуть відповідно більшими. Форма трубок давно вже робиться овальною (сплющеною), що забезпечує більш якісний обдув повітрям, а значить, і охолодження. І, звичайно, гофра з тонкого металу, яка допомагає відводити тепло, теж має значення: пластинчасті радіатори поступово відходять у минуле, поступаючись місцем стрічковим;
• Додаткове обдування вентилятором. «Карлсон», як його називають автолюбителі, робиться з електричним приводом, оснащеним функцією увімкнення при підвищенні температури антифризу. Таким чином, додаткове охолодження однаково ефективно працює і на заміській дорозі, і в міських заторах;
• Чистота. Встановлений в самій передній точці, радіатор збирає на себе всю зустрічну бруд: пил, дрібні камінчики, вихлоп автомобілів, що йдуть попереду водяні бризки, мух і метеликів, сухі листочки... Якщо не стежити за чистотою радіатора, шар бруду на ньому сягає пари сантиметрів , що ніяк не сприяє ефективному охолодженню. Фахівці рекомендують періодично чистити решітку радіатора від сміття самостійно або в автосервісі.

Пошкодження радіатора: причини, профілактика

Ознакою поломки радіатора є поява протікання: калюжка антифризу під машиною насторожить будь-якого водія і змусить звернутися за діагностикою. Другий дзвіночок – перегрів двигуна, що може призвести до дорогого капітального ремонту. У цих випадках винуватцем проблеми може бути не тільки радіатор, але і інші компоненти системи охолодження.

Порушення герметичності радіатора може відбутися з кількох причин:

• механічне пошкодження через аварію;
• потрапляння на радіатор камінчиків і гілок, які мають досить велике прискорення, щоб пробити з'єднувальні трубки;

• корозія металевих частин, що виникає через використання неякісного антифризу або простої води;
• протікання патрубків через ослаблення сполучних хомутів;
• розходження швів через вібрації і природне зношення;
• тріщини бачків радіатора – одна з «хвороб» пластикових деталей;
• накип і відкладення в радіаторі, які забивають трубки;

• замерзання охолоджувальної рідини всередині радіатора.

Сучасні алюмінієві радіатори практично не підлягають ремонту: запаювання їх обійдеться в ту ж суму, що і придбання нового, а значить, ремонт має сенс тільки на рідкісних або дуже дорогих моделях. В інших випадках краще дотримуватися профілактичних заходів, щоб радіатор послужив якомога довше:

• покупка якісних виробів від європейських виробників;
• використання хорошого антифризу, який не залишає нашарувань на «сотах» і в інших частинах системи охолодження;
• своєчасний долив антифризу і заміна в разі необхідності (як і інші технічні рідини, він випаровується і деградує з часом);
• підбір радіатора відповідно до технічними характеристиками автомобіля, щоб при монтажі не було перекосів, ділянок напруги і зайвої вібрації;
• установка захисту на радіаторну решітку автомобіля, що в рази знижує ймовірність попадання всередину каменів і комах;
• періодичне ТО радіатора і всієї системи охолодження.

Продовжуємо життя радіатора: промивка зовні і всередині

Найпростіший спосіб збільшити термін нормальної експлуатації радіатора – періодично прибирати бруд з зовнішніх «сот» і відкладення на внутрішніх стінках порожнин.

Для промивання системи охолодження (з попутним заміною антифризу) необхідно:

• Дочекатися повного охолодження двигуна і зниження тиску в системі охолодження.
• Злити в окрему ємність антифриз через кран в нижній частині радіатора. Стан злитої рідини буде показником забрудненості системи: якщо антифриз чистий, то і всередині немає нальоту та іржі. Якщо ж в антифризі є бруд, осад або він «неправильного» кольору – систему охолодження краще промити.
• Залити дистильовану воду (саме дистильовану, інакше замість промивання можна отримати добрячу порцію накипу!) Для більшого ефекту в воду можна додати трохи (кілька грам) некислотного засобу від накипу, спеціалізованого або навіть і побутового. Агресивні засоби від накипу можуть пошкодити пластикові частини системи, спровокувати появу корозії на металевих елементах. Завести двигун на 15-20 хвилин.
• Злити воду з миючим засобом, залити чисту воду і знову завести машину. Повторювати промивку до тих пір, поки вода, що зливається з радіатора, не стане абсолютно прозорою.
• Відкрити кришку радіатора і залити свіжий антифриз. Завести двигун, щоб усунути повітряні пробки, при цьому рівень антифризу трохи знизиться. Долити до потрібного рівня і закрити кришку.

Щоб помити радіатор зовні, його необхідно демонтувати. Зазвичай очищення проводять струменем води (не дуже сильним, щоб не пошкодити стільники), м'якою щіткою і неагресивним миючим засобом. Видаливши «шубу», що наросла на радіаторі, можна в рази поліпшити його тепловіддачу, а значить, і ефективність системи в цілому.

Якщо немає впевненості в тому, що своїми силами вдасться зняти / поставити радіатор правильно, краще довірити цю роботу майстрам на СТО.

Холодне зварювання, гірчиця і інша домашня кулінарія

Бажання заощадити може стати відмінним джерелом доходу для продавців всіляких засобів для самостійного ремонту. Історії відомі випадки, коли самостійне лагодження радіатора принесло відчутну користь, але це скоріше виключення з правил: насправді для ремонту потрібна хороша техніка, якісні матеріали та, звичайно, професійні навички.

При виявленні протікання радіатора автовласники нерідко намагаються провести ремонт власноруч, наприклад, придбаним за 50 гривень «холодним зварюванням». Є і більш екзотичні рецепти: засипати в систему охолодження суху гірчицю або тютюновий порошок, вилити туди сире яйце. Теоретично, рослинний порошок повинен набрякнути і «заклеїти» місце протікання, а яєчний білок – згорнутися від високої температури і послужити своєрідною пробкою. Судячи з результатів, такі рецепти активно поширюються тими самими майстрами, які потім пропонують послуги з прочищення і ремонту радіаторів. Адже яєчному білку ніхто не пояснює, де саме йому потрібно згорнутися, і, крім запаювання, доведеться робити ще і повну чистку.

Суха гірчиця в системі охолодження

Те ж стосується і покупних герметиків, які відрізняються від домашніх рецептів тільки ціною.

Ремонт подібними засобами, крім витраченого часу і сил, небезпечний непередбачуваними наслідками: багато матеріалів, які використовуються в якості латок, не витримують високих температур, і при нагріванні до 90-100°С стають м'якими, після чого поступово відшаровуються. Крім того, в місці ремонту залишається мікротріщини, в яких буде утворюватися корозія, а значить, розмір отвору буде поступово збільшуватися.

Який радіатор краще?

Про це запитання зламана не одна сотня копій: у кожного автолюбителя свою думку з цього приводу.

В основному вибір йде між мідно-латунними і алюмінієвими, кожен з яких має свої переваги: ​​мідь краще віддає тепло і підлягає ремонту, а алюміній легший, довговічніший і дешевший. Питання грошей часто має вирішальне значення: якщо алюмінієвий радіатор може прослужити 10-12 років (у мідного термін експлуатації на пару років менше), то немає сенсу переплачувати за більш дорогий матеріал – багато хто на одній машині стільки не їздить. З іншого боку, економити на якості теж не потрібно: китайські радіатори живуть 3-4 роки і ремонту не підлягають взагалі.

Вага радіаторів відрізняється істотно: близько 5 кг алюмінієвий проти ~ 15 кг мідного – значна різниця, особливо для малолітражних автомобілів.

З упевненістю можна сказати: краще орієнтуватися не на матеріали виготовлення, а на сумісність з автомобілем, якість і репутацію виробника. Всі сучасні радіатори виконують свої функції на «відмінно», якщо дотримуватися правил експлуатації.

Про те, як вибрати новий радіатор охолодження двигуна, читайте наш " Гід покупця".