Система охлаждения играет очень важную роль, так как именно она предотвращает перегревание двигателя автомобиля, которое неизбежно в процессе работы. Важнейшим элементом охлаждающей системы выступает радиатор, обеспечивающий эффективное охлаждение жидкости.
Система охлаждения автомобиля специально предназначена для того, чтобы охлаждать детали двигателя, которые нагреваются в процессе его работы. Современные автомобили имеют системы охлаждения, которые, помимо своей основной, выполняют целый ряд других важных функций:
Нагревают воздух в системе вентиляции, отопления и кондиционирования;
- охлаждают масло в системе смазки;
- охлаждают отработанные газы в системе рециркуляции отработанных газов;
- охлаждают рабочую жидкость в автоматической коробке передач;
- охлаждают воздух в системе турбонаддува.
На сегодняшний день существует несколько систем охлаждения двигателя: воздушная, жидкостная и комбинированная. В жидкостной системе тепло от разогретых элементов двигателя отводит поток жидкости, в воздушной системе — поток воздуха. В комбинированной системе воздушная и жидкостная системы объединяются.
Большинство современных автомобилей оборудованы жидкостной системой охлаждения, среди преимуществ которой можно выделить эффективное равномерное охлаждение. Кроме этого, жидкостная система охлаждения имеет невысокий уровень шума.
Независимо от того, какой тип двигателя имеет автомобиль - бензиновый или дизельный, конструкция систем охлаждения будет подобной. В состав системы охлаждения входят следующие элементы.
Современные двигатели внутреннего сгорания в обязательном порядке оснащаются системами охлаждения. Наиболее прогрессивным является жидкостной тип. Это связано с тем, что в блоке цилиндров ДВС температура может достигать 1800-2000 С. При этом лишь часть тепла переводится в полезную работу, а оставшуюся невостребованной тепловую энергию необходимо выводить в атмосферу.
Чтобы обеспечить правильный отвод тепла и работоспособность отдельных узлов системы, необходимо знать устройство радиатора охлаждения двигателя и других элементов, включенных в данный процесс. Если не поддерживать их в рабочем положении, то это может быстро сказаться на выходе из строя силовой установки, а также повлечет за собой дорогостоящий ремонт мотора.
Значительное повышение температурного режима в цилиндрах мотора способно приводить к геометрической деформации деталей, выгоранию смазочных материалов и искажению технологических зазоров, установленных производителем. В итоге такие события способствуют существенному возрастанию износа сопрягающихся изделий. Повышается риск заклинивания или заедания.
Важно знать, что чрезмерно нагретый мотор способствует снижению коэффициента наполнения цилиндров всех типов силовых установок, а для бензиновых движков негативное влияние сказывается в виде уменьшения детонационного сгорания топливовоздушной смеси.
Также нежелательно переохлаждение силовой установки. Слишком холодный двигатель внутреннего сгорания теряет мощностные качества из-за тепловых потерь, ведь происходят такие процессы:
- смазка становится слишком вязкой;
- повышается трение;
- определенный объем топлива конденсируется, удаляя часть смазки с боковых внутренних поверхностей;
- из-за серных соединений появляются очаги коррозии.
Принцип работы радиатора охлаждения двигателя заключается в поддержании наиболее выгодного терморежима для установки. Важно это понимать.
Разнообразие конструкций
В транспортных средствах с ДВС встречаются такие типы охлаждения, как:
- воздушная;
- на основе жидкости;
- комбинированная.
Первый тип считается устаревшим. Он использовался на стареньких «Запорожцах», шум от которых был слышен за многие километры. Блок цилиндров изготавливался ребристым (увеличенная площадь отдачи), а на него направлялся поток воздуха от вентилятора.
Жидкостные системы применяются на всех современных моторах. В качестве циркулирующих жидкостей применяются специальные растворы, например, тосол с пониженной температурой замерзания.
В комбинированных системах разводки дополняется установленным вентилятором. Он запускается автоматически.
Жидкостные системы бывают открытыми, когда в циркуляции обеспечен доступ к внешней окружающей среде за счет применения пароотводной трубки. Закрытая схема не предполагает сообщение с окружающей средой, что позволяет внутри держать давление выше атмосферного. Второй тип за счет увеличения давления повышает температуру закипания. В результате жидкость может доходить до 110-120 С.
Существует три наиболее популярных варианта перемещения ОЖ:
- Принудительный. Конструкция задействует насос, который насильно прогоняет антифриз по трубам.
- Термосифонный. Перемещение ОЖ осуществляется благодаря разнице в плотности тосола, располагающегося внутри радиатора и того, который имеется в каналах рубашки. В процессе работы теплая масса от мотора уходит в верхнюю область, перемещаясь в радиаторный бачок. Там все остывает, ее коэффициент плотности увеличивается, что позволяет ей перемещаться вниз к входящим патрубкам рубашки двигателя.
- Смешанный (комбинированный). У более перегретых элементов, например, ГБЦ снижают температуру принудительно с применением насоса, а рубашка мотора работает в термосифонном режиме.
Актуальная система
Отечественные и зарубежные системы охлаждения в подавляющем большинстве представляются закрытыми, где жидкости перемещаются принудительно. Основными их элементами служат:
- радиатор охлаждения;
- патрубки и соединительные шланги;
- рубашка (технологические каналы блока);
- водяная помпа;
- многолопастной вентилятор;
- термостат.
При работе силовой установки располагающийся антифриз в каналах рубашке получает от мотора тепло. Далее она перемещается по имеющимся каналам к радиатору, чтоб остывать, и возвращается по другим каналам обратно. Движению помогает располагающийся в системе насос, а охлаждению способствует расположенный за радиатором большой вентилятор. Интенсивность работы корректируется встроенным термостатом и своевременным автозапуском/автоостановкой вентилятора.
Долив необходимого объема антифриза осуществляется через специальную горловину в радиаторе. Также это можно делать посредством расширительного бачка. Как правило, в современных системах умещается около 6-12 л тосола. Заменить его удастся после полного слива, отвинтив крышку на блоке либо в нижней части радиаторного бачка .
Устройство и назначение радиатора системы охлаждения двигателя
Избыточное радиаторное тепло удаляется в окружающее пространство. Этому способствует его особая конструкция. Основными элементами изделия являются:
- верхний бачок;
- нижний бачок;
- сердцевина;
- элементы крепления.
Наиболее популярными материалами для изготовления радиаторов являются:
- медь;
- алюминий;
- медные сплавы;
- сплавы на основе алюминия.
Сердцевина изделия изготавливается в разном виде. Встречается трубчатый тип, бывает пластинчатый вариант, а также выпускается в сотовом виде. Чаще всего можно встретить трубчатую конструкцию. Внутри располагаются вертикальные трубки с сечением в виде овала либо круга. Они пропускаются сквозь ряды тонких пластин, установленных горизонтально. Они припаяны к обоим бачкам.
Важно знать! Присутствие пластинок способствует не только повышению жесткости конструкции, но и оказывает значительное позитивное влияние на теплоотдачу.
Предпочтительными являются трубки овального сечения. У них увеличена поверхность охлаждения, а это способствует быстрому теплообмену. Также, если случается нежелательное перемерзание жидкости, то овал лишь деформируется, а круг способен разорваться, разгерметизировав систему.
Реже встречаются пластинчатые варианты исполнения. В них ОЖ перемещается по объему, который сформирован двумя спаянными друг с другом фигурными пластинами. Нижняя торцевая часть и верхняя соединены с резервуарами. Охлаждающий воздух перемещается по внешней части пластин. Чтобы увеличить поверхность охлаждения, пластины изготовлены гофрированными. Таким образом удается скорей проводить остывание, чем у трубчатых аналогов.
Однако с пластинами больше встречаются недостатки. Они проявляются в быстром загрязнении, необходимости наличия большего числа спаянных участков, применении более тщательного ухода.
Сотовые конструкции сердцевин предполагают наличие горизонтальных круглых трубок для воздуха, которые снаружи омываются анитифризом. Для обеспечения комфортной спайки таких систем трубки развальцовываются на концах до шестиугольной формы. Такой формат обеспечивает большую, чем в аналогах охлаждающуюся поверхность.
Верхняя часть бочка, расположенного выше, оснащена припаянной горловиной. Снаружи она закрыта специальной пробкой с паровым клапаном. Также к бачку подходит небольшой патрубок, который нужно соединять с гибким шлангом. Через него подводится охлаждающая жидкость.
В нижнем бачке имеется отводящий патрубок с гибким шлангом. Для качественной фиксации использованы винтовые хомуты. Подобная конструкция позволяет иметь небольшое смещение блока относительно охладителя.
Пробка помогает изолировать систему от внешней среды. В ее конструкции присутствуют такие элементы:
- металлический корпус;
- паровой клапан;
- воздушный клапан;
- блокирующая пружина.
При возможном кипении системы охлаждения повышается уровень давления внутри всех резервуаров. По достижении определенного критического значения, которое установлено производителем, происходит открытие парового клапана, и избыточное давление стравливается в атмосферу. Это является нормальным событием.
В ином случае срабатывает воздушный клапан. После остановки автомобиля происходит охлаждение жидкости, во время которого пар конденсируется и в системе давление снижается ниже атмосферного. Избежать сдавливания трубок вовнутрь помогает впускной клапан с крышки радиатора. Он после открытия пропускает немного воздуха внутрь, обеспечивая баланс внутреннего и внешнего давления.
Компенсировать необходимый рабочий объем антифриза помогает наличие расширительного бачка. В нем должна сохраняться жидкость в установленном производителем количестве. Важно мониторить уровень жидкости в расширительной емкости.
В определенных моделях радиаторов отсутствует заливной патрубок. Добавлять антифриз до требуемого объема тогда следует через расширительный бак. Осуществляется контроль заполненности лишь на холодном моторе.
Наличие термостата
Важная роль в системе отводится также термостату. Он помогает скорей набрать нужную температуру двигателю и поддерживать ее в течение работы силовой установки.
Чаще всего их монтируют в рубашке охлаждения головки цилиндров по пути циркуляции жидкости от блока к верхнему радиаторному бачку. Применяются такие типы термостатов, которые отличаются по типу наполнителя:
- с твердым наполнителем;
- с жидким наполнителем.
В первой ситуации внутри элемента встроена медная небольшая емкость, внутренность которой заполнена наполнителем является масса из церезина и медного порошка. Верхняя часть герметизирована крышкой и отделена от емкости специальной диафрагмой. В верхней части стоит шток, оказывающий воздействие на встроенный клапан.
До повышенной температуры содержимое емкости находится в твердом виде, а клапан закрыт. Во время нагрева мотора содержимое полости плавится, с увеличением объема, воздействуя на спецдиафрагму, шток и раскрывает клапан.
Во второй ситуации в комплект термостата входит оригинальной формы цилиндр из латуни, корпус, шток и двойной клапан. Внутри полости имеется объем жидкости, которая закипает при 72-74 С. На холодном движке клапан закрыт, и тосол двигается по меньшему кругу. При нагреве обеспечивается расширение, и открытие клапана.
Меры безопасности
Водитель должен следить за температурой со своего места. Для этого у него имеется специальная шкала со стрелкой, которая должна находиться в среднем положении. Также при превышении порогового значения загорается соответствующий световой индикатор на панели приборов.
Не допускается движение со значительным превышением установленной температуры. Нужно остановиться и дождаться охлаждения жидкости. Запрещено открывать крышку на радиаторе при горячем двигателе, чтобы не получить ожог паром. Долив необходимо осуществлять лишь после полного остывания мотора.
Без необходимого объема антифриза нельзя продолжать движение. Нужно вызывать эвакуатор или буксировать авто до станции техобслуживания, чтобы не заклинил двигатель. Рекомендуем возить с собой емкость с несколькими литрами тосола, качество которого соответствует сезону года.
Биметаллическим называют прибор отопления, в конструкции которого используются одновременно два металла: сталь и алюминий. При этом биметаллический радиатор сочетает в себе все достоинства обоих металлов: обладает высокой теплоотдачей алюминия, а также прочностью, надежностью и устойчивостью к коррозии, характерной для приборов отопления, сделанных из стали.
Как устроен биметаллический радиатор отопления?
Внешне отличить биметаллический радиатор от обычного алюминиевого прибора отопления не просто даже опытному мастеру, установившему немало отопительных приборов. Выглядят они на первый взгляд абсолютно одинаково: правда, биметаллический радиатор немного тяжелее, но это вовсе не означает, что более массивный и тяжелый радиатор обязательно сделан из двух металлов.
Основное отличие кроется под внешней оболочкой, а точнее под наружными пластинами отопительного прибора, сделанными из алюминия и прикрепленными к сердечнику радиатора, изготовленному из стальных труб. Благодаря такой конструкции теплоноситель движется только по стальным трубам и не вступает в контакт с алюминием. При этом наружная оболочка прибора отопления, сделанная из алюминия, быстро нагревается при контакте с горячей сталью и эффективно передает тепло в окружающее пространство. Преобладающим при этом (так же, как и у алюминиевых радиаторов) является конвективный теплообмен.
Результатом такой конструкции являются уникальные эксплуатационные характеристики биметаллических радиаторов отопления, а именно:
Способность выдерживать эксплуатационное давление в системе отопления до 20 атм и давление опрессовки до 60 атм
Способность работать при температуре теплоносителя до 130 С.
Разумеется, в обычной автономной системе отопления подобные параметры вряд ли достижимы, да и нужды в них попросту нет, но такие эксплуатационные характеристики можно смело называть «настоящей находкой» для тех, кто решил установить в своем доме настоящее паровое отопление. Пригодятся биметаллические радиаторы и для тех, кто хочет быть абсолютно уверенным в надежности и долговечности своей системы отопления и опасается протечек.
В отопительных системах с биметаллическими радиаторами о возможных аварийных ситуациях и связанном с ними риске затопить соседей с нижних этажей можно забыть.
Как выбрать биметаллический радиатор отопления?
При выборе биметаллических радиаторов отопления нужно знать, что не все приборы отопления, на этикетке которых значатся сразу два металла, используемые в их конструкции, одинаково хороши и надежны.
Дело в том, что сегодня на рынке отопительного оборудования представлены 2 вида биметаллических радиаторов:
Приборы, сердечник которых полностью сделан из стали. Их можно условно назвать «биметаллическими на 100 %» или полностью биметаллическими
Приборы, усиленные сталью, которые можно смело называть «полубиметаллическими», в них алюминий контактирует с теплоносителем, а, значит, ни о какой устойчивости к коррозии, надежности и прочности вести речь просто не имеет смысла.
Следует отметить, что полубиметаллические радиаторы часто выдают за полнобиметаллические, продавая их практически по одной цене. Покупая такой прибор отопления, потребитель приобретает низкокачественное изделие, срок службы которого вряд ли окажется долгим.
Как избежать обмана?
Полубиметаллические радиаторы представляют собой приборы отопления, в которых сталь используется только для усиления конструкции. Обычно из нее делают вертикальные каналы, соединяющие верхний и нижний коллекторы. При этом корпус радиатора и горизонтальные каналы для движения теплоносителя изготавливаются из алюминия. Надежное соединение этих двух металлов невозможно: вертикальный канал просто устанавливается в корпусе радиатора и ничем не фиксируется.
Понятно, что при монтаже или просто при неосторожном обращении вертикальный канал может сместиться, что приведет к образованию течи.
Нередки случаи, когда недобросовестные производители делают из стали только ниппели, называя радиаторы биметаллическими приборами отопления.
Распознать обман можно с помощью простого магнита. Его достаточно поднести к радиатору и по уровню притяжения определить, где в приборе отопления есть сталь, а где ее нет. Покупать можно только те батареи отопления, в которых из стали сделаны горизонтальные коллекторы и каналы для движения теплоносителя, соединяющие их, что возможно только в полно биметаллических радиаторах.
Выбор сделан: берем полно биметаллические радиаторы!
В свою очередь полно биметаллические радиаторы бывают монолитными и секционными.
Секционные биметаллические радиаторы отопления состоят из отдельных секций, соединяемых затем в единый прибор отопления. Каждая секция изготавливается из стальной заготовки, представляющей собой две горизонтальные трубы (сердечника), соединенные между собой вертикальной трубой меньшего диаметра, залитой под давлением расплавом алюминия. В результате получается прочная и надежная конструкция из стального основани, предназначенного для движения теплоносителя, и наружного алюминиевого кожуха, эффективно передающего тепло в окружающее пространство.
При соединении секций для обеспечения герметичности прибора отопления используются различные уплотнительные прокладки.
Расстояние между сердечниками может быть разным от 20см для 120 см и более, что позволяет выпускать радиаторы различной высоты и тепловой мощности, пригодные для обогрева практически любых помещений.
При желании из отдельных секций можно собрать прибор отопления практически любой тепловой мощности.
Среди недостатков секционных биметаллических радиаторов следует назвать уязвимость соединения отдельных секций между собой, что делает невозможным их использования в отопительных системах, заполненных антифризом, а также в автономных системах с паровым отоплением. (в местах соединения секций может образоваться течь)
Секционные биметаллические радиаторы могут работать с теплоносителем, нагретым до температуры 95 С и непродолжительное время работать при нагреве теплоносителя до 115С, выдерживая давление в системе отопления до 3,5 МПа.
Монолитные биметаллические радиаторы
Более надежными и прочными являются монолитные биметаллические радиаторы, в конструкции которых нет отдельных секций. Внутри них стальные каналы, по которым движется теплоноситель, соединены с помощью сварки в единую конструкцию, залитую затем под давлением сплавом алюминия.
Благодаря такому устройству в монолитном радиаторе нет отдельных элементов или прокладок, а значит, нет места для протечек.
При этом прибор отопления обладает высокой тепловой отдачей, имеет низкую тепловую инерцию и может выдерживать, по истине, экстремальные нагрузки. В частности монолитные биметаллические радиаторы могут выдерживать давление опрессовки до 150 атм и нагрев теплоносителя до 135 С.
Высота монолитных биметаллических радиаторов также может быть различной, а их тепловая мощность зависит от геометрических размеров прибора отопления и является постоянной величиной.
Преимущества и недостатки биметаллических радиаторов отопления
Биметаллические радиаторы характеризуются высокой теплоотдачей. В среднем одна секция имеет мощность 170-190 Вт (боле точные характеристики указываются в паспорте прибор)
Биметаллические радиаторы могут монтироваться в любой системе отопления (автономной, центральной, с пластиковыми или со стальными трубами)
Приборы отопления могут иметь любые геометрические размеры, что позволяет подбирать их к любому дизайну интерьеру и устанавливать даже в ограниченном пространстве
Биметаллические радиаторы долговечны. Монолитные приборы отопления рассчитаны на срок эксплуатации не менее 25 лет
Биметаллические радиаторы имеют низкую тепловую инерцию, что позволяет использовать их в регулируемых системах отопления
Единственным недостатком биметаллических монолитных радиаторов отопления является их сравнительно высокая стоимость, а также то, что изменить мощность радиатора или уменьшить его размер, не представляется возможным.
Журнал «Движок» побывал на Производственном объединении «Авто-Радиатор» (ПОАР). Как в непростое для страны время живет и работает отечественное предприятие по производству автокомпонентов и каким видит свое будущее?
Начнем с краткой справки. ООО «ПО «Авто-Радиатор» создано в Санкт-Петербурге в 2010 году как предприятие по выпуску сборных алюминиевых радиаторов охлаждения двигателей и радиаторов отопления салона для легковых автомобилей, малотоннажных фургонов и микроавтобусов. Является официальным поставщиком на конвейеры АвтоВАЗа и GM-АвтоВАЗа. Также продукция поступает на вторичный рынок РФ и стран СНГ для всего семейства автомобилей Lada, ряда иномарок, а также семейства «Газель», автобусов ПАЗ, ЛиАЗ и других. На сегодняшний день предприятие
выпустило более 1 000 000 радиаторов.
Система менеджмента качества на предприятии соответствует требованиям ISO/TS 16949:2009. Инженеры ПОАР самостоятельно разрабатывают техническую документацию на радиаторы, полностью контролируя весь процесс создания (от мельчайших компонентов до тепло-физических характеристик самого изделия). Все уникальные решения и ноу-хау, разработанные на ПОАРе, защищены патентами полезной модели и изобретения.
На самом производстве первый участок линии — это сборка основной рабочей части (сердцевины) радиатора, где соединяются трубки и ламели. Здесь специальный станок забирает тонкую алюминиевую ленту, смотанную в рулон, а затем из нее по заданным размерам штамп вырубает ламели. Лента на 90% используется отечественная — ее поставляет компания «РУСАЛ». Станок — азиатского производства, так как подобного оборудования российская промышленность не предлагает. Вырубленные заготовки станок устанавливает вертикально, формируя их в единую «ленту-кассету», которая движется на «лоток» к оператору.
Здесь в «кассету» с ламелями вставляются заранее нарезанные под нужную длину трубки, и получается единая конструкция. Эта операция не автоматизирована — рабочий на линии устанавливает трубки вручную. Трубки закупаются импортные. Как нам рассказали в ПОАР, уже более трех лет не удается договориться об устраивающих все стороны поставках с отечественными производителями.
Следующий этап — закрепление ламелей на трубках. Сердцевина устанавливается на станок, где посредством металлических дорнов с коническими наконечниками «прошиваются» трубки будущего радиатора. Наконечник расширяет трубки, они увеличиваются в диаметре и жестко закрепляются в ламелях. Рабочая часть радиатора готова.
Изделия перемещаются на участок окончательной сборки. Здесь устанавливают донья, бачки, и поперечины. Они отечественного производства — поставки идут от предприятий из Ленобласти и Самары. Бачки и прочие компоненты (кольца, пробки, краны, гайки) используются как отечественного, так и импортного производства, в том числе и европейского.
И финальный этап — участок проверки и упаковки. Каждый радиатор тестируется на герметичность: под избыточным давлением в него нагнетается воздух и проверяется наличие утечки. Не прошедшие контроль изделия отбраковываются, остальные упаковываются в коробки. При этом каждому радиатору присваивается индивидуальный номер, содержащий все сведения об изделии — серию, дату и время производства.
Как уже было отмечено выше специалисты ПОАР самостоятельно разрабатывают новые изделия. Это позволяет контролировать и избегать ошибок уже на начальном этапе. Таким образом, удостоверившись в том, что компоненты соответствуют предъявленным требованиям, ПОАР полностью уверен в качестве выпускаемых изделий. Общее время от идеи до начала серийного производства новой модели радиатора с новыми комплектующими занимает около 10 месяцев.
Не обходится и без собственных инженерных решений. В частности, одним из новшеств, внедренным ПОАР у себя на производстве, стал геликоид. Он представляет собой спираль, которая устанавливается внутри трубок радиатора. Благодаря геликоиду поток жидкости в трубке закручивается по спирали, превращаясь из ламинарного в турбулентный. За счет этого жидкость равномерно перемешивается, не разделяясь послойно, и лучше отводит тепло. Подобная система давно применяется в различных областях техники, например на гидроэлектростанциях. В автостроении она используется для низко- и среднеоборотистых двигателей, где помпа зачастую прокачивает жидкость по системе с недостаточно высокой скоростью.
Радиаторы с геликоидом (слева) и с трубками овального сечения — современные технологии, внедренные ПОАР
В планах ПОАР — расширение ассортимента радиаторов с трубками овального сечения. Изделия такой конструкции уже освоены в серийном производстве. На сегодняшний день с технической точки зрения это наиболее эффективная конструкция. При этом в ближнесрочной перспективе расширение ассортимента таких радиаторов позволит ПОАР открыть поставки для вторичного рынка, охватив модели «Газель Next», а также ряд иномарок-«одноклассников», таких как Fiat Ducato, Peugeot Boxter, VW Crafter, MB
Sprinter, Ford Transit и др.
В 2017 году ПОАР планирует запустить в производство для вторичного рынка запчастей радиаторы для моделей Lada Vesta и Lada XRAY, а также для Renault Logan/Duster и Nissan Almera. Еще раньше, во втором полугодии 2016‑го, на предприятии начнут выпускать радиаторы для Hyundai Solaris и KIA Rio первого поколения.
Жамиль Жалалов, генеральный директор ПО «Авто-Радиатор»:
Мы — производители, а не упаковщики, и в этом наше преимущество. У нас полный контроль за качеством комплектующих и конечных изделий. Мы являемся поставщиками на конвейер и полностью соответствуем всем требованиям автопроизводителей — в этом наша гарантия.
Что касается поставок на конвейер, то сейчас радиаторы охлаждения ПОАР закрывают 100% поставок для Chevrolet Niva и Lada 4x4, а так-же около 50% поставок для Lada Priora. Что касается остальных тольяттинских моделей, то здесь, как рассказывают в ПОАР, пока очень трудно конкурировать с местным производством Valeo, снабжающим конвейер АвтоВАЗа. Тем не менее продвижение есть — на данный момент ведутся переговоры и готовится техническая документация для производства и поставки на GM-АвтоВАЗ радиатора отопителя для Chevrolet Niva. Также в этом году была отправлена первая партия радиаторов отопителя кабины на крупнейший конвейер большегрузной автомобильной техники ОАО «МАЗ».
Каков итог?
Экскурсия на ПОАР оставила о себе самые положительные впечатления. Предприятие некрупное, но очень цельное и сбалансированное. Здесь стремятся к развитию, но при этом не пытаются браться за все сразу, а предпочитают хорошо делать то, что умеют, не подводя партнеров. Понравилось стремление к импортозамещению, поиску и развитию отечественных поставщиков. Очень надеемся, что за такими предприятиями — будущее российского рынка автокомпонентов и среднего производственного бизнеса.
Сегодня радиаторы есть в каждом автомобиле, а в гиперкаре Bugatti Veyron их, например, целых десять! Мы расскажем, зачем нужна эта важная деталь, как эволюционировали радиаторы с конца XIX века по наше время, какие радиаторы следует выбирать для своего автомобиля и почему.
LUZAR
Радиатор — это устройство для рассеивания в воздухе избыточного тепла — проще говоря, воздушный теплообменник, необходимый для поддержания определённого температурного режима. Радиатор охлаждения двигателя, к примеру, состоит из верхнего и нижнего бачков, а также рабочей части, в которой и происходит охлаждение жидкости. Жидкость, поступающая в радиатор из водяной рубашки двигателя, охлаждается в нём до приемлемой температуры, после чего возвращается в двигатель. Рабочая часть радиатора изготавливается из лёгких металлов, которые имеют хорошую теплопроводность и обеспечивают эффективное охлаждение жидкости.
Как устроен радиатор?
Рабочую часть составляют плоские металлические пластины либо согнутые в гармошку ленты, которые пронизывают полые трубки, соединяющие верхний и нижний бачки. Таким образом, жидкость проходит через рабочую часть множеством потоков, в результате чего увеличивается площадь и интенсивность охлаждения. Патрубки радиатора соединяют бачки непосредственно с водяной рубашкой двигателя, а жидкость в систему охлаждения заливается через горловину, расположенную на верхнем бачке радиатора, либо через расширительный бачок, соединенный с радиатором пароотводящим шлангом. Принцип работы жидкостной системы охлаждения заключается в следующем. Водяной насос обеспечивает систему непрерывной циркуляции жидкости, благодаря чему омываются стенки цилиндров и головки блока, отводя избыточное тепло.
Нагретая жидкость направляется по патрубкам в радиатор, в котором обеспечивается рассеивание тепла в окружающую среду. После этого охлаждённая жидкость возвращается в водяную рубашку охлаждения мотора и цикл повторяется. Как правило, чтобы повысить эффективность работы системы охлаждения, перед радиатором устанавливается вентилятор, который нагнетает воздух на его поверхность и ускоряет процесс теплообмена. Обычно вентилятор имеет электропривод, который запускается автоматически по сигналу датчика температуры охлаждающей жидкости.
Какие бывают радиаторы?
В конструкции автомобиля существует несколько типов радиаторов, отличающихся по назначению:
- Радиаторы охлаждения предназначены для теплообмена охлаждающей жидкости с окружающим воздухом и поддержания оптимальной температуры двигателя
- Радиаторы отопления предназначены для теплообмена охлаждающей жидкости с воздухом внутри салона и поддержания комфортной для пассажиров температуры
- Радиаторы кондиционера обеспечивают теплообмен хладагента системы кондиционирования с окружающей средой
- Радиаторы интеркулера обеспечивают промежуточное охлаждение наддувного воздуха на турбомоторах, повышая тем самым его плотность
- Радиаторы испарителя являются часть системы кондиционирования; они нужны для расширения хладагента и, соответственно, выделения холода в салон автомобиля
- Радиаторы масла обеспечивают охлаждения моторного и/или трансмиссионного масла (с целью снижения его текучести). Бывают водо-масляные и воздушно-масляные — в зависимости от принципа отвода тепла
Кроме того, радиаторы отличаются и по типу конструкции. Существует три основных типа радиаторов:
- Алюминиевые трубчато-пластинчатые сборные, в которых рабочая часть состоит из круглых трубок, нанизанных на охлаждающие пластины, а бачки сделаны из пластика
- Алюминиевые трубчато-ленточные паяные, в которых рабочая часть состоит из трубок плоскоовального сечения и сложенной в виде гармошки ленты между ними, а бачки сделаны из пластика или алюминия
- Медно-латунные трубчато-ленточные паяные, которые отличаются от предыдущего типа использованием меди вместо алюминия, а бачки сделаны из латуни или пластика
Занимательная эволюция
Однако как современный автомобиль отличается от архаичной самобеглой коляски, так и нынешние радиаторы претерпели значительную эволюцию, чтобы превратиться в знакомую нам деталь. Mercedes 35 PS, разработанный в 1900 году, стал первым автомобилем с ячеистым радиатором, который Вильгельм Майбах запатентовал ещё в 1897 году. Его прямоугольная решётка, оснащённая 8070 ячейками с квадратным поперечным сечением 6х6 мм, увеличивала приток свежего воздуха и пропускала 9 литров воды. Кстати, 35 PS стал ещё и первым в истории «Мерседесом»: совладелец компании Daimler-Motoren-Gesellschaft Эмиль Еллинек позаимствовал для новой автомобильной марки имя… у собственной дочери. Наверное, история больше не знает случаев, когда отец не придумал имя своей дочке, а наоборот, «воспользовался» им в собственных интересах. Первые радиаторы появились вместе с первыми автомобилями ещё в конце XIX века. До тех пор, пока двигатели обладали небольшой мощностью, тепло при работе мотора рассеивалось в атмосферу непосредственно от двигателя, но растущая мощность заставила инженеров задуматься о более эффективном охлаждении.
Так появились первые радиаторы, которые, по сути, представляли собой змеевик из гнутой тонкостенной медной трубы, а на рубеже XX века его наделили рёбрами для лучшей работы. Но при дальнейшем увеличении мощности двигателей столь простые радиаторы стали неэффективны, в особенности из-за значительного гидравлического сопротивления. Поэтому в 1913 году появился первый образец пластинчатого паяного медно-латунного радиатора. Чуть позже изобрели конструкцию радиатора, в которой воздух проходил сквозь горизонтальные воздушные трубки внутри бачка.
От трубок к сотам
Количество этих трубок со временем увеличивалось и в итоге получился сотовый радиатор, который был широко распространён вплоть до середины 1930-х годов. Впрочем, были у такой конструкции и недостатки. Сотовые радиаторы довольно трудоёмки в производстве, обладают большими габаритами и массой. Непрерывный рост мощности двигателей и сокращение подкапотного пространства заставляли инженеров придумывать более сложные и компактные конструкции. К примеру, на радиаторах появляются латунные донья, в которые запаивают медные трубки, окружённые стальными пластинами.
Вследствие использования стальных пластин трубчато-пластинчатые радиаторы отличались весьма большим весом, слабым теплообменом, низкой вибрационной стойкостью и повышенной склонностью к коррозии. Как результат, вместо стальных пластин такие радиаторы получили медную ленту, что значительно повысило их теплоотдачу. К тому же, трубчато-пластинчатые медно-стальные радиаторы обладали меньшей массой, чем стальные.
Сборные алюминиевые радиаторы стали разрабатывать в СССР во время «холодной войны». Медь являлась стратегическим продуктом и конструкторы заменили её алюминием, применяя как паяные, так и сборные конструкции. Первые попытки создания алюминиевых сборных радиаторов были предприняты на Ждановском радиаторном заводе, но оказались не вполне удачными, так как за основу была взята схема с плоскоовальными трубками, которые было тяжело уплотнять на торцах в месте соединения с доньями, из-за чего проект оказался непосильно сложным и дорогим. Вскоре его закрыли, а дальнейшим развитием конструкции стал радиатор из плоскоовальных трубок с закруглёнными концами, что позволило существенно улучшить качество уплотнения.
Тогда советский изобретатель М.С. Курневич решил, что в сборных радиаторах нужно делать трубку круглого сечения на всю длину, но, к сожалению, он ушёл из жизни прежде, чем успел сделать опытный образец. В 1970-х годах появились первые образцы паяных алюминиевых радиаторов, которые, однако, весьма неудовлетворительно справлялись с теплоотдачей, особенно в городском режиме, поэтому вскоре были заменены медно-латунными. Причиной слабой теплоотдачи являлось конструктивное исполнение алюминиевой ленты, шаг которой составлял около восьми миллиметров. Увы, сделать ячейки рабочей части ещё меньше не представлялось возможным из-за ограничений оборудования на производстве радиаторов.
Не такие, как все
Можно сказать, что эволюция автомобильных радиаторов заключалась в повышении их теплоотдачи при уменьшении габаритов и стоимости. Однако при этом история знает несколько довольно интересных экземпляров, которые по тем или иным причинам так и не стали серийными. Таким был, скажем, радиатор для тракторов, на котором крышки бачков фиксировались болтами, что обеспечивало отменную ремонтопригодность. Интересен и «безотходный» алюминиевый радиатор для грузовиков КамАЗ, в котором на охлаждающих трубках с помощью фрезы «ёлочкой» нарезалось оребрение.
Или паяный алюминиевый радиатор отопителя для автобусов ЛиАЗ, который отличался съёмными патрубками в целях унификации. Немецкая компания Porsche еще в 2004 году показала образец алюминиевого сборного радиатора охлаждения с плоскоовальными трубками, у которых площадь контакта воздуха на 30% больше, чем у круглых трубок. Соответственно выше и теплоотдача такого радиатора. И только в 2014 году такие радиаторы были освоены компанией в России. Рекордсменом по количеству радиаторов является Bugatti Veyron. В процессе его разработки инженеры столкнулись с необходимостью обеспечить могучему восьмилитровому мотору W16 мощностью 1001 лошадиную силу достойное охлаждение. Ведь уникальный гиперкар должен был не только носиться со скоростью свыше 400 км/ч, но и толкаться в пробках. Получилось это лишь на шестом прототипе, когда количество радиаторов системы охлаждения выросло до… десяти. Для интереса посчитайте количество радиаторов у себя дома — у Bugatti их больше, не так ли? Ничего удивительного: Veyron с его стоимостью в два миллиона долларов стоит явно дороже вашей квартиры. Бывали даже комбинированные радиаторы охлаждения и отопления. При их создании использовались комбинации таких материалов, как медь, латунь, алюминий и сталь. В результате получался сборный радиатор с круглыми алюминиевыми охлаждающими трубками и медными пластинами — согласитесь, довольно экзотическая конструкция.
Радиатор нашего времени
Чтобы посмотреть на современные автомобильные радиаторы, мы обратились в компанию (Луганский Завод Автомобильных Радиаторов), которая является российским лидером по производству и продаже радиаторов охлаждения и отопления для отечественных автомобилей, а также активно развивает выпуск радиаторов для популярных в нашей стране импортных машин. Производятся радиаторы на двух площадках: в Санкт-Петербурге и Луганске.
Технологические возможности компании позволяют выпускать радиаторы различных типов — охлаждения и отопления, причём по различным технологиям — алюминиевые сборные трубчато-пластинчатые (технология Sophico), алюминиевые паяные трубчато-ленточные (технология Nocolok), медно-латунные трубчато-ленточные, а также радиаторы модернизированной технологии Sophico с плоскоовальными трубками. обладает собственными инженерным, конструкторским и научно-исследовательским отделами, а также испытательными лабораториями, что позволяет осуществлять полный цикл создания продукции от этапа проектирования до серийного выпуска. Вы только посмотрите, как делают эти радиаторы, как тщательно их собирают!
Применение современных технологий и использование продвинутого оборудования позволяет выпускать алюминиевые и медные радиаторы, удовлетворяющие всем мировым стандартам качества. Инженерам LUZAR удалось повысить теплоотдачу радиаторов благодаря применению пластиковых турбулизаторов в трубках. Они образуют завихрения потока охлаждающей жидкости в радиаторе, в результате чего жидкость быстрее отдаёт тепло.
В ассортименте компании имеются следующие радиаторы:
- Сборный радиатор охлаждения и отопления алюминиевой трубчато-пластинчатой конструкции
- Паяный радиатор охлаждения и отопления алюминиевой трубчато-ленточной конструкции
- Паяный радиатор охлаждения и отопления медно-латунной трубчато-ленточной конструкции
- Паяный радиатор кондиционера алюминиевой конструкции
Неоспоримые преимущества
Но почему радиаторы лучше, чем продукция конкурентов? Тут всё просто и потому убедительно. Что важнее всего для радиатора? Его теплоотдача. В радиаторах LUZAR количество трубок, толщина и оребрение как минимум не уступают характеристикам оригинальной продукции, а порой и превосходят её. LUZAR полностью соответствуют требованиям автопроизводителей, ведь они поставляются на конвейер для первичной комплектации многих автомобилей!
Гарантия на радиаторы составляет два года, а значит, с ресурсом у них всё в порядке. На заводе готовые радиаторы подвергают стендовым испытаниям, в которые входит вибронагрузка и соляной туман.
Учёные из Висконсинского университета в Мадисоне (США) работают над созданием радиатора, который можно будет печатать на 3D-принтере. В отличие от привычных теплообменников, он сможет похвастать максимально эффективной геометрической формой, которую сегодня невозможно реализовать из-за ограничений классического заводского оборудования. Но самое любопытное, что исследователи рассматривают в качестве материала для печати… пластик. Как известно, он обладает слабой теплопроводностью, однако американцы не сдаются и надеются завоевать рынок радиаторов, добавив в пластик керамику или графен. Пока не получилось.
Некоторые автовладельцы боятся использовать неоригинальные детали, потому что иногда они не соответствуют геометрическим параметрам автомобиля и для их установки в лучшем случае требуются недюжинные усилия и запас крепких выражений. Так вот, радиаторы лишены этой проблемы — работоспособность продукции проверяется в составе узла системы охлаждения или кондиционирования в сборе. Да-да, радиатор берут и устанавливают в соответствующий автомобиль, чтобы в этом убедиться.
Выбирай с умом
В каталоге LUZAR можно подобрать подходящие радиаторы как для отечественных автомобилей, так и для большинства иномарок — например, Volkswagen, Chevrolet, Hyundai, Kia, Lexus, Mercedes-Benz, BMW, Audi и многих других. И, что особенно приятно, по вполне приемлемой цене. Что ещё нужно в наш период затяжного кризиса?
Нет, серьёзно — экономить на такой важной детали, как радиатор, мы уж точно не рекомендуем никому. Вы ведь не хотите сократить жизнь мотору своего автомобиля перегревом головки блока цилиндров или ездить зимой словно в холодильнике, потому что из «печки» никак не пойдёт тёплый воздух? Если есть возможность установить в свой автомобиль радиатор, который как минимум не хуже заводского, но обойдётся вам гораздо дешевле, грех этим не воспользоваться.
И ещё. Как известно, починить протекающий радиатор можно с помощью сырого яйца, разбив его прямо в горловину. Сварившись в кипятке, яйцо временно закупорит место утечки. Говорят, вместо яйца можно использовать чёрный молотый перец, муку или даже горчицу. А можно просто установить радиатор и забыть про эксцентричные эксперименты.
Берите на заметку!
