Радиатор: основа автомобильных систем охлаждения

На любом современном автомобиле можно встретить несколько деталей для охлаждения или нагрева жидкостей и газов, используемых в различных системах - радиаторов. Все о радиаторах, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также о подборе и замене этих деталей — узнайте из данной статьи.

Что такое радиатор?

Радиатор — узел систем охлаждения различных агрегатов транспортных средств (двигателя, масла, отопителя салона, кондиционера, интеркулера и других); воздушный или жидкостный теплообменник, состоящий из ряда тонких трубок и резервуаров, обеспечивающий охлаждение протекающей жидкости набегающим потоком воздуха или жидкости.

В транспортных средствах присутствует как минимум один агрегат, требующий отвода тепла в процессе работы — двигатель. Во многих автомобилях также есть отдельные механизмы и системы, для нормального функционирования которых необходимо организовать охлаждение — система смазки двигателя или коробки передач, система охлаждения наддувного воздуха (интеркулер), система кондиционирования и другие. Наконец, в любой машине есть система отопления салона, для работы которой необходимо отбирать часть тепла от двигателя и направлять его в салон. Во всех этих системах присутствует похожая по конструкции и работе деталь — радиатор или теплообменник.

Система охлаждения двигателя и место радиатора в ней

На радиаторы возлагается несколько функций:

• Отвод тепла от протекающей внутри радиатора среды (жидкости или газа) и отдача его в атмосферу;
• В радиаторах системы охлаждения ДВС — возможность добавления и слива жидкости в систему (за счет наличия заливной пробки и сливного крана);
• Также в радиаторах системы охлаждения ДВС — выравнивание давления в системе и в атмосфере, а также сброс чрезмерного давления через встроенный клапан;
• В радиаторах-испарителях системы кондиционирования — расширение рабочей среды (фреона) и понижение ее температуры;
• В радиаторах отопителей — отвод тепла от охлаждающей жидкости в салон автомобиля.

При этом любой радиатор обеспечивает теплообмен между различными средами (жидкостями, жидкостью и воздухом, газами), за счет чего достигается охлаждение одних сред и нагрев других. Все радиаторы важны для нормального функционирования отдельных систем автомобиля, в отдельных случаях радиатор в принципе делает возможной эксплуатацию транспортного средства. Поэтому неисправный теплообменник необходимо отремонтировать или заменить, но прежде, чем идти в магазин за новой деталью, необходимо разобраться в типах, конструкции и особенностях работы автомобильных радиаторов.

Типы и устройство автомобильных радиаторов

Все автомобильные радиаторы имеют принципиально одинаковую конструкцию, в которой можно выделить три части:

• Бачок с подводящим патрубком;
• Сердцевина;
• Бачок с отводящим патрубком.

Сердцевина — это система труб и пластин, которая является теплообменником. Бачки служат для подвода и отвода рабочей среды из сердцевины, они могут располагаться сверху и снизу или по бокам от сердцевины. На некоторых типах радиаторов бачки как таковые отсутствуют.

Общее устройство автомобильного радиатора




Основные конструкции автомобильных радиаторов

По конструкции сердцевины радиаторы делятся на два типа:

• Трубчатые;
• Пластинчатые.

В радиаторах с трубчатой сердцевиной теплообменник выполнен в виде системы труб круглого или овального сечения, которые для лучшей отдачи тепла окружены металлическими пластинами того или иного типа. В радиаторах с пластинчатой сердцевиной теплообменник выполнен в виде зигзагообразных трубок плоскоовального сечения, которые за счет большой площади поверхности не нуждаются в дополнительных металлических пластинах.

В свою очередь, трубчатые радиаторы делятся на две больших группы:

• Трубчато-пластинчатые;
• Трубчато-ленточные.

Сердцевина трубчато-пластинчатых радиаторов выполнена в виде системы трубок круглого или овального сечения, помещенных в пакет широких металлических пластин. Такой теплообменник имеет большую площадь поверхности, которая хорошо отдает тепло набегающему потоку воздуха и обеспечивает эффективное охлаждение протекающей по радиатору жидкости.

Сердцевина трубчато-ленточных радиаторов выполнена в виде системы трубок овального (плоскоовального) сечения, между которыми располагаются зигзагообразные (согнутые в гармошку) металлические ленты. Такая конструкция имеет увеличенную по сравнению с трубчато-пластинчатой площадь поверхности и, как следствие, более эффективную теплоотдачу.

По материалу изготовления радиаторы бывают двух основных типов:

• Медные (и медно-латунные);
• Алюминиевые.

В устройствах первого типа трубки и пластины/ленты выполнены из меди, которая обладает высокой теплопроводностью и поддается пайке. Однако медные радиаторы тяжелые и дорогие, поэтому в современных автомобилях они практически вытеснены радиаторами из алюминиевых сплавов. Бачки всех типов радиаторов могут выполняться из пластика, алюминия или латуни, на бачках обязательно присутствуют патрубки, резьбовые или байонетные горловины для установки пробки, штуцеры или краны для слива жидкости, гнезда для установки датчиков температуры и иные элементы.

При этом трубки сердцевины могут быть бесшовными или паяными/сварными, а сама конструкция сердцевины радиатора — сборной и паяной. Сборными чаще всего выполняются алюминиевые радиаторы с трубчато-пластинчатой сердцевиной — в этом случае трубки привариваются или припаиваются только к бачкам, а пластины и трубки соприкасаются друг с другом, однако никак не соединяются. Паяными и сварными выполняются алюминиевые и медные трубчато-ленточные радиаторы — в этом случае трубки и ленты спаяны друг с другом, что обеспечивает надежный контакт между деталями и жесткость всей конструкции.

Описанную конструкцию имеют все автомобильные радиаторы, отличаясь лишь некоторыми деталями, о которых сказано ниже.

Применяемость автомобильных радиаторов

Радиаторы отопителя салона



Масляный радиатор АКПП



Конструкция радиатора кондиционера

На автомобили могут устанавливаться радиаторы различного назначения:

• Радиатор системы охлаждения двигателя. Присутствует на всех транспортных средствах, оснащенных ДВС с жидкостной системой охлаждения. Обеспечивает отвод тепла от охлаждающей жидкости в атмосферу за счет проходящего через радиатор потока воздуха;
• Радиатор отопителя. Является частью системы охлаждения двигателя, предназначен для подогрева поступающего в салон воздуха с целью поддержки комфортного микроклимата. Обеспечивает подогрев проходящего потока воздуха за счет тепла охлаждающей жидкости;
• Масляный радиатор. Присутствует в системах транспортных средств, машин и агрегатов со значительным нагревом масла — гидравлических, некоторых АКПП, в отдельных типах двигателей и т.д. Существуют масляно-воздушные и масляно-водяные радиаторы, в первом случае охлаждение осуществляется набегающим потоком воздуха, во втором — потоком охлаждающей жидкости (радиатор помещается в систему охлаждения двигателя);
• Радиаторы кондиционера и испарителя. Присутствуют только на транспортных средствах, оснащенных системой кондиционирования воздуха. Радиатор кондиционера обеспечивает отвод тепла от хладагента набегающим потомок воздуха, радиатор испарителя обеспечивает расширение (испарение) хладагента с целью снижения его температуры. Первый радиатор обычно располагается в подкапотном пространстве рядом с радиатором охлаждения двигателя, второй — в салоне автомобиля или под приборной панелью, он обеспечивает охлаждение поступающего в салон потока воздуха;
• Радиатор интеркулера. Присутствуют только на автомобилях, имеющих систему промежуточного охлаждения наддувного воздуха (интеркулера). Это воздухо-воздушный радиатор, он имеет большую площадь для охлаждения поступающего от турбины воздуха набегающим потомок воздуха.

Эти радиаторы могут иметь существенные отличия в конструкции. Например, радиаторы отопителя имеют малые габариты, а радиаторы кондиционера имеют несколько патрубков для подвода хладагента. Масляные радиаторы обычно выполнены в виде одной трубы, свернутой в спираль или согнутой в гармошку, вокруг которой располагается пакет пластин или лент (либо вовсе без пластин). А радиатор интеркулера имеет большое сечение труб и патрубков, что обеспечивает пропуск большого количества воздуха без существенного повышения сопротивления потоку.

Вопросы верного подбора, ремонта и замены автомобильных радиаторов

Радиаторы крайне важны для работы многих систем транспортного средства, особенно для функционирования силового агрегата, отопителя, некоторых типов трансмиссий, гидравлической системы и других. При неисправном радиаторе повышается температура жидкости и агрегат (или вся система) может выйти из строя вследствие перегрева. Поэтому теплообменник при возникновении проблем необходимо менять.

На замену следует брать радиатор того же типа и модели, что был установлен ранее, если найти такое же устройство невозможно, следует использовать радиатор достаточной производительности. Если взять слишком маленький радиатор, то система будет работать недостаточно эффективно, а большой может не встать на свое место.

Замену радиатора нужно проводить в соответствие с инструкцией по ремонту транспортного средства. Затем теплообменник следует регулярно проверять, очищать снаружи от грязи и внутри от накипи и отложений. При верном подборе радиатора и его регулярном обслуживании система охлаждения будет эффективно работать в любых условиях.