В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Чтобы уберечь двигатель от перегрева, тем самым увеличивая срок безотказной эксплуатации автомобиля, необходима действенная система охлаждения. Предстоящее исследование посвящено «воздушникам», их устройству, а также достоинствам и недостаткам. Изучив предлагаемую информацию, можно сравнить принудительное охлаждение воздухом с жидкостным, чтобы сделать правильный выбор системы.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Чем привлекателен двигатель воздушного охлаждения

В функционирующем моторе температура цилиндров способна достигать 2000 градусов, тогда как оптимально допустимым считается режим 80-90 градусов. Разумеется, в таких экстремальных условиях ни одна деталь не прослужит долго. Для сохранности рабочих фрагментов автомашины двигатель нуждается в достаточно надежной системе охлаждения. Подобные конструкции имеют две разновидности:

  1. система, использующая воздушное охлаждение. Здесь в качестве защиты работающего агрегата от перегрева выступает воздух;
  2. жидкостное охлаждение ранее, в былые времена осуществлялось обычной водой. Технический прогресс отразился на создании специального вещества, названного антифризом. Также для снижения температуры мотора применяется тосол.

В настоящей публикации подробно рассматривается первая разновидность систем, оберегающих функционирующий двигатель от чрезмерного перегрева. Это позволит несведущему автолюбителю ознакомиться с устройством и принципом работы сложного технологического механизма.

Функции охлаждающих систем

Следует отметить, что поддержание оптимального температурного режима в двигателе автомобиля требует защиты не только от непомерного перегревания, но также от промерзания. Переохлаждение агрегата способно вызвать конденсацию топливно-воздушной смеси, вызванную соприкосновением горючего с прохладной поверхностью цилиндров.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Попадая в картер силовой установки, она приводит к разжижению смазочного вещества, что отражается потерей большинства его полезных характеристик.

Смешивание топлива с маслом вызывает досадное падение мощности мотора. Функционально важные детали двигателя быстрее изнашиваются.

Также отрицательным моментом является загустевание масла в переохлажденном агрегате.

Ухудшение своевременной подачи смазочного вещества в цилиндры приводит к непомерной растрате горючего, функциональная способность двигателя существенно понижается.

Помимо выполнения основной функции, системы охлаждения дополнительно обеспечивают:

  • понижение температуры отработанных газов в системе рециркуляции;
  • вентиляцию и кондиционирование воздуха в салоне автомобиля. Также они отвечают за отопление;
  • своевременное охлаждение моторного масла;
  • поддержание оптимального температурного баланса в турбокомпрессорных агрегатах;
  • охлаждение рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат.

Назначение и принцип действия системы воздушного охлаждения

Установлено, что перегревающийся двигатель вызывает непомерный расход топлива, также тратится большое количество машинного масла. Важные для нормального функционирования автомобиля детали быстро выходят из строя вследствие скорого износа. К тому же, нарушение температурного режима может привести к необоснованной потере мотором необходимой мощности.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

С помощью воздушной системы охлаждения в двигателе поддерживается оптимальная температура. Также ее предназначением является контроль подогрева воздуха в салоне автомобиля. Она следит за своевременным охлаждением смазочных материалов, снижает температуру рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат, а порой поддерживает оптимальный режим в дроссельном узле и приемном коллекторе.

Принцип действия системы заключается в отведении тепла потоком воздуха от чрезмерно нагревающихся деталей работающего двигателя. Таким путем охлаждаются цилиндры, головки блока и масляного радиатора.

Воздушный поток к двигателю нагнетается принудительно алюминиевыми лопастями вентилятора, защищенного специальной сеткой от нежелательного попадания случайных предметов, способных повредить агрегат. Дефлекторы равномерно распределяют воздух, поступающий через ребра охлаждения, между всеми деталями функционирующего мотора.

Конструкция вентилятора

Следует отметить, что принудительное воздушное охлаждение невозможно без специального устройства. Вентилятор, являющийся необходимым звеном рассматриваемой системы, состоит из следующих деталей:

  • направляющего диффузора, оснащенного по окружности стационарными, радиально расположенными лопастями переменного сечения, влияющими на равномерное распределение воздушного потока;
  • ротора, имеющего восемь особых лопаток, размещенных по радиусу;
  • алюминиевых лопастей, нагнетающих поток воздуха в требуемом направлении;
  • кожуха, предотвращающего попадание тепла из внешнего пространства;
  • защитной сетки, предохраняющей механизм от случайного проникновения посторонних предметов внутрь устройства.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Лопастями диффузора изменяется направление воздушного потока, и он устремляется в сторону, противоположную вращению ротора. Это способствует увеличению атмосферного давления, вызывая лучшее охлаждение двигателя.

Преимущества и недостатки системы охлаждения двигателя воздухом

Отдельно следует заметить, что иногда для обеспечения нормального температурного режима вполне достаточно естественной циркуляции атмосферных потоков. Внешняя поверхность цилиндров мопедов, мотоциклов, поршневых и прочих простейших двигателей оснащается специальными ребрами, способствующими отдаче тепла во внешнюю среду.

Сложная конструкция автомобильного мотора требует принудительного охлаждения. Воздушному потоку необходимо придать определенное направление. Для этой цели используются вентиляторы.

Двигатели с воздушным охлаждением обладают следующими достоинствами:

  1. чрезвычайной простотой конструкции, значительно упрощающей процесс ремонта или замены пришедших в непригодность деталей;
  2. сравнительно небольшим весом;
  3. основательной надежностью;
  4. приемлемой стоимостью;
  5. хорошими характеристиками холодного запуска мотора.

Однако, прежде чем выбрать автомобиль, имеющий двигатель воздушного охлаждения, следует ознакомиться и с недостатками рассматриваемых систем. Они характеризуются:

  1. непомерным шумом, который создается работающим вентилятором;
  2. увеличением размера двигателя в связи с необходимостью дополнительного пространства для размещения обдувающего устройства;
  3. неравномерностью направленности воздушных потоков, что определяет возможность локального перегрева;
  4. чрезмерной чувствительностью к качеству горючего, смазочных материалов, а также повышенными требованиями к состоянию запчастей.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Тем не менее, воздушное охлаждение приобрело свою нишу в автомобилестроении. Такими моторами оснащают грузовики, сельскохозяйственную технику и машины с дизельными ДВС.

Распространенные мифы о «воздушниках», истина или вымысел

К сожалению, недостатки «Запорожца» окончательно подорвали доверие отечественных автолюбителей к воздушной системе охлаждения двигателя. Ее обвиняли в сильном нагревании, недостаточной мощности и быстром выходе из строя. В то время, как немецкий «Жук», оснащенный подобной системой, пользуется неизменной популярностью у потребителей, радуя производителя постоянным повышенным спросом.

Равняясь на характеристики германского автомобиля, подробно исследуем некоторые довольно распространенные легенды, преследующие двигатели, охлаждаемые воздухом.

Утверждение 1. «Воздушник» проигрывает жидкостной системе за счет сильного нагревания

Отнюдь не является непреложной истиной. В действительности температурные особенности, наоборот, можно считать достоинством двигателя, охлаждаемого воздушным потоком. Разумеется, пониженная теплопроводность не позволяет воздуху отбирать тепло с достаточной скоростью, обеспечиваемой водой или антифризом.

Однако, отличие температур на поверхности цилиндров и во внешней среде значительно больше разницы между стенками и жидкостью, перемещающейся внутри системы. Поэтому, погодные условия в меньшей степени влияют на тепловой режим «воздушника». Возможность перегрева мотора с жидкостным охлаждением в жару намного выше.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Утверждение 2. Большие габариты

Также весьма спорно. При сравнении размеров двух двигателей, имеющих равные диаметры цилиндров и одинаковый ход поршня, но оснащенные разными системами охлаждения, преимущество зачастую оказывается на стороне «воздушника».

Несмотря на довольно внушительный вид вентилятора с дефлектором и достаточно громоздкие кожухи, окружающие цилиндры с головками, его параметры оказываются несколько компактнее, чем у жидкостного агрегата.

К тому же, «водянка» занимает значительно большее пространство за счет дополнительного оборудования, выносимого за пределы двигателя. На кузове находится весьма громоздкий радиатор, оснащенный вентилятором. Также большое количество всевозможных шлангов отнюдь не добавляют компактности.

Утверждение 3. Воздушные системы проигрывают жидкостным в надежности

Не соответствует действительности. Статистические исследования утверждают, что в одном из пяти случаев отказа двигателя вина ложится на жидкостное охлаждение. Причиной являются отказоопасные детали наподобие термостата, радиатора, помпы и пр.

Простота конструкции обеспечивает надежность вентилятора с дефлектором, объясняемую низкой вероятностью поломки. Кроме того, привлекательным моментом, свидетельствующим в пользу «воздушника», считается снижение расходов на обслуживание системы.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Утверждение 4. Воздушное охлаждение слишком громкое

К сожалению, является истинным. Конструктивными особенностями воздушной системы не предусмотрены эффективные звукопоглощающие устройства, которыми располагает жидкостной двигатель. Кроме того, ребра цилиндров и головок «воздушника» иногда, наоборот, усиливают шумы, производимые функционирующим мотором.

Конструкторы предусмотрели звукоизоляцию жидкостной системы, осуществляемую благодаря удвоенным стенкам рубашки охлаждения, внутри которой циркулирует антифриз или вода. Поэтому на этой позиции «воздушник» действительно оказался в проигрыше.

Утверждение 5. Воздушные двигатели быстрее изнашиваются

Является правильным применительно к устаревшим системам. Вентилятор просто нагнетал потоки воздуха на ребра цилиндров, не обеспечивая достаточной равномерности обдува. Современные двигатели характеризуются рациональным распределением тепла.

К тому же, более высокая температура на стенках цилиндров «воздушников» способствует сокращению потерь, вызываемых трением колец о цилиндры благодаря лучшему разжижению смазочных материалов. Это объясняет меньший износ деталей. Масло меньше подвергается окислению, что замедляет его старение, позволяя экономить на частой замене.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Утверждение 6. Недостаточная мощность

Не совсем верно. Причиной подобного обвинения является ухудшение весового наполнения цилиндров рабочей жидкостью, вызывающее непродолжительное падение мощности двигателя. Это происходит благодаря повышению температуры цилиндров и головок с увеличением нагрузки, что ведет к нежелательному нагреванию воздуха внутри системы.

Однако, при большем количестве оборотов разница в коэффициенте наполнения у воздушных двигателей и жидкостных моторов становится меньше 3,5%, установленных исследованиями, практически устремляясь к нулю. Поэтому, бороться с потерей отдачи можно, увеличивая обороты.

Заключение

Итак, проведенное исследование доказало, что охлаждение воздухом ничуть не хуже жидкостного, а по некоторым параметрам и вовсе превосходит его. Не пора ли производителям задуматься о возобновлении выпуска автомобилей с воздушными системами? Спрос потребителей будет расти, несмотря на печальный опыт злосчастного «Запорожца».

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания —

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) приводит к чрезмерному нагреванию всех его деталей и без их охлаждения функционирование главного агрегата транспортного средства невозможно. Эту роль выполняет система охлаждения двигателя, которая также отвечает за обогревание салона авто.

В турбированных двигателях с ее помощью снижается температура воздуха, нагоняемого в цилиндры, а в АКПП эта система охлаждает жидкость, которая применяется для ее работы.

Читайте также:  Двигатель aar принцип работы

Отдельные модели машин оснащают масляным радиатором, который принимает участие в терморегуляции масла, использующегося для смазки двигателя.

Если Вы не любитель алкоголя, но у Вас по каким-либо причинам есть есть неоткрытые бутылки элитного европейского вина, то их можно дорого продать на сайте https://prodat-alko.ru/prodat-vino.html.

Система охлаждения ДВС бывает воздушная и жидкостная

Обе эти системы не идеальны и имеют как достоинства, так и недостатки.

Преимущества воздушной системы охлаждения:

  • небольшой вес двигателя;
  • простота устройства и его обслуживания;
  • невысокая требовательность к температурным изменениям.

Недостатки воздушной системы охлаждения:

  • большой шум от работы двигателя;
  • перегрев отдельных деталей мотора;
  • невозможность выстроить цилиндры блоками;
  • затруднительность в использовании выделяемого тепла для обогревания салона авто.

В современных условиях автопроизводители предпочитают оснащать свои машины преимущественно двигателями с системами жидкостного охлаждения. Воздушные конструкции, охлаждающие узлы мотора, встречаются очень редко.

Преимущества жидкостной системы охлаждения:

  • не такой шумный двигатель по сравнению с воздушной системой;
  • высокая скорость начала работы при запуске мотора;
  • равномерное охлаждение всех деталей силового механизма;
  • меньшая предрасположенность к детонации.

Недостатки жидкостной системы охлаждения:

  • дорогое техническое обслуживание и ремонт;
  • возможное вытекание жидкости;
  • частые переохлаждения мотора;
  • замерзание системы в периоды морозов.

Структура жидкостной системы охлаждения двигателя

К основным составляющим жидкостной системы охлаждения ДВС относятся следующие детали:

  • «водяная рубашка» двигателя
  • вентилятор;
  • радиатор;
  • помпа (центробежный насос);
  • термостат;
  • бачок расширительный;
  • теплообменник отопителя;
  • составляющие элементы управления.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Водяная рубашка двигателя – это плоскость между стенками агрегата в тех местах, которым требуется охлаждение.

Радиатор системы охлаждения – это механизм, который предназначен для отдачи созданного работой двигателя тепла. Узел представляет собой конструкцию из многих изогнутых алюминиевых трубой, которые также имеют дополнительные ребра, способствующие большей теплоотдаче.

Вентилятор используется для ускорения циркуляции воздуха, обволакивающего радиатор. Вентилятор включается при граничном нагревании охлаждающей жидкости.

Центробежный насос (другими словами – помпа) обеспечивает беспрерывное движение жидкости во время работы двигателя. Привод для помпы может быть разным: ременной, например, или шестеренный. На авто с турбированными двигателями часто устанавливают добавочные насосы, которые способствуют циркуляции жидкости и запускаются из блока управления.

Термостат – это устройство в виде биметаллического (или электронного) клапана, расположенного между входным отверстием радиатора и «рубашкой охлаждения». Этот прибор обеспечивает нужную температуру жидкости, служащей для охлаждения ДВС.

Когда мотор остывший, термостат закрыт, поэтому принудительная циркуляция остужающей жидкости проходит внутри двигателя, не затрагивая радиатор. В момент нагревания жидкости до граничной температуры клапан открывается.

В этот момент система начинает функционировать во всю свою мощь.

Расширительный бачок используется для заливания охлаждающей жидкости. Этот узел компенсирует также изменение количества жидкости в системе во время изменения температуры.

Радиатор отопителя – механизм, предназначенный для подогрева воздуха в салоне транспортного средства. Его рабочая жидкость набирается непосредственно возле входа в «рубашку» мотора.

Главным элементом координации системы охлаждения ДВС есть датчик (температурный), электронный блок управления, а также исполнительные устройства.

Особенность работы системы охлаждения двигателя

Система охлаждения работает под контролем системы управления силовым агрегатом. Насос запускает циркуляцию жидкости в «рубашке охлаждения» двигателя. Учитывая степень нагрева, жидкость перемещается либо по малому, либо по большому кругу.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя Чтобы двигатель быстрее прогрелся после запуска, жидкость циркулирует по кругу малому. После ее нагревания термостат открывается, предоставляя жидкости возможность циркулировать через радиатор, на выходе с которого на жидкость воздействует поток воздуха (встречного или от работающего вентилятора), который ее охлаждает.

Далее остывшая жидкость поступает опять в «рубашку охлаждения» и весь процесс повторяется снова и снова.

В моторах с турбонаддувом может использоваться двухконтурная система охлаждения. Особенностью ее работы есть то, что один контур контролирует охлаждение нагнетаемого воздуха, а второй – охлаждение двигателя.

Какое охлаждение лучше: жидкостное или воздушное?

Основная масса современных водителей понятия не имеет что такое воздушное охлаждение. Некоторая часть населения, сопоставляет такой вид вывода лишней температуры с мотоциклами, которые, в большинстве своем, тоже уже охлаждаются различными тосолами и антифризами.

Некоторые еще помнят «Запорожцы», Фольксвагены Жуки, середины прошлого века, и некоторые модели Порше. И только малая доля водителей понимает, что значит ездить на машине с мотором охлаждаемым воздухом, какие это дает преимущества перед жидкостным и какие имеет недостатки.

Описывать систему жидкостного охлаждения двигателя я не буду, итак, все сталкиваются с ней каждый день. А вот что такое воздушное охлаждение и с чем его едят, попробуем разобрать по подробнее.

Воздушное охлаждение ДВС

Как ясно из названия, двигатель охлаждается воздухом. Вентилятор затягивает воздух в отводящие контуры, которые опоясывают все нагреваемые детали и охлаждают мотор. Все просто и ясно. Чаще всего можно встретить такие системы на мотоциклах.

Ярким примером служат все мотоциклы производимые в СССР (про современную Россию говорить не приходится, ибо мотоциклами тут и не пахнет, а если пахнет, то китайским ширпотребом).

Если присмотреться к ним внимательно, то можно обнаружить, что радиатора нет, расширительного бочка нет, вентилятор и трубопровод тоже отсутствует, зато есть блоки цилиндров с ребристыми корпусами.

В автомобилях устройство почти такое же, только отличается тем, что мотор охлаждается принудительно, с помощью вентилятора, засасывающего воздух, и специального кожуха, опоясывающего весь мотор. Это из-за того, что мотор автомобиля расположен внутри, а мотоцикла на свежем воздухе.

Случилось так, что подобные двигатели стали ни кому не нужны. Почему? Вселенский заговор, конструктивная особенность, спрос среди населения или что-либо другое, в общем, ни кто из простых смертных не знает. Однако, сделали это напрасно, ведь с точки зрения практичности, надежности и экономической целесообразности для семейного бюджета, такие моторы вполне могут дать фору жидкостным.

В тот период жидкостные системы охлаждения называю водяными, так как антифризы не были распространены и все заливали в радиатор воду. В воздушный контур заливать ни чего не надо было и это являлось одним огромным плюсом таких двигателей. Рассмотрим ближе преимущества и недостатки таких ДВС.

Достоинства мотора с воздушным охлаждением

Преимуществ было много и одним из них было — надежность. Надежность узлов и агрегатов определяется сроком их службы, ремонтопригодностью и стоимостью запасных частей. По этим трем факторам ДВС с воздушным охлаждением опережал своего водяного собрата.

Туда же добавлялся фактор количества деталей в узле. Чем меньше деталей, тем меньшему их числу придется ломаться.

Особенно, если учесть, что в системе водяного охлаждения выходят из строя сопутствующие агрегаты, такие как термостат, радиатор, патрубки и шланги, которые в принципе отсутствуют в системах воздушного охлаждения, то это уже говорит о многом.

Из-за малого количества деталей, он был проще в эксплуатации и дешевле в ремонте. Легче починить одну деталь, чем десяток. Как гласит статистика авторемонтов, то 20% поломок, связанных с автомобилем приходится на систему охлаждения.

Недостатки

Недостатков тоже хватало и кажутся вполне разумными, если не учитывать тот факт, что они не вполне объективными. Первый недостаток — шумность. Такое присутствует и отказываться от этого ни кто не будет.

Происходит из-за того, что рабочая зона цилиндров не прикрыта жидкостными контурами, как в водяных моторах. Из-за этого он шумит сильнее, плюсом служит большой вентилятор, который работает постоянно, а не в момент срабатывания температурного датчика как в современных двигателях.

Далее пойдут недостатки, которые не могут быть объективными, так как были выявлены владельцами «Запорожцев».

Мотор перегревается — неправда. Температура охлаждающей жидкости намного выше, чем температура воздуха за бортом и поэтому двигатель остывает быстрее.

Мотор плохо нагревался зимой и машина долго была холодной — тоже фантазия. Ввиду того, что мотор не опоясывался контуром холодной жидкости, то после первого пуска мотор разогревался быстрее, так как не было дополнительных охлаждающих элементов.

Двигатель «запорожца» был неплохим, сгубило его недостаточное сервисное обслуживание. Как его ремонтировать никто толком не знал, заправляли его некачественным топливом, специализированных сервисов не было и это не мудрено, так как машина не задействовалась в структурах скорой помощи, милиции или такси. Поэтому и дела до нее не было.

А вот и объективные недостатки:

  • Малая мощность;
  • Большой размер агрегата;
  • Плохая звукоизоляция;
  • Неравномерность обдува и частичный перегрев;
  • Чувствительность к качеству ГСМ.

Данные факторы не позволяют судить об авто, как о комфортном, однако, смотря с какой стороны посмотреть. Двигатель с воздушным охлаждением больше по размеру, чем с водяным. Все так! Если сравнивать чисто двигатели между собой как отдельные агрегаты. Но стоит добавить сопутствующие элементы, то водяной выходит объемнее, из-за радиатора, проводящих трубок и патрубков, водяного насоса, термостата и расширительного бочка (которые еще и часто ломаются).

Неравномерность обдува и частичный перегрев связан с загрязненностью мотора. Хороший слой пыли или грязи препятствуют эффективному отбору тепла с мотора, поэтому необходимо тщательнее следить за чистотой ДВС.

Вот и выходит, что сам по себе двигатель с воздушным охлаждение не так уж и плох и прикрыли его развитие по непонятным причинам. Ибо инженеры Порше, практически справились со многими недостатками подобных моторов, так как они производили свои знаменитые спортивные купе с моторами на воздушном охлаждении аж до 1998 года. А ребята из Porsche знают толк в моторах.

В чем недостатки воздушное охлаждение двигателя

Преимущества и недостатки воздушного и жидкостного охлаждения. Особенности эксплуатации системы охлаждения

  • К преимуществам двигателя воздушного охлаждения можно отнести:
  • — надежность в условиях боевой обстановки вследствие меньшей уязвимости от огня противника;
  • — облегчение условий эксплуатации и повышение надежности работы двигателя вследствие отсутствия охлаждающей жидкости и агрегатов системы жидкостного охлаждения (радиатора, насоса, расширительного бачка, трубопроводов);
  • — некоторое уменьшение веса силовой установки (при одинаковых мощностях) из-за отсутствия охлаждающей жидкости и агрегатов системы охлаждения.
  • К недостаткам двигателя воздушного охлаждения относятся:
  • — большое лобовое сопротивление силовой установки вследствие звездообразного расположения цилиндров;
  • — меньшая возможность форсирования по сравнению с двигателями жидкостного охлаждения (двигатели воздушного охлаждения охлаждаются менее эффективно и менее равномерно, вследствие этого из-за- опасности перегрева ограничивается их форсирование);
  • — запуск двигателя воздушного охлаждения в зимнее время осуществить значительно труднее, чем запуск двигателя жидкостного охлаждения.
  • Преимущества двигателя жидкостного охлаждения:
  • — меньшее лобовое сопротивление силовой установки, что позволяет увеличить максимальную скорость полета;
  • — более эффективное равномерное охлаждение цилиндров, что позволяет значительно больше форсировать двигатель по наддуву;
  • — облегчение запуска в зимних условиях благодаря тому, что двигатель можно быстро подогреть путем заливки горячей воды в систему.
  • Недостатки двигателя жидкостного охлаждения:
  • — большая уязвимость от огня противника (радиаторы, трубопроводы);
  • — большая сложность в эксплуатации из-за наличия охлаждающей жидкости и агрегатов системы охлаждения;
  • — несколько больший вес силовой установки (при одинаковых мощностях).

Системы охлаждения на современных самолетах обычно выполняются так, что при работе двигателя на номинальном режиме и расчетной высоте в, горизонтальном полете обеспечивается равенство между количеством тепла, подводимого к охлаждающим поверхностям, и количеством тепла, отводимого от них. При полете на форсированных режимах это равенство нарушается и двигатель начинает постепенно перегреваться. Поэтому продолжительность полета на форсированных режимах строго ограничена по времени.

Нельзя выполнять взлет при недостаточно прогретом или перегретом двигателе. При взлете на недостаточно прогретом двигателе к моменту начала набора высоты температура двигателя может не достигнуть минимально допустимой величины; это может привести к отказу двигателя при наборе высоты.

При полете на пониженных мощностях (планирование, пикирование) двигатель может переохладиться. Чтобы не допустить переохлаждения двигателя, необходимо прикрывать заслонки радиаторов и капотов, а также периодически переходить при планировании на горизонтальный полет для прогрева двигателя.

Необходимо помнить, что надежность охлаждения двигателя во многом зависит от чистоты поверхности оребрения цилиндров и сот радиаторов, а также от количества накипи в системе жидкостного охлаждения, так как загрязнение сот и оребрения и наличие накипи резко ухудшают теплоотдачу и вызывают перегрев двигателя.

Применение воздушного охлаждения

Потребительские качества и характеристики двигателей с воздушным охлаждением считаются даже более лучшими, чем у автомобилей с привычными жидкостными системами.

Как и когда появились первые «воздушники» и в чем именно заключаются их основные отличительные черты? По каким конструктивным особенностям проще всего определить двигатели с воздушным охлаждением? По каким причинам данный вид охлаждения почти не применяется на сегодняшний день, а также в чем заключаются его плюсы и минусы? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.

Мало кто знает, но воздушное охлаждение до недавнего времени активно применялось на легковых автомобилях. При этом производителям более, чем 60 лет назад удалось развеять мифы о невозможности применения такого типа охлаждения.

При этом многие считают, что «воздушники» — не подходящий вариант из-за громоздкости, шумности и прочих проблем.

Но так ли это на самом деле? В чем особенности воздушного охлаждения автомобиля? О каких плюсах и минусах необходимо знать?

Были времена, когда двигатели с воздушным охлаждением пользовались большим спросом у производителей. Наибольшую популярность такие моторы получили после 2-й мировой войны.

При этом в глаза бросались явные недостатки конструкции — чрезмерный нагрев летом, падение мощности, продолжительный прогрев зимой, громоздкость и так далее. Проблемы с температурным режимом приводили к снижению ресурса мотора.

Часто бывало, что двигатель и вовсе отказался работать.

Многие недостатки «воздушников» удалось решить только в 50-х годах прошлого века. Европа постепенно стала «слезать» с велосипедов и переходить на более сложные транспортные средства.

При этом воздушное охлаждение применялось на автомобиле Фольксваген Жук,  NSU Prinz, Fiat 500 и прочих авто. Со временем была разработана целая серия спортивных машин от производителя Порше, которые также отличались наличием воздушного охлаждения.

Более того, многие моторы Порше до 1998 года комплектовались, казалось бы, устаревшими воздушниками.

Несмотря не эффективность работы «Жука», в СССР отношение к воздушному охлаждению было весьма предвзятым. Сложилось мнение, что такие моторы сильно греются, имеют малую мощность и часто ломаются.

Причиной стал пресловутый «Запорожец», который своим «воздушным представительством» разочаровал многих автолюбителей.

Сам мотор, разработанный в Мелитополе, был достаточно надежен, но вот низкое качество обслуживания сводило на «нет» старания разработчиков.

При работе ДВС температура некоторых узлов мотора может подниматься до уровня 800-1000 градусов Цельсия. При этом металл цилиндров прогревается еще больше — до двух тысяч градусов.

Если не снизить температуру мотора, то его мощность падает, а «прожорливость» растет (в отношении бензина и масла).

При этом перегрев узлов двигателя часто приводит к раннему износу силового агрегата и его выходу из строя.

С другой стороны, активное охлаждение мотора — также плохо. В случае переохлаждения мотора появляются признаки потери лошадиных сил, быстрый износ узлов и высокий расход горючего.

При этом в современных моделях система охлаждения несет и ряд вспомогательных (второстепенных) функций. В ее задачи также входит прогрев салона.

Кроме того, узлы системы охлаждения, как правило, снижают температуру антифриза (воды) в системе, масло в КПП, а иногда и узле дросселя.

Не менее интересной является система охлаждения с позиции конструктивных особенностей. Так, главным теплоносителем в «воздушниках» является поток воздуха. Именно на него возлагается задача по отводу тепла от ГБЦ, цилиндров и радиатора. Также в состав системы входят охладительные ребра головки и цилиндров, съемный корпус, контролирующие устройства и дефлекторы.

Если приводить наиболее мощный двигатель воздушного охлаждения, то здесь лидирующие позиции занимает Порше 911 с турбированным силовым агрегатом, который был выпущен в 1997 году. Такой мотор имел воздушное охлаждение и мог развивать мощность в 400 лошадиных сил.

Отдельно стоит отметить, что ГБЦ и блок цилиндров оснащаются дополнительными ребрами, что повышает площадь охлаждаемой поверхности. Поток воздуха направляется к кожуху силового агрегата не естественно, а принудительно с помощью мощного вентилятора.

Отдельно стоит отметить конструктивные особенности вентилятора — главного узла, обеспечивающего полноценное охлаждение. Чтобы оптимизировать поток воздуха, разработчикам пришлось серьезно потрудиться.

В итоге форма и конструктивные особенности каждой детали продуманы для повышения эффективности охлаждения.

Главные конструктивные особенности устройства — ротор и диффузор, состоящие из радиально расположенных восьми лопаток.

Диффузор представляет собой направляющий аппарат, у которого предусмотрены свои лопасти, имеющие различное сечение. Главная задача таких узлов — направление потока в нужнее русло. Особенность — неподвижность и равномерное  распределение по периметру.

Лопасти узла, предназначенные для направления потока, корректируют направление движения воздушных масс, заставляя направляться поток в направлении, противоположном вращению роторного узла. Благодаря этому удается повысить давление воздушных масс, и ускорить процесс охлаждения мотора.

Сам вентилятор запускается через ремень, наброшенный на шкив коленвала. При этом направляющий узел непосредственно зафиксирован на силовом узле.

Несмотря на простоту конструкции, не все знают особенности работы воздушного охлаждения. Так, в процессе работы мотора больше всего перегреваются головка цилиндров и сами цилиндры.

По этой причине поток воздуха идет непосредственно к ним и проходит через охладительные ребра.

Далее поток направляется ко всем элементам мотора при помощи специальных дефлекторов, представляющих собой пластинки, выполненные из тонкого металла.

В процессе работы вентилятору удается направлять в среднем 30-35 кубических метров воздуха в течение 60 секунд. Благодаря этому обеспечивается нормальная работа мотора, удержание температуры на допустимом уровне и способность эффективно работать в широком диапазоне температур за бортом.

Активность работы системы охлаждения регулируется только в автоматическом режиме. Здесь главным элементом выступает термостат и заслонки.

Выше уже упоминалась подозрительность отечественных автолюбителей в отношении надежности воздушной системы охлаждения. Давайте рассмотрим, насколько такие подозрения оправданы. Итак — главный признак некачественной работы охлаждения — рост температуры смазывающего состава в силовом агрегате. При этом неисправность в режиме онлайн фиксируется с помощью специального датчика.

Наиболее распространенной поломкой является разрыв ремня, вращающего вентилятор. Но для автолюбителей это не вызывает  проблем — на приборной панели предусматривалась лампа, которая и сигнализировала о поломке. При этом автолюбитель имел возможность среагировать и заменить вышедший из строя ремень.

Анализ системы воздушного охлаждения не был бы полным без приведения положительных и отрицательных моментов.

Так, к положительным качествам стоит отнести простоту исполнения устройства, что позволяет производить ремонт без  разборки силового узла или других сложных аппаратов.

Кроме того, вопреки распространенному мнению, моторы с воздушным охлаждением имеют меньший вес. Нельзя не отметить и отсутствие каких-либо проблем в процессе холодного пуска двигателя.

С другой стороны, недостатков у системы также достаточно. Например, в моторах-«воздушниках» выше требования к качеству горючей смеси и масла. Это связано с тем, что работать агрегату приходится в более сложных условиях, чем это происходит обычно.

Нельзя не отметить и больший уровень шума, возникающий в процессе движения. Размеры агрегата также немного больше (не путать с массой). В завершение стоит выделить еще одну «ложку дегтя» — недостаточную равномерность охлаждения силового агрегата.

Таким образом, можно подвести промежуточные итоги. «Воздушник» имеет следующие плюсы:

  • надежность;
  • дешевизна эксплуатации;
  • простота конструкции;
  • легкость запуска даже в мороз;
  • снижение веса двигателя.
  • Недостатки:
  • большие габариты силового агрегата;
  • высокий уровень шума;
  • повышенная тепловая нагрузка на некоторых участках;
  • чувствительность к качеству топлива;
  • необходимость контроля состояния моторного отсека, ведь даже незначительный налет может стать причиной снижения мощности агрегата.

Выше уже рассмотрены главные плюсы и минусы воздушной системы. Но, несмотря на доступность информации в интернете и технической литературе, у людей в головах все еще «застряли» стереотипы в отношении таких систем. По этой причине каждое из заблуждений стоит рассмотреть отдельно:

  • Двигатель часто перегревается. Выше упоминалось, что температура некоторых участков мотора может быть слегка выше нормы, но это нельзя назвать перегревом. Конечно, воздух не способен так быстро забирать и отдавать тепло как охлаждающая жидкость. Но есть и обратная сторона «медали», которая заключается в разнице температур между воздухом вне пределов мотора и цилиндрами (если сравнивать с более привычным жидкостным охлаждением). По этой причине тепловой режим авто с воздушным охлаждением более лоялен для металла из-за отсутствия резких температурных перепадов. Как следствие, такие моторы могут работать дольше. Нельзя не отметить и более быстрый прогрев мотора с воздушным охлаждением — он набирает рабочую температуру в 2-3 раза быстрее, чем мотор с ОЖ в системе. Итоги такого явления очевидны — снижение расхода топлива, больший ресурс и комфорт для человека за рулем.
  • Громоздкость. Снова-таки, к недостаткам «воздушника» были отнесены большие габариты. Объяснить это легко. Элементы двигателя окружены внушительными по  размерам дефлекторами. Кроме того, вентилятор, обеспечивающий обдув, является габаритным. Если же поставить рядом два мотора (с воздушным и с жидкостным охлаждением), то разница не будет столь очевидной. Если рассуждать о размерах, стоит брать во внимание не только габартиты мотора, но и конструктивные показатели элементов, которые крепятся к агрегату. Вот здесь аппарат-«воздушник» выигрывает у своего собрата. Причина в том, что он выполняется в форме моноблока. Что касается агрегата с водяным охлаждением, то здесь присутствует целая система трубок. В комплексе о компактности и речи быть не может.
  • Низкий уровень  надежности. Это также ложный стереотип. На практике «воздушники» показывают себя с лучшей стороны и ломаются много реже. Существует статистика, согласно которой почти в 20 процентах случаев причиной поломки классического мотора является  неисправность жидкостной системы охлаждения. В свою очередь, у «воздушника» потенциально опасные элементы, такие как помпа, термостат, система многочисленных трубок и радиатор, отсутствуют. Конструкция проще — отсюда и надежность.
  • Шумность. Здесь сложно не согласиться. Мотор, оборудованный воздушным охлаждением, действительно работает громче. При этом снизить уровень шума до меньшей величины не представляется возможным. Причина в том, что в «воздушнике» не предусмотрена шумоизоляция. Более того, возникающие в процессе работы шумы из-за конструктивных особенностей агрегата могут усиливаться еще больше. По этой причине конструкторы ставят главной задачей увеличение жесткости каждого из элементов, четкий подбор деталей по уровню расширения. Единственное, что можно снизить — шум от работы вентилятора, но это выручает незначительно.
  • Небольшой ресурс. Такое утверждение также ошибочно. Объясняется этот стереотип халатным отношением разработчиков к совершенствованию «воздушника». Из-за неравномерности охлаждения ранее нарушалась конструкция цилиндров, увеличивались зазоры, загрязнялся смазывающий состав. Как следствие, износ  деталей возрастал. Но со временем инженерам удалость добиться равномерности охлаждения. Так что эта проблема отпала. Стоит отметить еще один важный аспект. В «воздушниках» проще организовать оптимальную температуру стенок мотора. По этой причине трение колец о стенки снижается, уменьшается износ изделий, дольше служит смазывающий состав. Кроме того, мотор с воздушным  охлаждением меньшее время находится в холодном состоянии. По этой причине износ, наоборот, меньше.
  • Низкая мощность. Существует еще одно мнение, что «воздушники» слабее обычных моторов. Объясняется это просто. При росте нагрузки увеличивается температура двигателя. Как следствие, растет и уровень нагрева воздуха, который применяется для приготовления горючей смеси. Итог — падение отдачи мотора. С другой стороны, недавно был проведен ряд исследований в этой сфере. Так вот. Разница коэффициентов наполнения незначительна и составляет 3-3,5 процента. Чем выше обороты, тем ниже разница в мощности. Так что теоретически проблема снижения мощности решается путем повышения частоты вращения.

Возникает логичный вопрос, почему же тогда производители отказались от применения столь эффективного охлаждения, если оно в ряде случаев даже лучше своих собратьев.

Главные причины как раз заключаются в низкой эффективности охлаждения и высокой себестоимости производства. Кроме того, действует стадный инстинкт. Все производители перешли на водяное охлаждение, привыкли к нему и автолюбители.

По этой причине менять что-то кардинально уже и нет необходимости.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector