На автомобиль трубчатый радиатор
На автомобиль трубчатый радиатор
1. Оба типа радиаторов чаще всего выполняются из алюминия. Пластинчатые радиаторы обычно поставляются крашенными.
3. Характеристики радиаторов этих двух классов кардинально отличаются:
— Трубчатые радиаторы имеют минимальное Гидравлическое сопротивление (масло движется ламинарным потоком по трубке таким же диаметром как выходит из АКПП) и минимальное Аэродинамическое сопротивление (охлаждающий поток воздуха легче проходит сквозь соты радиатора, достигая основого радиатора)
При выборе радиаторов существует несколько мифов:
МИФ №1- «Лучше взять радиатор с запасом«
Но с точки зрения термодинамики, чрезмерно быстрое и сильное охлаждение масла не требуется для нормальной работы автомата, по таким причинам:
А. В самый жаркий день под максимальной нагрузкой масло нагревается до 135-140ºС. Его нужно охладить всего на 10-15ºС, но не ниже +70ºС, иначе качество сцепления фрикционов под нагрузкой ухудшается и увеличивается риск срыва в скольжение. 10-15ºС снижения температуры масла дает даже радиатор из нижнего ряда по производительности ( 100102 ).
В. Перегрев коробки часто случается по вине изношенных расходников, из-за протечек в которых насос гоняет масло по кругу внутри коробки. Если произведен капремонт автомата с заменой колец и уплотнений, то риск перегрева коробки значительно снижается и даже отдаляется на несколько лет. Поэтому радиатор большого размера может не понадобиться, а вполне достаточно будет самого минимального радиатора ( 100101 ). Если вместо замены колец и уплотнений попытаться решить проблему перегрева установкой радиатора, то это решает проблему перегрева, но усугубляет проблему износа узлов.
Пластинчатый радиатор ( 100108 ) имеет множество дальних каналов, по которым масло течет медленно и редко. В таких «тихих омутах» довольно быстро оседает грязь из масла и быстро забивает неиспользуемые каналы, как заиливается спокойная река в засушливое лето. Радиатор служит здесь своего рода «фильтром» для масла. В зимнее время, когда радиаторы практически не работают, масло и осадок в них застаивается, уплотняется, а летом при включении насоса, быстрый поток горячего масла, открытый термостатом может вымывать из этих каналов куски слежавшегося мусора и оказывать такое же действие, как оторвавшийся тромб в кровеносной системе человека.
Промо: Типология автомобильных радиаторов
История создания автомобильных радиаторов восходит к концу XIX – началу XX века
Змеевики
До тех пор, пока двигатели были небольшой мощности, излишняя теплота рассеивалась прямо от двигателя и его узлов. При увеличении мощности стали применять первые радиаторы – в виде гладкостенной медной трубы, изогнутой в виде змеевика. В 1900 году было применено наружное оребрение этого змеевика.
«Сотовые» радиаторы
При дальнейшем увеличении мощности двигателей (свыше 4 л.с.) такие простейшие радиаторы стали неэффективны, в первую очередь из-за слишком большого гидравлического сопротивления. В 1913 году появился первый пластинчатый паяный медно-латуный радиатор. Параллельно ему появилась конструкция радиатора, в которой воздух проходил по горизонтальным воздушным трубкам внутри бачка, количество этих трубок со временем становилось все больше, пока не получился сотовый радиатор, который был распространен до середины 30-х годов.
Схематичное изображение сотового радиатора
Трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные радиаторы
Сотовые радиаторы достаточно трудоемки в производстве, громоздкие и тяжелые. Основной стимул развития автомобильных теплообменников – увеличение мощности двигателей и сокращение подкапотного пространства – заставил разрабатывать более сложные конструкции. У радиаторов появляются латунные донья, куда запаиваются медные трубки, окруженные стальными пластинами (трубчато-пластинчатые медно-стальные радиаторы). Вследствие использования стальных пластин при производстве трубчато-пластинчатых радиаторов возникают множество недостатков такой конструкции – большой вес, минимальные показатели теплообмена, низкая коррозийная стойкость сердцевины, низкая вибрационная стойкость.
Фрагмент сердцевины трубчато-пластинчатого медно-стального радиатора
В дальнейшем своем развитии такие радиаторы получают медную ленту вместо стальных пластин (трубчато-пластинчатые медно-стальные радиаторы), что позволяет существенно увеличить их теплоотдачу. Такой радиатор весит гораздо меньше при значительном улучшении тепловых характеристик.
Сборные алюминиевые радиаторы
Сборные алюминиевые радиаторы стали разрабатываться в СССР во время «холодной войны». Так как медь являлась стратегическим сырьем, исследователи стали пытаться создать алюминиевые радиаторы паяной и сборной конструкции. Сборные радиаторы имеют меньшую теплоотдачу, но дешевле в производстве.
Первые попытки создания алюминиевых сборных радиаторов были предприняты на Мариупольском (Ждановском) радиаторном заводе для автомобиля ЗиС-120, но оказались не очень удачными, так как за основу была взята конструкция с плоскоовальными трубками. Плоскоовальные трубки было невероятно трудно уплотнять на торцах в месте соединения с доньями, из-за чего проект оказался очень дорогим и его скоро свернули. Радиаторов такого типа было сделано около 2 тысяч штук.
В дальнейшем создатель такого радиатора Курневич пришел к выводу, что необходимо в сборных радиаторах делать трубку круглого сечения на всю длину. К сожалению, он не успел сделать опытный образец по причине смерти, остались только чертежи, но этот проект тоже посчитали убыточным.
Идею алюминиевого сборного радиатора с круглыми трубками подхватила в дальнейшем французская фирма «Софико». Они же и получили патент на это изобретение, хотя такой радиатор впервые был изобретен в Советском Союзе!
Паяные (несборные) алюминиевые радиаторы
Первые шаги к наиболее современным теплообменникам – алюминиевым паяным радиаторам – были сделаны в 70-х года XX века. Первые радиаторы такой конструкции изначально были разработаны для автомобилей ГАЗ 3102. К сожалению, первый опыт оказался неудачным – алюминиевый паяный радиатор не справлялся теплоотдачей, особенно в городском режиме, и поэтому скоро был заменен медно-латунным. Однако причиной его слабой теплоотдачи являлось конструктивное исполнение алюминиевой ленты – ее шаг составлял примерно 8мм. Причина такой крупноячеистой конструкции сердцевины тривиальна – на заводе, выпускающем эти радиаторы, не было технологической возможности делать меньший шаг охлаждающей ленты.
Автомобиль ГАЗ 3102 (маленькая «Чайка»)
Но история автомобильных радиаторов на этом не заканчивается. Мы уверены, что нас ждет еще много открытий и инноваций в сфере автомобильных теплообменников.
Интересные разработки в области автомобильных радиаторов
Все развитие автомобильных теплообменников стремилось к увеличению теплоотдачи при сохранении габаритов и одновременном уменьшении стоимости. Темпы развития автомобильных радиаторов определялись быстрыми темпами развития автомобильных двигателей – мощности моторов росли очень быстро, и охладить его становилось все труднее.
В попытках добиться результата создавались различные интересные типы радиаторов, по каким-либо причинам не вошедших в серию. Наиболее интересные образцы представлены ниже:
— автотракторный радиатор. Интерес вызывает способ закрепления крышки бачков –крышка закрепляется при помощи болтов. Такой радиатор является ремонтопригодным, что особо важно для сельской местности.
— «безотходный» алюминиевый радиатор для автомобиля «МАЗ», разработанный Бурковым В.В. Представляет собой довольно оригинальную конструкцию; взамен охлаждающих пластин или лент фрезой на охлаждающей трубке «елочкой» нарезалось оребрение. Такой радиатор оказался довольно сложным в изготовлении и поэтому не получил широкого распространения.
— алюминиевый паяный радиатор отопителя для автобусов ЛиАЗ. Особый интерес этот радиатор вызывает в связи с использованием съемных патрубков радиатора. Такое решение скорее всего принято для унификации изделия – в условиях невозможности точно указать угол, в каком требуется зафиксировать патрубки, необходим изменяемый угол.
— алюминиевый сборный радиатор охлаждения с плоскоовальной трубкой для автомобилей PORSCHE. В то время как традиционный алюминиевый сборный радиатор имеет круглые охлаждающие трубки, радиатор с плоскоовальными трубками возвращает нас к первым попыткам создания сборного радиатора. Зачем создавать радиатор с плоскоовальными трубками? Площадь контакта набегающего потока воздуха с такой трубкой на 30% больше, чем с круглой – соответственно, и теплоотдача больше.
— радиаторы с биметаллической сердцевиной. При создании таких радиаторов использовались комбинации традиционных материалов – меди, латуни, алюминия, стали. Наиболее яркий пример – сборный радиатор с круглыми алюминиевыми охлаждающими трубками и медными пластинами.
Материалы предоставлены компанией LUZAR — производителем автомобильных радиаторов
Конструционные особенности радиаторов. Взгляд изнутри.Часть первая
Внимание!Длинопост! Очень многа букав!
Мотаясь по просторам тырнетов, очень часто наталкиваюсь на статьи по поиску и замене радиаторов на автомобилях, в коих идут бурные ( и не очень) их конструкционных особенностях, материалах изготовления и технологических решений по производству.
К сожалению, информации подобного типа в сети крайне мало. Технологические циклы производства в наше время никто не предоставляет просто так( если вы понимаете, о чем я)) Менеджмент и маркетинг предоставляет покупателю информацию только о достоинствах той или иной технологии изготовления радиаторов. И часто эта информация, пропущенная через фильтр рекламы, становится всего лишь красивой оберткой))
В данном посте я попробую рассказать о большинстве технологий изготовления радиаторов, опишу их плюсы и минусы, а так же приведу немного теоретических выкладок. И так, поехали!))
Википедия на запрос «Радиатор», выдает одним из пунктов:
Радиатор ДВС
В двигателе внутреннего сгорания радиатор является теплообменником, объединяющим два контура системы охлаждения. В основном применяются трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные решётки радиаторов. В радиаторе для прохода охлаждающей жидкости применяют шовные или цельнотянутые трубки из латунной ленты толщиной до 0,15 мм. Используются и алюминиевые радиаторы: они дешевле и легче, но теплообменные свойства, при прочих равных условиях (размеры, площадь теплообмена и т. п.), и надёжность ниже.
Не будем углубляться в дебри ссылок, и типы систем охлаждения.Принципиальное устройство малого /большого контура, назначение помпы не знает, думаю, только ленивый(для королей лени-гугл в помощь)) Возьмем одну-«Замкнутая, жидкостная система охлаждения»
Итак, конструкционно, любой радиатор состоит из охлаждающей сердцевины, резервуаров( бачков, банок) и различного навесного и крепежного оборудования. Расположение радиатора в подкапотном пространстве бывает:
вертикальное-когда резервуары(далее-банки), располагаются друг над другом(горизонтально), радиатор имеет заливную горловину с крышкой-клапаном;
и горизонтальное-когда банки располагаются друг напротив друга (вертикально), заливная горловина отсутствуют, на расширительный бачок антифриз уходит по пара-воздушному штуцеру, расположенному в верхней части одной из банок.
Немного разберем цитату, приведённую выше.В основном применяются трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные решётки радиаторов. Данное выражение относится к, так называемым, радиаторам, изготовленным по «классической» технологии.
Слева показан трубчато-пластинчатая сердцевина, так называемое «плоское оребрение».Справа, соответственно, трубчато-ленточная сердцевина («ленточное»оребрение). Чаще всего материалом для обоих способов служит латунь.
Чтобы не говорил вам продавец, ЧИСТУЮ медь не один производитель не будет использовать-слишком мягкая и быстро окисляется. Под фразой МЕДЬ, производитель обычно имеет в виду, что чем меньше содержание цинка в используемом сплаве, тем больше сплав ближе к состоянию ЧИСТОЙ МЕДИ.
Не буду описывать принцип технологии, по этой ссылке
Принципиальная схема изготовления отработана производителями до мелочей, изготовления аналога радиатора(под замену оригинала) по данной технологии обеспечивает надежность работы изделия без каких-либо расчетов. Да, производители тупо копируют изделия друг у друга, и в 99% случаев аналог по эффективности не уступает оригиналу))). Поэтому, а также в связи с доступностью материала, «классическая» технология до сих пор ее используесят в изготовлении радиаторов.
Слабыми местами данной конструкции являются:
1.место пайки охлаждающих трубок с основанием-чаще всего радиатор начинает течь по углам, припой от вибрационных и динамических воздействиях «отщелкивается».
2.процесс пайки-полностью автоматизировать процесс пайки не возможно, поэтому сердцевины паяются (частично) в ручную что вводит человеческий фактор в производство, и как следствие, возможный брак.На видео, кстати, показана не полная пропайка трубок, которая чаще всего и приводит к образованию течей.
3.банки для таких радиаторов чаще всего изготавливаются из латуни, методом штамповки. А штамповка является дорогим удовольствием, так как требует изготовление матриц под КАЖДУЮ модель радиатора, а так же наличие как можно большего числа прессов-не будешь же ты переставлять и отстраивать пресс каждый раз под новый заказ))Кстати, поэтому некоторые производители изготавливают вместо латунных бачков-стальные.Их тоже можно применять, НО, сталь ооочень быстро корродирует и забивает в последствии трубки радиатора ржой)
4.ну и цена на материалы делает цену на конечный продукт выше, чем, например, на алюминиевые радиаторы)
Тем не менее, данную технологию применяют до сих пор( по опыту скажу-в оборонке только-только алюминий начал приходить на смену медяхе), некоторые автолюбители пытаются купить себе на заказ медный радиатор взамен алюмишки. Ну тут хозяин барин))
Многие акцентоводы сталкивались с радиаторами, у которых сердцевина выполнена в виде круглых трубок, смонтированных через резинки в «ванночки»(билят, мужики, это не ванночки, это основание!)Ну «донья», на худой конец))
Говоря скупым языком технаря-сердцевина в таких радиаторах монтируется с помощью радиально-уплотнительных втулок. Такой способ изначально подразумевает, что сердцевина целиком( или отдельные охлаждающие трубки) возможно поменять, в случае повреждения сердцевины. При этом вскрытие всего радиатора не требуется.
Да идея хороша, и она не нова. Первые образцы радиаторов на радиально-уплотнительных были разработаны в послевоенные годы. Принцип быстрой замены сердцевины, без снятия всего радиатора, в полевых условиях( в теории) стал главным козырем маркетологов. Огромным плюсом также являлось то, что сердцевина, за счет использования этих самых втулок, меньше подвергалась вибрационным нагрузкам, что повышает ее срок службы.Но.
Как всегда есть НО!) Первые образцы использовали круглую трубку, а не плоско-овальную, как в «классической» технологии.
Немного выкладок-при использовании круглой трубки, схема расположения рядная, при обдуве, поток воздуха создает » турбулентное» завихрение за обдуваемой трубкой, так называемую «мертвую тень», в которой не происходит охлаждение трубки.А, учитывая рядное расположение, теплосъем происходит только с боковых стенок трубок, соответственно рабочая(полезная) площадь теплосъема уменьшается.
Поэтому производители стали использовать шахматную схему расположения трубок. Что, в свою очередь, уменьшало количество теплообменных каналов при равных габаритах.Как пример, именно поэтому радиаторы на круглых трубках и втулках не работают на наших акцентах-меньше пропускная способность, меньшее количество теплообменных каналов(в сравнении с оригиналом), и как следствие, меньший теплосъем всего изделия в целом.Скученность подкапотного пространства не позволяет изготовить аналог по такой технологии без увеличения габаритов радиатора))
Более поздний варианты использует сплющенную круглую трубку, чтобы исключить эффект «мертвой тени». Схемы расположения трубок в таком случае различные
Чаще всего данную технологию применяют на тяжелой спец-технике: грейдеры, карьерные самосвалы, буровые и компрессорные установки, где габаритные размеры радиатора менее ограничены.Но, на такой серьезной технике радиаторы расчитываются и подбираются на основе лабораторных испытаний, расчетах теплового баланса работы двигателя.
.здесь плюсы технологии перекрывают минусы, так как аксиома «время-деньги» здесь основополагающая))
Развитие промышленности открыло новые горизонты, и на смену медно-латунным радиаторам постепенно начали приходить алюминиевые.
Одна из технологий, применяемых до сих пор, является ТАСПО. Аббревиатура переводится как теплообменные аппараты с подрезным оребрением. Что это значит, мы сейчас разберем.
На офф сайте белорусской компании ТАСПО достаточно подробно описана история компании с регалиями, и коротееенько технология))Ну эт как у всех))Попробую описать чуть подробнее))
Цитата: «.изготовление отдельно оребренных плоских многоканальных труб безотходным методом подрезания и отгиба тонких слоев металла с поверхности заготовки с последующей сборкой теплообменников с помощью клеевых составов, пайки или аргоно-дуговой сварки». Говоря русским языком, производитель берет алюминиевую трубку(на ней чуть позже остановимся) и из «тела» трубки как бы » поднимает» оребрение.
Одно из главных достоинств той технологии-это алюминиевая трубка, изготовленная методом экструзии.Трубка получается бесшовной, в теории-способной выдерживать давление свыше 25 БАР. Вся загвоздка-в способе оребрения. Для «поднятия» оребрения из «тела» трубки требуется особый спец.инструмент, который, в свою очередь» требует очень тонкой настройки на станки. Если интересно-отвечу в комментах, а пока-пара фото старых описаний данной технологии)
Система охлаждения двигателя
✔ Назначение и классификация систем охлаждения
Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.
Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.
Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.
Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).
По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:
✔ принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
✔термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
✔комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.
Устройство системы охлаждения
Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ). В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.
ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.
✔ Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые. Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.
В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.
В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.
В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.
Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок. В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.