Повітряне охолодження двигуна: принцип роботи, переваги і недоліки

Більшість автолюбителів знайоме лише з традиційними типами двигунів з рідинним СОД. А адже існують і мотори, де використовується повітряне охолодження двигуна, і це не тільки ЗАЗ 968. Давайте детально розглянемо будову, принцип дії повітряної системи охолодження, а також недоліки і переваги такого рішення. Ця інформація буде корисна для кожного автолюбителя.

Призначення

У процесі роботи ДВС температури в камері згоряння можуть досягати 2000 градусів. Якщо не буде надійної системи охолодження, підвищиться витрата мастила і пального. Перегрів призведе до швидкого зносу і поломки двигуна.

Якщо мотор не буде достатньо прогріватися, це також буде на ньому негативно позначатися. Якщо спостерігається переохолодження, це загрожує зниженням потужності, інтенсивним зносу, підвищеною витратою пального.

Більш того, у більшості сучасних автомобілів, крім основних завдань, дана система виконує і другорядні функції. Насамперед це забезпечення роботи обігрівача. Також система покликана охолоджувати не лише сам двигун, але і олія, рідина в автоматичній коробці передач. Іноді вона діє і на дросельний вузол разом з впускним колектором.

У сучасній системі (будь то рідинне або повітряне охолодження двигуна) розсіюється до 35 відсотків тепла, виробленого в результаті горіння паливо-повітряної суміші.

Пристрій і принцип дії

В повітряній системі найголовнішим є повітряний потік. За допомогою повітря тепло відводиться від камер згоряння, ГБЦ, масляних радіаторів. Система являє собою вентилятор, охолоджувальні ребра в циліндрах і на ГБЦ. Також в пристрої є знімний кожух, дефлектори і рішення для контролю за роботою системи. Вентилятор системи охолодження двигуна оснащений сіткою для захисту лопатей від потрапляння сторонніх предметів.

Додаткові ребра дозволяють збільшити площу поверхні, яка контактує з повітрям. За рахунок цього повітряне охолодження двигуна ефективно справляється зі своїм завданням.

Потік повітря при роботі двигуна в примусовому порядку подається до мотору за допомогою лопатей вентилятора – вони переважно виготовлені з алюмінію. Не потрібно пояснювати, напевно, чому включається вентилятора охолодження на холодному двигуні. Повітряний потік проходить між ребрами, а потім рівномірно розділяється за рахунок дефлекторів і проходить через всі гарячі деталі двигуна. Таким чином, мотор не нагрівається надмірно.

Вентилятор подає в систему охолодження потік повітря об’ємом 30 кубічних метрів в хвилину. Цього достатньо для забезпечення нормальної роботи двигуна з невисокою потужністю і невеликим об’ємом.

Як влаштований вентилятор?

Даний вузол є основним у повітряному охолодженні двигуна. Головна деталь – це ротор вентилятора. Щоб оптимізувати повітряний потік, форму і конструкцію елементів ретельно прорахували інженери.

Дивіться також:  "Рено-Магнум": відгуки, опис, технічні характеристики, фото. Сідельний тягач Renault Magnum

Вентилятор являє собою направляючий дифузор і ротор, оснащений вісьмома лопатками, розташованими радіально. Дифузор володіє своїми лопатями вони мають змінне перетин. Головна їх завдання – створити спрямований повітряний потік. Вони зроблені нерухомими і рівномірно розподілені по колу.

Лопаті на спрямовуючий апараті покликані змінювати напрямок потоку повітря – повітряний потік рухається в сторону, що протилежна обертанню ротора. Це підвищує тиск повітря і поліпшує охолодження двигуна.

Вентилятор на ранніх конструкціях приводився в рух від шківа колінчастого вала за допомогою приводного ременя. Направляючий пристрій нерухомо і закріплено на блоці двигуна. В сучасних чотиритактних двигунах повітряного охолодження вентилятор приводиться в дію за рахунок електродвигуна. Але таких моделей мало.

Природна система повітряного охолодження

Це вважається найбільш простим рішенням. На зовнішній поверхні блоку двигуна встановлені спеціальні ребра, через які і віддається максимальну кількість тепла. Дану систему можна зустріти на мотоциклах, мопедах і скутерах, поршневих двигунах самого різного призначення.

Переваги

Головне серед усіх інших переваг повітряного охолодження двигуна – це простота конструкції. В системі відсутній помпа, радіатор, термостат, патрубки та хомути, трубки підведення і відтоку антифризу.

Друга важлива перевага – висока ремонтопридатність. Наприклад, у тракторних силових агрегатах є індивідуальні циліндри. Якщо сталася поломка, то при необхідності можна замінити циліндр або усунути несправність. У двигунах з рідинним охолодженням у разі пошкодження будь-якого з циліндрів доведеться міняти блок повністю або выпрессовывать гільзи.

Для прикладу не варто далеко ходити. Візьмемо двигун Tatra T815. Це двигун з повітряним охолодженням. Головки блоку тут зроблені роздільними. У разі необхідності ремонту не потрібно знімати ГБЦ повністю. Навіть дуже серйозні роботи по ремонту можна виробляти без демонтажу блока двигуна.

Двигуни, оснащені повітряним охолодженням, більш ресурсні. Якщо в моторі з рідинною системою ушкодяться патрубки чи послабляться хомути, то агрегат експлуатувати не можна, так як охолоджуюча рідина піде. Також існує небезпека викиду гарячої рідини із системи. Всіх цих недоліків позбавлені повітряні системи.

Навіть серйозні пошкодження охолоджуваної поверхні на блоці двигуна або ГБЦ не зможуть завадити подальшому використанню мотора. Це дуже великий плюс. Крім того, двигуна потрібно значно менше часу для виходу в робочий режим – немає необхідності в прогріванні рідини, що актуально взимку. Все це зумовлює значно менші витрати на обслуговування і експлуатацію подібних силових агрегатів.

Недоліки

Не обійшлося і без недоліків. Перш ніж придбати авто, оснащений такою системою охолодження, слід знати основні мінуси даних рішень.

Дивіться також:  Вся правда про двигуни «Honda GX 390»

Так, робота двигуна супроводжується непомірно гучним шумом. Шум створює цей працюючий вентилятор. Ще один мінус – це розміри, так як мотор комплектується обдувающими пристроями. Навіть при сучасних темпах розвитку технологій, повітряні потоки нерівномірно спрямовані, а значить, є ризик локальних перегрівів. Двигуни такого типу дуже чутливі до якості бензину, масла, пред’являються високі вимоги до стану основних деталей в моторі.

Але автомобілі з такою системою міцно зайняли своє місце в автомобілебудуванні. Цими силовими агрегатами оснащують вантажні авто, є кілька легкових моделей. На повітряному охолодженні працює сільськогосподарська і військова техніка, деякі дизельні двигуни.

Популярні міфи

Першим відомим автомобілем з повітряним охолодженням був «Запорожець». Він повністю підірвала довіру вітчизняного водія до такої системи. Часто автовласники скаржилися на сильні перегріви, недостатню потужність і часті виходи з ладу. При цьому німецький «Жук» з приблизно такою ж системою користувався великою популярністю, попит на нього був дуже хороший.

Давайте, грунтуючись на характеристиках німецького автопрому, детально розглянемо і зруйнуємо популярні міфи, які переслідують двигуни такої конструкції.

ДВО програє рідинної системи за рахунок перегрівів

Це не істина в останній інстанції. Насправді температурні характеристики, навпаки, слід вважати перевагою. Природно, за рахунок низької теплопровідності повітря просто не зможе так швидко відводити тепло, як в системах з антифризом.

Але різниця між температурою на циліндрах і температурою зовнішніх середовищ значно більше, ніж між рідиною і стінками блоку і ГБЦ. Погода в меншій мірі здатна впливати на температурний режим охолодження. Двигуни з рідинною системою мають підвищений ризик перегріву влітку. Особливо це актуально в літній спекотний день. Також власники можуть зіткнутися з проблемою, чому включається вентилятор охолодження на холодному двигуні. У «воздушниках» такого немає.

Габарити

Вище серед недоліків ми виділили пункт про габаритах. Якщо порівняти між собою розміри моторів з різними типами охолодження та іншими однаковими характеристиками, то перевага все одно буде за «воздушником».

Навіть незважаючи на те, що вентилятор і дефлектор – це досить громіздкі пристрої, параметри «повітряники» менше, ніж у варіанті з рідинним охолодженням.

Крім того, для розміщення традиційної водяної системи потрібно більше простору під капотом, щоб розмістити додаткове обладнання. На кузові встановлено немаленький радіатор з вентилятором. Чимало місця займають шланги і патрубки.

«Повітровідвідники» програють в надійності

Статистика показує, що в одному з п’яти випадків відмови мотора виною є рідинне охолодження. Причина тут в таких деталях – термостат, радіатор, помпа. Навіть самий сучасний двигун повітряного охолодження Tatra зразка 89 року більш надійний, ніж мотор нового «Поло-Седан» або «Соляріса».

Дивіться також:  Відновлення "Ниви" своїми руками

Що ж стосується «повітряників», то ймовірність поломки значно нижче, так як конструкція набагато простіше – тільки вентилятор і дефлектор.

«Повітровідвідники» гучні

А ось це правда. Але навіть величезний самоскид «Татра» не реве мотор просто більш гучний. В особливостях конструкції не передбачено яких-небудь ефективних звукопоглинальних систем. У рідинних двигунах такі системи є. Крім того, шум посилюється за рахунок проходження повітряних потоків через ребра циліндрів і головок.

Типові несправності

При всій надійності повітряних систем, поломки трапляються і тут. Одна з популярних несправностей – це електроніка. У системі є датчик температури. Для тих, хто не знає, де знаходиться датчик температури двигуна: він розташований в масляному піддоні. В результаті завищених показань даного датчика система може дати збій.

Якщо на панелі приладів засвітилася лампа несправності, то частіше за все причина полягає в обриві ременя. Рідше діагностуються проблеми, пов’язані з термостатом.

Особливості вибору масла

Є думка, що потрібно використовувати спеціальне масло для двигунів з повітряним охолодженням. І це так. Справа в тому, що температура навантаження на деталі поршневої групи в двигунах з повітряним охолодженням значно вище, ніж у агрегатів з водяним.

В основі цих спеціальних масел найчастіше лежать поліальфаолефіни масла грубої очистки на базі мінеральної або синтетичної природи. До цього комплексу застосований комплект присадок, які забезпечують надійний захист двигуна, що протистоять залягання кілець, поліпшують енергозбереження. Будь оліях вже є добавки, які ефективно захищають агрегат від заклинювання за рахунок стійкої базової формули.

Про ремонт і обслуговування

Для експлуатації даних двигунів власник повинен трохи розуміти принцип роботи системи і знати, де знаходиться датчик температури двигуна. В іншому, це надійна охолоджуюча система, аналогів по простоті пристрою якої немає. Не треба раз у два роки міняти антифриз, не треба використовувати герметик для усунення течі, періодично міняти помпу. І таких «не потрібно» досить багато.

Висновок

Отже, ми з’ясували, що собою являє двигун з повітряним охолодженням. Як бачите, це досить надійні агрегати. Однак, як показує статистика, серійних авто з такими ДВС дуже мало. У більшості автовиробники практикують класичне рідинне охолодження двигуна. Повітряне можна зустріти хіба що на деяких вантажівках і на скутерах.