Для чего нужен теплообменник в автомобиле

DurstigGeschwin › Блог › Что такое ТЕПЛООБМЕННИК в авто ?

Добрый день!
Долго меня интеррисовала эта тема и вот решил разобраться))))
Радиа́тор (новолат. radiātor — «излучатель») — устройство для рассеивания тепла в воздухе (излучением и конвекцией), воздушный теплообменник
Теплообменник — устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры. По принципу действия теплообменник рекуператор.
Рекуперáтор — теплообменник поверхностного типа для теплообмена между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку

Масло мощных двигателей подвержено значительному нагреву, поэтому такие моторы оснащаются системами охлаждения масла. В ряде двигателей для этой цели используются жидкостно-масляные теплообменники — о теплообменниках, их назначении, устройстве, работе и техническом обслуживании читайте в данной статье.
При нагреве двигателя нагреву подвергается и масло, циркулирующее в системе смазки, и чем мощнее двигатель, тем в более сложных тепловых условиях работает масло. Перегрев моторного масла чреват серьезными проблемами — изменяется вязкость масла, повышается интенсивность его выгорания и разложения, и в целом ухудшаются его рабочие характеристики. Перегретое масло обеспечивает недостаточно качественную смазку трущихся деталей, а также усложняет охлаждение двигателя, а это уже может вылиться в разнообразные поломки силового агрегата вплоть до заклинивания.
Поэтому на многих двигателях внутреннего сгорания в систему смазки вводится дополнительный элемент, обеспечивающий охлаждение масла. На бензиновых моторах чаще применяется традиционный масляный радиатор, а на дизелях, которые в целом нагреваются меньше своих бензиновых собратьев, используются жидкостно-масляные теплообменники (ЖМТ или водомасляные теплообменники).
В чем отличие между радиатором и ЖМТ? Главное — используемый способ охлаждения масла. Отвод тепла от радиатора осуществляется просто набегающим потоком воздуха, а в теплообменнике тепло от масла отводится потоком охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения силового агрегата. ЖМТ имеет как преимущества перед традиционным радиатором, так и недостатки.
Из преимуществ стоит отметить два. Во-первых, температура масла в ЖМТ не опускается ниже температуры охлаждающей жидкости, а это значит, что в деталях двигателя, соприкасающихся одновременно с маслом и ОЖ, возникает меньше напряжений, и в целом мотор работает в лучшем температурном режиме. Во-вторых, теплообменник можно устанавливать в любом удобном месте на двигателе, при этом можно отказаться от длинных трубопроводов и множества соединений. Для работы радиатора, как известно, необходим поток воздуха, что вызывает сложности с его установкой и требует применения дополнительных деталей.
Из недостатков водомасляного теплообменника можно отметить его более сложную конструкцию, необходимость технического обслуживания и ремонта. Кроме того, ЖМТ — это довольно сложный агрегат, в котором необходимо обеспечить герметичность, что иногда становится причиной проблем (в частности, из-за старения прокладок и разбалтывания креплений). Радиатор в этом плане более надежен и прост. Однако в большинстве случаев на дизельных двигателях эффективнее работают именно теплообменники.
В настоящее время водомасляные теплообменники широко применяются на отечественных двигателях КАМАЗ и ЯМЗ, также ЖМТ нашли применение во многих современных грузовиках зарубежного производства и даже в компактных моторах легковых автомобилей.
На современных двигателях находят применение два типа масляных теплообменников:
• Кожухотрубные (или просто трубчатые);
• Пластинчатые.
Кожухотрубные ЖМТ устанавливаются преимущественно на двигателях КАМАЗ, пластинчатые используются на агрегатах ЯМЗ и других. Эти теплообменники имеют серьезные отличия в конструкции и некоторые особенности работы.
Кожухотрубный ЖМТ. Его основу составляет литой алюминиевый цилиндрический корпус, внутри которого устанавливается сердцевина. Сердцевина состоит из ряда параллельных тонкостенных трубок, заключенных в кожух. Кожух разделен на несколько секций (в КАМАЗ таких секций четыре) поперечными пластинами. Корпус теплообменника с одной стороны закрыт подводящим коллектором, с другой стороны — отводящим коллектором (они устанавливаются через прокладки). Непосредственно в корпусе выполнены фланцы для монтажа сборки из масляных фильтров и термосилового клапана (который помещен в корпус с каналами).
Водомасляный теплообменник монтируется непосредственно на блок двигателя, его коллекторы соединяются с системой охлаждения двигателя. Таким образом, теплообменник становится частью системы охлаждения двигателя, и через него пропускается определенное количество охлаждающей жидкости. Жидкость проходит через сердцевину теплообменника, причем из-за наличия поперечных пластин в кожухе путь охлаждающей жидкости увеличивается (она четыре раза пересекает систему трубок) и эффективность отвода тепла повышается.
Работает такой теплообменник просто. Масло из картера двигателя с помощью насоса нагнетается в фильтры, а из них — в каналы двигателя. При повышении температуры масла до 95-97°C срабатывает термоклапан, и часть потока масла направляется в теплообменник — здесь масло проходит по системе труб, омываемых потоком охлаждающей жидкости, охлаждается до необходимой температуры и поступает в двигатель. При повышении температуры до 110-112°C через ЖМТ проходит уже весь поток масла, поступающий на фильтры. При температуре 115°C наступает перегрев масла, с которым ЖМТ уже не справляется, в этом случае загорается индикаторная лампа, сообщающая о необходимости остановить автомобиль и охладить мотор.
Пластинчатый теплообменник. Его основу тоже составляет корпус, внутри которого находится пакет гофрированных металлических пластин (или теплопередающих элементов). Пластины установлены таким образом, что их гофры образуют два встречных и много раз пересекающихся потока: один — поток охлаждающей жидкости, второй — поток горячего масла. Тепло от масла через пластины передается охлаждающей жидкости, за счет чего и обеспечивается поддержание температуры масла на необходимом уровне.
Пластинчатый ЖМТ монтируется на блок двигателя, при этом теплообменник отделен от масляных фильтров и оснащается только перепускным клапаном. Такое решение упрощает конструкцию, обслуживание и ремонт теплообменника (так как для ремонта или демонтажа данного узла не нужно снимать другие детали).

Источник: www.drive2.ru

Теплообменник или как понять, что антифриз попал в масло!

Теплообменник — это техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами, имеющими различные температуры.

Скажем сразу откровенно слабое место всех современных двигателей!

Перемешивание моторной смазки с охлаждающей жидкостью двигателя – неисправность критическая, требующая немедленного вмешательства и устранения. Другими словами, эксплуатировать машину нельзя, только ремонтировать. Хоть и нечасто, но такая проблема встречается на новых и подержанных автомобилях. Чтобы избежать дорогостоящих ремонтов, хозяин авто должен четко представлять порядок своих действий, когда обнаружено масло в антифризе.

Система охлаждения силового агрегата представляет собой сеть каналов, проходящих через блок и головку цилиндров. Она герметична и потому работает под давлением, возникающим в результате нагрева и расширения жидкости. Система смазки имеет похожее строение, только каналы более узкие, а давление создает масляный насос.

Крайне важно следить за уровнями и состоянием технических жидкостей, масла и антифриза.

Существует несколько причин, по которым происходит смешивание двух разных жидкостей:

1. В автомобилях с современными и сложными двигателями присутствует элемент охлаждения моторной смазки – масляный радиатор или по другому ТЕПЛООБМЕННИК. В нем и случается перемешивание антифриза с маслом в результате пробоя прокладок.
2. Прокладка между головкой и блоком цилиндров – слабое место любого мотора. Когда в ней возникает мельчайшая трещина, жидкость с более высоким давлением проникает в «чужую» систему. Как правило, масло поступает в антифриз, потому что масляный насос «давит» сильнее, нежели помпа. Хотя случается и взаимное проникновение.
3. Трещины в металле самой ГБЦ.

Как определить попадание смазки в антифриз:

• из-за ухудшения охлаждающих свойств антифриза двигатель начинает сильнее греться, чаще срабатывает электрический вентилятор;
• уровень масла постепенно снижается, а тосола – повышается (заметить довольно сложно);
• крыльчатка помпы взбивает масляно-водяную смесь, превращая ее в густую белую эмульсию, засоряющую фильтр, отчего падает давление моторной смазки;
• снаружи на блоке либо корпусе теплообменника видны потеки, берущие начало возле прокладки (появляются не всегда);
• масло в расширительном бачке меняет цвет и консистенцию охлаждающей жидкости.

Как правило, беда не приходит одна. Тосол, попавший в поддон картера, может создать серьезные проблемы: в лучшем случае эмульсия засорит смазывающие каналы и фильтр. При худшем раскладе коленчатый вал провернет вкладыши (подшипники скольжения) в результате масляного голодания. Дорогостоящий ремонт обеспечен.

Признак поломки хорошо заметен – из выхлопной трубы валит белый дым в большом количестве, а мощность мотора резко падает.

Когда подобная проблема возникает на машине, оборудованной теплообменником – охладителем моторной смазки, возникают затруднения с самостоятельной диагностикой неисправности. Если внешние признаки в виде потеков отсутствуют, то после выявления эмульсии в расширительном бачке срочно обращайтесь в наш автотехцентр, мы проведем замену прокладок теплообменника и промоем масляную и охлаждающую системы.

На автомобилях марок GM теплообменник расположен за коллектором, и постоянно подвержен сильному нагреву, из-за этого прокладки дубеют и начинается течь масла!

Все современные моторы теплонагруженные, рабочая температура моторов достигает 103-105С, а у некоторых моторов еще выше. Детонация ДВС, высохшие пластиковые трубки, дубовые резиновые прокладки и преждевременное окисление масла являются платой за экологичность.

Источник: mirgm.ru

Теплообменник КАМАЗ масляный: защита масла от перегрева

На актуальных модификациях двигателей КАМАЗ предусмотрена система охлаждения масла, построенная на одном узле — масляном теплообменнике. Все о данных деталях, их типах, конструкции, принципе работы и применяемости, а также о верном выборе, ремонте и замене теплообменников — читайте в данной статье.

Что такое масляный теплообменник КАМАЗ?

Масляный теплообменник (жидкостно-масляный теплообменник, ЖМТ) — узел систем смазки и охлаждения дизельных силовых агрегатов высокой мощности; встраиваемый в систему жидкостного охлаждения двигателя теплообменник специальной конструкции, обеспечивающий охлаждение моторного масла за счет теплообмена с потоком охлаждающей жидкости.

Система смазки мощных дизельных агрегатов КАМАЗ работает в тяжелых условиях, масло постоянно подвергается действию высоких температур и постепенно теряет свои качества. На определенных режимах моторное масло может перегреваться, что ведет к уменьшению его вязкости и смазывающей способности, а также к интенсивному разложению и выгоранию. В конечном итоге перегретое масло ухудшает работу двигателя и даже может стать причиной его выхода из строя. Эта проблема решается введением в систему смазки двигателей КАМАЗ элемента для охлаждения масла — теплообменника.

Масляный теплообменник является составной частью систем смазки и охлаждения мотора, он обеспечивает отвод излишнего тепла от масла за счет активного теплообмена с омывающим потоком охлаждающей жидкости (ОЖ). Именно поэтому устройства данного типа называются жидкостно-масляными теплообменникам, или ЖМТ. Данный агрегат выполняет несколько функций:

• Частичное охлаждение масла при температуре двигателя менее 100 градусов;
• Охлаждение всего поступающего на мотор масла при температуре в пределах 100-110 градусов;
• Сокращение расхода масла на угар и продление его ресурса;
• Обеспечение оптимального температурного режима различных систем двигателя — благодаря ЖМТ температура масла никогда не падает ниже температуры ОЖ, что способствует более равномерному прогреву деталей мотора, снижению механических напряжений и т.д.;
• Упрощение конструкции системы охлаждения масла и сокращение стоимости двигателя при обеспечении нормальных характеристик его работы.

Сегодня теплообменники устанавливаются в большинстве дизелей КАМАЗ, соответствующих нормам Евро-2 и выше, они играют важную роль в обеспечении нормальных характеристик силового агрегата на всех режимах работы. Неисправный теплообменник подлежит скорейшему ремонту или полной замене, но прежде, чем покупать новую деталь, следует разобраться в конструкции и работе этих устройств.

Устройство и принцип действия масляных теплообменников КАМАЗ

На двигателях КАМАЗ в настоящее время находят применение только ЖМТ кожухотрубного (трубчатого) типа различных модификаций. Конструктивно данный агрегат довольно прост, он состоит из следующих деталей:

• Корпус (кожух);
• Сердцевина с дефлектором;
• Подводящий коллектор;
• Отводящий коллектор.

Основу конструкции составляет алюминиевый цилиндрический корпус (кожух), на стенке которого выполнены каналы и привалочные поверхности для присоединения к блоку масляных фильтров (установка выполняется через прокладки). Торцы кожуха закрываются специальными крышками с патрубками — подводящим и отводящим коллекторами, первый обеспечивает подачу охлаждающей жидкости из водяной рубашки блока цилиндров внутрь корпуса, а второй отводит жидкость обратно в систему охлаждения двигателя. На корпусе выполнены сверления и каналы под установку перепускных клапанов, обеспечивающих перепуск масла в обход теплообменника при засорении его сердечника.

Внутрь корпуса устанавливается сердцевина — сборка тонкостенных медных или латунных трубок, помещенных в пакет поперечных металлических пластин. На сердцевине расположено пять пластин с выступающей частью, которые делят всю деталь на четыре секции, что обеспечивает изменение направления потока масла. С одной стороны сердцевины располагается фланец, который при монтаже упирается в торец корпуса, с противоположной стороны фланец имеет такой диаметр, чтобы плотно входить внутрь кожуха, на нем же располагается несколько уплотнительных колец. Такая конструкция обеспечивает разделение потока охлаждающей жидкости и масла, препятствуя их смешиванию. А для правильного направления потока масла с одной стороны сердцевины располагается дефлектор — незамкнутое металлическое кольцо с щелью.

В собранном ЖМТ образуется теплообменник с двумя изолированными потоками: по трубкам сердечника протекает ОЖ, а по пространству между трубками и стенками кожуха протекает масло. Благодаря разделению сердечника на четыре секции путь потока масла увеличивается, чем достигается более эффективная отдача тепла охлаждающей жидкости.

ЖМТ монтируется на двигатель в сборе с блоком масляных фильтров (здесь же размещается термосиловой клапан, регулирующий поток масла через теплообменник), его подводящий и отводящий коллекторы соединяются с соответствующими патрубками на блоке цилиндров. В большинстве конструкций подводящий коллектор соединяется с блоком посредством короткой трубы, а отводящий коллектор — с помощью привалочной поверхности.

Работает ЖМТ следующим образом. При температуре двигателя ниже 95 градусов термосиловой клапан закрыт, поэтому весь поток масла от масляного насоса проходит через фильтры и сразу поступает в систему смазки двигателя. При повышении температуры выше 95 градусов клапан открывается, и часть масла от фильтров направляется на ЖМТ — здесь оно проходит внутри кожуха вокруг сердцевины, отдает излишнее тепло проходящей по трубам ОЖ, и только затем поступает в систему смазки двигателя. При росте температуры свыше 100 градусов термоклапан направляет в ЖМТ уже весь поток масла от фильтров. Если по каким-либо причинам температура двигателя превысила 115 градусов, охлаждение масла в ЖМТ становится неэффективным и может наступить перегрев — о наступлении аварийной ситуации предупреждает соответствующий индикатор на приборной панели.

Применяемость масляных теплообменников на автомобилях КАМАЗ

ЖМТ устанавливаются только на дизельные двигатели КАМАЗ 740 различных модификаций экологических классов Евро-2, 3 и 4. Сегодня используется два типа теплообменников:

• Каталожный номер 740.11-1013200 — короткая модификация;
• Каталожный номер 740.20-1013200 — длинная модификация.

Отличие данных деталей заключается в конструкции коллекторов и, следовательно, в способе подключения к системе охлаждения. В коротком ЖМТ отводящий коллектор имеет только привалочную поверхность на торце для присоединения патрубка с помощью болтов или шпилек. Теплообменники с таким коллектором являются универсальными, они подходят для большинства КАМАЗовских двигателей различных экологических классов. В длинном ЖМТ на отводящем коллекторе расположен патрубок для присоединения шланга с фиксацией металлическом хомутом. В остальном обе детали идентичны и могут присоединяться к стандартным сборкам фильтров.

Как верно подобрать и заменить масляный теплообменник КАМАЗ

Жидкостно-масляные теплообменники имеют простую конструкцию, что обуславливает их высокий ресурс и надежность. Однако с течением времени сердечник ЖМТ засоряется, пространство между пластинами забивается различными отложениями — это приводит к повышению сопротивления потоку масла и снижает эффективность теплообмена. При чрезмерном засорении срабатывает перепускной клапан, и масло из фильтров поступает в двигатель в обход теплообменника. В результате охлаждение масла ухудшается и даже при малой нагрузке высок риск перегрева. Если возникает такая ситуация (загорается соответствующая индикаторная лампа, наблюдается ухудшение работы мотора), масляный теплообменник необходимо проверить, демонтировать с двигателя, подвергнуть разборке и очистке.

Также в деталях теплообменника в результате процессов коррозии или при повреждении возникают трещины и щели, через которые масло попадает в охлаждающую жидкость. Эта же проблема наблюдается при износе или повреждении уплотнительных элементов. В этом случае ЖМТ подлежит ремонту или полной замене. Сегодня на рынке присутствуют различные по комплектации ремонтные комплекты, содержащие прокладки, сердечники, коллекторы и другие детали. Если же ремонт выполнить невозможно или нецелесообразно, то необходимо полностью заменить деталь. Все работы выполняются в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию транспортного средства. Перед ремонтом осуществляется слив охлаждающей жидкости и части масла, после замены все жидкости доводятся до нужного уровня. Впоследствии ЖМТ требует лишь регулярного осмотра и проверки клапанов при каждом регламентном ТО.

Если теплообменник подобран и установлен правильно, то моторное масло всегда будет иметь оптимальную температуру, обеспечивая эффективную работу силового агрегата.

Источник: www.autoopt.ru