Автомобильный радиатор конструкция оптимального охлаждения

Автомобильный радиатор конструкция оптимального охлаждения

Автомобильный радиатор транспортного средства, фактически выступающий теплообменником, является важной составляющей конструкции машины. Последствия при отсутствии рассеивания тепла в процессе эксплуатации машины, способны выдать катастрофический эффект (точнее – дефект). Соответственно, речь идёт о действительно важной детали автомобиля стандартизированного изготовления. Стандартом определяются требования, необходимые для производства теплообменников автомобилей. Владельцам машин желательно знать относительно существующих критериев, учитывая, что сведения о конструкции несут за собой знания, касающиеся правильного обслуживания системы.

Автомобильный радиатор применение + принцип работы

Существующий стандарт охватывает общие требования и методы испытаний автомобильных радиаторов, изготовленных на основе меди и латуни, дополненных стальными кронштейнами. Такого рода деталь предназначена  для использования в составе конструкций:

  • легковых автомобилей,
  • грузовиков,
  • тракторов,
  • иных (внедорожных) транспортных средств.

Для отмеченной списком техники исключаются радиаторы, конструкция которых содержит болтовые или литые коллекторные ёмкости. Также не распространяется данный стандарт на автомобильные радиаторы, сделанные из алюминия или пластика.

Большинство автомобильных систем охлаждения состоит из следующих компонентов:

Среди этих компонентов радиатор (теплообменник) автомобиля выступает наиболее заметной деталью системы, поскольку выступает системным теплообменником.

Автомобильный радиатор конструкция оптимального охлаждения + система
Конструкция в целом с полным набором комплектующих деталей: 1 – теплообменник; 2, 8 – шланг соединительный; 3 – термостат; 4 – крышка теплообменника; 5 – вентилятор; 6 – водяной насос; 7 – линия охлаждения трансмиссии

Установленным стандартом применяются следующие определения на автомобильный радиатор – устройство, призванное охлаждать двигатель машины. Здесь в качестве охлаждающей среды используется вода. Однако вода, циркулирующая по трубкам, предварительно охлаждается воздухом, продуваемым сквозь ребристо-трубчатую область автомобильного радиатора.

Воздушный поток, используемый для продува сквозь ребристо-трубчатую область, формируется благодаря работе вентилятора, являющегося неотъемлемой частью системы. К тому же эффект воздушного потока усиливает движение транспортного средства. Причём, чем выше скорость движения машины, тем более эффективным становится воздушный поток.

Автомобильный радиатор типичное исполнение + материалы

Промышленностью изготавливаются к применению на практике два типа автомобильных радиаторов, исходя из технологии исполнения ребра области теплообменника:

  1. Плоский сердечник ребра.
  2. Гофрированная сердцевина ребра.

Типичное же исполнение устройства охлаждения двигателя машины в целом представлено на картинке выше. Между тем, крышка сброса давления (заливной горловины) может располагаться на расширительном бачке, отдельно установленном на удалении от автомобильного радиатора.

Таблица деталей комплектующих автомобильный радиатор:

Комплектующая деталь Материал Степень прочности
Трубки Латунь 90/110 (Тест Виккерса)
Плоские рёбра Медь 100/115 (Тест Виккерса)
Гофрированные рёбра Медь 80/110 (Тест Виккерса)
Коллекторная плита Латунь 90/110 (Тест Виккерса)
Водонапорная ёмкость Латунь Глубокая протяжка
Отделы Латунь Жёстко-бесшовная
Кронштейны Латунь Глубокая протяжка

Латунные трубки, согласно установленным требованиям, представляют 100% проверенные точечные отверстия. Применяемый материал не содержит в принципе каких-либо загрязнений, способных препятствовать удовлетворительному смачиванию припоем и спайке соединений в нормальных производственных условиях. Технология полностью исключает наличие:

  • окислов,
  • точечных отверстий,
  • вздутий,
  • чешуек,
  • царапин,
  • других подобных дефектов.

Конструкция ребра предполагает достаточную лицевую прочность, чтобы предотвратить деформацию при обычном обращении на практике.

Автомобильный радиатор конструкция оптимального охлаждения + исполнение ребра
Автомобильный радиатор + исполнение рёбер: слева – плоский сердечник ребра; справа – гофрированная сердцевина; 1 – вход воды; 2 – стенка трубки; 3 – ребро; 4 – поток воздуха

Применительно к автомобильным радиаторам хорошего качества, сталь для производства кронштейнов и рам применяется исключительно холоднокатаная. Такой материал позволяет формовать систему без риска растрескивания и разрушений под воздействием вибрации.

Стальной лист защищён от коррозии приемлемым технологичным методом, например — терновое покрытие, фосфатирование и т. п. Применяется сталь без дефектов, таких как:

  • окалина,
  • ржавчина,
  • пузыри и расслоения.

Припой мягкой структуры используется для соединения различных частей радиатора автомобиля. Мягкий припой изготавливается на основе первичного металла или чистого лома. Материал используемого припоя исключительно однородного качества, чистый и свободный от посторонних включений.

Как тестируют (испытывают) автомобильный радиатор?

Тестовое испытание автомобильного радиатора, как правило, проводится на специальном стенде. Здесь конструкция удерживается вертикально, благодаря использованию обычных точек крепления. Следует предусмотреть подключение автомобильного теплообменника не только к системе горячего водоснабжения (температура не ниже 80ºC), но также к системе сжатого воздуха.

Горячая вода указанной температуры непрерывно циркулирует по трубкам теплообменника автомобиля. Испытаниями предусмотрена возможность автоматического увеличения/уменьшения внутреннего давления в системе с регулируемой скоростью.

Давление внутри системы циклически изменяться от нуля до значения открытия клапана крышки, увеличенного на 1,5 и обратно до нуля. Таким образом, один цикл операции тестирования выполняется за время от 3 до 5 секунд.

Испытывается радиатор автомобиля непрерывно до момента, пока не выполнено 30 000 циклов. На время испытания крышку, наделённую клапаном сброса давления (если таковая установлена) временно заменяют крышкой без наличия клапана. Если на протяжении всего времени тестирования не отмечено утечек, тест считается пройденным.

Заключение

Согласно законам термодинамики, эффект теплопередачи увеличивается по мере увеличения площади поверхности теплообменника. Тем не менее, спрос на более мощные автомобильные двигатели, размещаемые внутри меньшего пространства под капотом, оборачивается проблемой недостаточной скорости рассеивания тепла. Как результат — требуется модернизация радиаторов автомобилей. Цель очевидна — сделать конструкцию более компактной, но при этом достаточно мощной в плане охлаждения.


При помощи информации: MapleSoft