Радиатор отопителя: источник тепла в салоне
В каждом автомобиле есть одна важная деталь, обеспечивающая комфорт — отопитель, или попросту говоря, печка. Тепло для отопления салона отбирается от двигателя с помощью радиатора отопителя — об этой детали, ее назначении, устройстве и работе, а также о неисправностях и ремонте читайте в данной статье.
Устройство отопителя (печки) салона автомобиля
Первые автомобили предлагали своим водителям минимум комфорта — в те далекие времена сама возможность перемещаться без помощи лошадей была в новинку, и о комфорте думать не приходилось. Но с течением времени автомобили становились совершеннее, и инженеры стали уделять внимание не только техническим характеристикам транспортных средств, но и вопросам комфорта водителя и пассажиров. Поэтому сначала машины обзавелись закрытыми кузовами, защищающими от непогоды, а позднее — отопительными приборами, которые обеспечивали комфорт при езде в холодное время года.
Современный автомобиль представить без печки (отопителя) уже невозможно, особенно если автомобиль эксплуатируется в России. Наличие отопителя стало стандартом, эта функция на большинстве автомобилей предлагается по умолчанию.
На сегодняшний день в легковых и грузовых автомобилях, а также в небольших автобусах (ПАЗ, старых ЛАЗ и им подобных) используются отопители, отбирающие тепло от двигателя, и именно об этих наиболее распространенных печках пойдет речь дальше. В городских автобусах с задним расположением двигателя для обогрева салона чаще используются электрические отопители — здесь мы о них говорить не будем.
Типичный отопитель имеет несложную конструкцию. Он состоит из радиатора, соединенного с системой охлаждения двигателя, вентилятора, обеспечивающего обдув радиатора, системы воздуховодов, обеспечивающих подачу нагретого воздуха в салон, и ряда приборов управления и контроля. Компоненты отопителя устанавливаются под передней панелью салона автомобиля, либо, если речь идет об автобусе, в моторном отсеке.
Работает отопитель следующим образом. Охлаждающая жидкость из водяной рубашки двигателя поступает в радиатор отопителя, нагревая его. Тепло от радиатора отбирается потоком воздуха, который создается вентилятором. Далее этот поток нагретого воздуха по воздуховодам поступает в салон. Управление печкой производится изменением частоты вращения вентилятора, положением заслонки подачи на радиатор наружного воздуха, положением заслонок и жалюзи в воздуховодах под передней панелью и в салоне.
Основным компонентом автомобильного отопителя является радиатор.
Назначение радиатора отопителя и его место в системе обогрева салона
Радиатор отопителя — это обычный теплообменник, который обеспечивает передачу тепла от теплоносителя к окружающему воздуху. Данный радиатор аналогичен основному радиатору системы охлаждения двигателя, он имеет ту же схему подключения и принцип работы.
Для функционирования отопителя необходим постоянный нагрев радиатора — это достигается его подключением к жидкостной системе охлаждения двигателя. Радиатор отопителя подключается к системе параллельно основному радиатору, для этого в выпускном патрубке двигателя или корпусе термостата, а также в подводящей трубе помпы предусмотрены специальные штуцеры — к ним присоединяются шланги для подачи и отвода охлаждающей жидкости.
Важно отметить, что радиатор отопителя включен в первый (малый) контур системы охлаждения двигателя, в то время, как основной радиатор охлаждения двигателя находится во втором (большом) контуре. То есть, при запуске холодного двигателя теплоноситель проходит только по водяной рубашке двигателя и радиатору отопителя, но не поступает в основной радиатор. Такое подключение дает возможность обогревать салон сразу после запуска двигателя.
Как и в основном радиаторе системы охлаждения, в радиаторе отопителя предусмотрена возможность подключения пароотводящей трубки, соединенной с расширительным бачком. Через данную трубку от радиатора отопителя отводится перегретая вода и пар в случае чрезмерного роста температуры.
Кстати, а почему нельзя обогревать салон автомобиля тем теплом, что выделяется на основном радиаторе охлаждения двигателя? Ведь это тепло — даровое, и оно бесполезно уходит в атмосферу, хотя можно было бы использовать для отопления. Все дело в том, что воздух, проходящий через основной радиатор, загрязнен пылью и различными примесями, и его подача в салон будет наносить вред. Наличие отдельного отопителя со своим радиатором и вентилятором позволяет использовать фильтр для очистки воздуха, а также легко регулировать температуру воздуха и интенсивность его нагрева. Все это можно было бы реализовать и на основе радиатора охлаждения двигателя, однако такой отопитель имел бы более сложную конструкцию и меньшую эффективность работы.
Типы радиаторов отопителя
Все радиаторы отопителя можно разделить на несколько типов по ряду характеристик.
По материалу изготовления существует два типа радиаторов:
• Алюминиевые;
• Медные.
Радиаторы из меди — это классическое решение, которое сегодня используется все реже. Дело в том, что медный радиатор имеет гораздо более высокую стоимость, а большинство современных автомобилей проектируются и производятся исходя из соображений достижения минимальной себестоимости. Однако медные радиаторы имеют два неоспоримых преимущества — они обладают лучшей теплоотдачей и легко поддаются ремонту (при возникновении утечки такой радиатор можно запаять даже в домашних условиях).
Алюминиевые радиаторы обладают гораздо более доступной стоимостью, а также имеют низкий вес. Однако радиаторы из алюминия хуже противостоят механическим повреждениям и крайне сложно поддаются ремонту — восстановить его можно только с применением специального инструмента и расходных материалов. Поэтому иногда проще купить новый алюминиевый радиатор, чем ремонтировать старый.
По форме трубок радиаторы делятся на два вида:
• С круглыми трубками;
• С плоскими (сплющенными) трубками.
Радиаторы с круглыми трубками наиболее просты в изготовлении и имеют низкую стоимость, однако они обладают относительно небольшой площадью поверхности, а значит, и меньшей эффективностью. Поэтому в таких радиаторах зачастую применяются специальные меры для повышения их КПД (например — установка завихрителей).
Радиаторы с плоскими трубками имеют большую площадь поверхности и, как следствие, лучшую эффективность работы. Однако это достигается усложнением и удорожанием конструкции.
Наконец, радиаторы отопителя можно разделить на две группы по плотности установки трубок:
• Двухрядные радиаторы;
• Трехрядные радиаторы.
В двухрядных радиаторах трубки, как понятно из названия, установлены в два ряда, в трехрядных — в три ряда. Двухрядные радиаторы имеют меньшие габариты (небольшую толщину), однако за счет меньшего объема подводимая охлаждающая жидкость успевает отдать меньше тепла за единицу времени. В трехрядных радиаторах единовременно находится больше охлаждающей жидкости, которая проходит более длинный путь, поэтому они работаю эффективнее.
Все радиаторы отопителя, независимо от типа и назначения, имеют принципиально одинаковое устройство.
Устройство и работа радиатора отопителя
Основу радиатора печки составляет теплообменник — система параллельно установленных трубок, связанных рядом поперечных пластин (или ребер). Пластины образуют так называемые соты, имеющее большую площадь поверхности, что необходимо для более эффективного отвода тепла. Количество трубок и пластин, их взаимное расположение и плотность выбираются таким образом, чтобы обеспечивать максимально эффективную отдачу тепла при минимальном сопротивлении проходящего через всю эту конструкцию воздуха.
Справа и слева к теплообменнику монтируется три бачка — впускной, выпускной и бачок возврата. Впускной бачок соединен с впускным патрубком, в него подается горячая охлаждающая жидкость от двигателя и распределяется по трубкам теплообменника. Выпускной бачок собирает жидкость, прошедшую по всем трубкам, и выводит ее в выпускной патрубок. Бачок возврата необходим для разворота потока охлаждающей жидкости, прошедшей через первый ряд трубок теплообменника, и направления ее во второй ряд трубок.
В двухрядных радиаторах предусмотрен один впускной и один выпускной бачок, они расположены с одной стороны теплообменника, так как охлаждающая жидкость проходит через первый ряд трубок и возвращается через второй. Бачок возврата в таком радиаторе один, он установлен с обратной стороны от впускного и выпускного бачков.
В трехрядных радиаторах также по одному впускному и выпускному бачку, и два бачка возврата (так как здесь поток жидкости дважды меняет свое направление). При этом впускной и выпускной бачки расположены с противоположных сторон теплообменника, рядом с ними находятся и бачки возврата.
Именно расположение бачков и патрубков помогает быстро различать двухрядные и трехрядные радиаторы:
• У двухрядных впускной и выпускной патрубки находятся с одной стороны теплообменника;
• У трехрядных впускной и выпускной патрубки расположены с противоположных сторон теплообменника.
В радиаторах с круглыми трубками теплообменника есть еще одна деталь — турбулизаторы (или завихрители), улучшающие теплообмен между охлаждающей жидкостью и стенками трубок при работе двигателя на холостом ходу. Турбулизаторы представляют собой пластиковые спирали, вставленные внутрь трубок (их за характерную форму часто называют лапшой). Благодаря турбулизаторам, в потоке жидкости образуются завихрения (турбулентные потоки), значительно увеличивающие объем жидкости, контактирующей с внутренними стенками трубок. В среднем, завихрители на треть повышают эффективность работы печки на холостом ходу двигателя, однако на более высоких оборотах эти детали практически не улучшаю работу радиатора.
Радиатор отопителя устроен крайне просто, однако и в нем могут возникать различные неисправности.
Неисправности радиаторов и способы их устранения
Для радиаторов отопителя характерны три типа неисправностей:
• Засорение каналов;
• Утечка;
• Засорение сот.
Наиболее серьезной неисправностью является утечка, возникшая вследствие механического повреждения (из-за удара или вибраций) или коррозии. Наиболее часто утечка возникает в местах соединения (припайки) трубок теплообменника к бачкам, однако трещины или пробоины могут возникать в трубках, бачках, в месте соединения патрубка с бачком и т.д.
Если утечка возникла в медном радиаторе, то проблема решается быстро и с небольшими затратами — радиатор необходимо просто снять и запаять. Если же потек алюминиевый радиатор, то в большинстве случаев (особенно есть речь идет об отечественном автомобиле) проще и дешевле купить новый радиатор. Алюминиевый радиатор можно запаять или заварить, но стоимость этой работы может быть равноценна покупке нового радиатора, а утечка может вскоре возобновиться.
Засорение каналов радиатора происходит не сразу, а постепенно, и нередко радиатор быстрее успевает потечь, чем засориться до полной непроходимости. О засорении радиатора свидетельствует ухудшение работы отопителя без каких-либо изменений со стороны других компонентов — вентилятора, заслонок и т.д. Отложения на внутренних стенках трубок теплообменника не дают жидкости полностью отдать тепло, а также снижают объем жидкости, проходящий через радиатор за единицу времени. Эту проблему можно попробовать решить с помощью специальных средств для очистки системы охлаждения двигателя, однако они не всегда работают с достаточной эффективностью. Поэтому, как и в случае утечки, засорившийся радиатор проще заменить.
Наиболее просто решается проблема с внешним засорением радиатора. Несмотря на наличие салонного фильтра, на радиаторе с течением времени осаждается пыль и иные загрязнения, которые уменьшают проходимость сот и площадь ребер. Также засорение сот может происходить вследствие неграмотного применения чистящих средств для отопителя, либо при использовании некачественных средств данного типа. Неисправность устраняется простой чисткой радиатора, однако в большинстве автомобилей проведение этой несложной операции может потребовать немалых затрат времени и сил — обычно радиатор расположен в труднодоступном месте, и чтобы подобраться к нему, приходится практически полностью разбирать переднюю панель (торпедо) и снимать множество деталей.
Таким образом, в большинстве случаев автовладельцу приходится покупать и ставить новый радиатор отопителя. И здесь очень важно не ошибиться с выбором.
Рекомендации по выбору нового радиатора отопителя
Главное правило выбора нового радиатора отопителя очень простое — нужно использовать только оригинальный радиатор того же типа, что был установлен на автомобиле заводом-производителем. Однако здесь возможны исключения. Например, зачастую вместо алюминиевых радиаторов ставятся медные, что значительно улучшает работу отопителя, повышает его долговечность и ремонтопригодность.
При выборе радиатора нужно обращать внимание на три вещи:
• Количество пластин и плотность их установки;
• Прочность пластин;
• В радиаторах с круглыми трубками — наличие или отсутствие завихрителей.
У качественных радиаторов пластин много и установлены они плотно, в низкокачественных радиаторах пластин меньше, а расстояние между ними больше. Сам же пластины в качественных радиаторах имеют высокую прочность, они деформируются только при относительно сильных ударах. В некачественных радиаторах пластины зачастую мнутся от простого надавливания пальцами — легко представить, как ухудшатся характеристики такого радиатора во время его установки и подключения.
Для проверки наличия турбулизаторов нужно потрясти радиатор — если турбулизаторы есть, то они с отчётливым стуком будут биться о стенки трубок. Если же завихрители так себя не обнаруживают, то их может и совсем не быть — такое характерно для самых дешевых радиаторов, зачастую имеющих сомнительное происхождение. Однако такой способ не всегда позволяет узнать правду, сегодня турбулизаторы часто производятся из мягких материалов, и они просто не издают заметного стука при ударе о стенки трубок.
При правильном выборе радиатор отопителя будет обеспечивать салон автомобиля теплом даже в самые сильные морозы без риска поломки. А так как в нашем климате езда без печки зимой чревата самыми серьезными проблемами (в первую очередь — для жизни и здоровья человека), то выбору и покупке радиатора отопителя нужно уделять самое серьезное внимание.
