Охлаждение смазочного масла посредством масляных теплообменников является более прогрессивным направлением. Применяются они как на дизельных, так и на бензиновых двигателях (примером может служить двигатели ЗМЗ 409 и ЗМЗ 514). В жидкостно-масляных теплообменниках (ЖМТ) охлаждение масла осуществляется промежуточным теплоносителем — жидкостью, непосредственно из системы охлаждения двигателя. Такие системы охлаждения масла двигателя обладают рядом преимуществ по сравнению с системой охлаждения воздушным радиатором, что и объясняет их широкое применение на зарубежной технике.
Теплообменник двигателя
Каждый двигатель в современной машине оборудован турбокомпрессорами, которые не работают вне определенного температурного интервала. Это относится ко всем системам в автомобиле, которые содействуют работе мотора. При существенном понижении температур дизельное топливо становится густым, что значительно усложняет не только запуск самого двигателя, но работу двигателя в целом. Существуют ситуации прямо противоположные – слишком активная деятельность двигателя при отсутствии охлаждения или отвода тепла. В таких ситуациях возможен значительный перегрев двигателя, что также негативно сказывается на агрегате. Естественно, что риск неблагоприятных последствий возрастает в десятки раз при систематическом и длительном перегреве. Большинство таких случаев заканчивается полным ремонтом, начиная с этапа замены гильз и поршней и заканчивая заменой других деталей.
На современных легковых автомобилях чаще всего применяются так называемые жидкостные системы охлаждения. Это закрытые системы охлаждения, имеющие низкий уровень шума, но обеспечивающие равномерное охлаждение. В целом же за поддержание оптимальной температуры двигателя отвечают следующие детали системы охлаждения:
- радиатор с жидкостью, которая непосредственно охлаждает;
- масляный радиатор;
- теплообменник;
- водяная помпа (действует по принципу забора тепла от деталей);
- термостат (регулирует направление движения жидкости, которая производит охлаждение) и др.
Теплообменник двигателя выполняет прямо противоположную функцию относительно радиатора. Если радиатор нужен для осуществления процесса уже нагретой жидкости, то теплообменник способствует нагреву того воздуха, который проходит через него. Данный процесс необходим для предотвращения процесса, в результате которого моторное масло начинает вспениваться (образуются пузырьки воздуха при нагревании масла). Это является основной проблемой при нагреве моторного масла, так как в итоге ведет к поломке мотора.
Во избежание такого рода неприятных ситуаций, ведущих к поломке, масло также нуждается в постоянном охлаждении. Если подвергнуть тщательному анализу весь процесс изменения температуры масла на протяжении всего цикла, то заметим, что после забора масло поступает в теплообменник именно для охлаждения и только затем вновь отправляется для того, чтобы произвести смазку и охлаждение дизельного двигателя.
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:
- 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.
- 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.
- Трещины в металле самой ГБЦ.
Слив масла из систем, заправленных аммиаком
В аммиачных системах для смазки компрессоров применяется несмешиваемое масло. Оно тяжелее аммиака и оседает на дне отделителя жидкости, в результате чего по линии всасывания уже не может вернуться в компрессор. Таким образом, в подобных системах предусмотрен слив масла из отделителя жидкости в маслоприемник. Для этого перекрываются запорные вентили и открывается линия горячего пара. При этом увеличивается давление, и холодное масло начинает нагреваться. Далее через сливной кран происходит слив масла в маслоприемник, перед выходом аммиака кран быстро перекрывается. Также необходимо предусмотреть установку запорного вентиля между клапаном и маслоприемником. Перед сливом масла он открывается и по окончании процесса перекрывается. Не лишним будет во время процедуры слива масла придерживаться мер предосторожности.
Зачем нужно менять прокладки теплообменника на некоторых двигателях автомобилей Opel
В машинах фирмы Opel различных модификаций довольно часто устанавливаются двигатели Z16XER и Z18XER. У таких моторов есть теплообменник, который также часто называют маслоохладителем. В этой части происходит охлаждение моторного масла. В качестве рабочей среды используется антифриз. Теплообменники устанавливаются под выпускным коллектором на корпусе масляного фильтра. Естественно в этом маслоохладителе есть прокладки и уплотнительные кольца. Со временем под воздействием высоких температур происходит разрушение прокладок и уплотнительных колец. В этом случае возможно протекание масла на корпус двигателя, а также непосредственно в систему охлаждения машины.
Довольно часто масло попадает в антифриз, из-за чего образуется эмульсия, которая может сильно засорить систему охлаждения авто. Это в свою очередь может вывести из строя помпу, термостат, патрубки и расширительный бачок. Эмульсия оседает на внутренней части цилиндров и серьезно разъедает патрубки. В таком случае приходится осуществлять более дорогостоящий ремонт двигателя автомобиля. Для того чтобы сэкономить средства, а также время на ремонтные работы, необходимо своевременно проверять в каком состоянии находится антифриз в расширительном бачке машины, а также устанавливать наличие масляных потеков на двигателе, конкретно в месте расположения маслоохладителя.
Замену прокладок теплообменника осуществляют в тех случаях, когда:
- расширительный бачок существенно потемнел;
- потемнела жидкость в расширительном бачке (или же на ней появились масляные пятна);
- ощущается запах масла в салоне при включенном двигателе;
- непосредственно под маслоохладителем видны потеки и масляные пятна.
Необходимо знать одно важное обстоятельство. Когда двигатель автомобиля работает уже достаточно давно и пробег его составляет более 150.000 километров, то масло может попадать в бачок даже после смены прокладок теплообменника. Это связано с тем, что когда двигатель отработал большой ресурс, сложно понять, откуда протекает масло и попадает в антифриз. Часто эта проблема решается заменой прокладок масляного насоса.
Стоимость работ по замене прокладок в маслоохладителе различных типов автомобилей Opel можно найти и заказа в нашем сервисе:
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.
Преимущества ЖМТ по сравнению с радиатором
1
. Как правило, снижаются габариты и масса смазочной системы;
2
. Обеспечивается интенсивный прогрев масла после запуска двигателя;
3
. Ввиду малого гидравлического сопротивления теплообменника не требуется клапан для перепуска масла;
4
. Благодаря незначительному изменению теплового состояния системы охлаждения обеспечивается стабильная температура масла в двигателе и оно предохраняется от переохлаждения при зимней эксплуатации;
5
. В результате быстрого прогрева масла после запуска двигателя, поддержания его стабильной температуры в смазочной системе уменьшается количество низкотемпературных осадков (отложений) в масле, что способствует уменьшению износа деталей двигателя;
6
. Исключается применение длинных трубопроводов, поскольку теплообменники расположены на блоке двигателя или встроены в рубашку охлаждения;
7
. Не требуется отключать теплообменник при эксплуатации в зимний период, так как исключается воздействие низких температур окружающей среды;
8
. Исключается отрицательное воздействие смазочного масла на радиатор охлаждения двигателя, что имеет место при аварийном истечении масла из масляного радиатора при установке его в воздушном тракте;
9
. Упрощается обслуживание системы охлаждения при эксплуатации из-за более свободного доступа для очистки внешних поверхностей радиатора охлаждения двигателя.
10
. Не снижается давление в масляной магистрали, как при использовании масляного радиатора.
11
. При предпусковом прогреве двигателя зимой с помощью тена встроенного в систему охлаждения, прогревается и масло в масляном фильтре, что хорошо сказывается на первых секундах пуска.
Все это увеличит ресурс мотора и масла, т.к. оно будет работать в более стабильном температурном режиме. Ведь известно, что под нагрузкой масло горячее ОЖ на 20-30 и более градусов, т.к. оно непосредственно разбрызгивается на горячие детали двигателя (поршни, цилиндры) и охлаждает их. А сверх нормы горячее масло становится более жидким и хуже смазывает детали, что грозит их повышенным износом и даже прихватом, и быстро теряет свои свойства (стареет).
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.
Минусы ЖМТ
1
. ЖМТ обладает меньшей эффективностью по сравнению с воздушно-масляным радиатором. Эффективность ЖМТ во многом зависит от температуры охлаждающей жидкости, подаваемой на охлаждение масла, а значит, от разности температур между температурой жидкости и масла. Эта разность при использовании ЖМТ незначительна и составляет 5…7 °С. При таком перепаде температур применение ЖМТ может быть оправдано только в случае его высокой теплоотдачи, иначе необходимая поверхность охлаждения и габариты будут весьма значительными.
2
. Нарушение герметичности ЖМТ может привести к проникновению масла в охлаждающую жидкость и замасливанию рубашки охлаждения, а следовательно, к нарушению работоспособности как смазочной системы, так и системы охлаждения и отказу двигателя.
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.
Частота промывки системы охлаждения
Четких правил не прописано нигде. Но нужно учитывать, что в исправной машине – легковой, грузовике смешивания масла и антифриза не происходит – 2 жидкости герметичны и функционируют отдельно.
Но иногда масло попадает в охлаждающую систему (поломка либо владелец залил нечаянно – неважно) и требуется срочно предпринять необходимые действия по устранению проблемы. Если проигнорировать, ситуация приведет к следующим последствиям:
- износ подшипников, поскольку на детали негативно воздействует агрессивная среда;
- риск заклинивания дизельного двигателя, вода проникает в цилиндры и вызывает гидроудар;
- загрязнение магистрали и патрубков охлаждающей системы, вследствие чего последняя перестает функционировать.
