Qu'est-ce qu'un radiateur et quelles fonctions remplit-il?

Qu'est-ce qu'un radiateur et à quoi sert-il?

Un radiateur est une partie d'une voiture qui est installée dans le compartiment moteur. Il assure un refroidissement constant du moteur.

Comment ça marche, à quoi ça sert, quels types de radiateurs existe-t-il, pourquoi échoue-t-il, comment en prendre soin et comment choisir la meilleure modification? Traitons plus en détail de toutes les nuances.

Concepts généraux, objectif

Pendant le fonctionnement de la voiture, tous ses composants mécaniques chauffent. Dans certains compartiments, ce chiffre atteint plus de cent degrés. Et l'unité principale, qui échouera rapidement en raison de la température élevée, est le moteur.

Les pièces mobiles du moteur doivent être refroidies pour éviter toute détérioration. Pour cela, les ingénieurs de chaque constructeur automobile développent et installent un système de refroidissement.

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Le radiateur de refroidissement est un échangeur de chaleur en métal rempli d'antigel (ou d'antigel) à l'intérieur. Des tuyaux en caoutchouc y sont connectés, qui sont attachés aux cols de moteur correspondants.

Le refroidissement du moteur fonctionne selon le principe suivant. Le moteur à combustion interne démarré fait tourner la roue de la pompe à eau. Grâce à cela, l'antigel commence à circuler dans le système (dans un petit cercle). Lorsque la température du liquide atteint 80-90 degrés, le thermostat se déclenche et un grand cercle de circulation s'ouvre. Cela permet au moteur de se réchauffer plus rapidement à la température désirée.

L'animation 3D suivante montre clairement le fonctionnement du système:

Système de refroidissement du moteur de voiture. Appareil général. Animation 3D.

Schémas d'installation d'un radiateur en aluminium

Il convient de noter que le raccordement des radiateurs de chauffage en aluminium peut être effectué selon différents schémas. Les batteries en aluminium conviennent au câblage à un et deux tuyaux. Dans cette dernière version, les tuyaux d'alimentation et de retour sont connectés en parallèle, ils sont connectés via le dispositif final du système de chauffage.

Il existe de telles façons de connecter des radiateurs de chauffage en aluminium: latéraux, diagonaux et inférieurs. Chacun des schémas diffère non seulement par la technologie d'installation de la batterie, mais également par la qualité du transfert de chaleur.

Connexion diagonale

Le moyen le plus courant et le plus efficace est la connexion diagonale. Dans ce cas, la perte de chaleur ne dépasse pas 2%. Idéal pour les équipements avec un grand nombre de sections. La canalisation de sortie est reliée à la canalisation inférieure. Le tuyau d'alimentation est connecté au tuyau de dérivation supérieur. Cette méthode est utilisée pour les systèmes d'alimentation en chaleur à deux tubes.

Connexion latérale

Avec une connexion latérale, le tuyau d'alimentation est connecté par le haut et le tuyau de sortie est connecté par le bas. L'installation est effectuée sur les tuyaux de dérivation, qui sont situés d'un côté. Dans la version inférieure, la connexion est faite aux tuyaux de dérivation, qui sont situés au bas de la batterie. Certes, la puissance calorifique dans ce cas est 15% inférieure à la puissance nominale de l'appareil.

Avant de connecter un radiateur de chauffage en aluminium, l'appareil doit être correctement assemblé. Le fabricant décrit en détail la technologie d'installation et les caractéristiques d'assemblage dans les instructions jointes à l'équipement.

A quoi ça sert dans la voiture

Le moteur de la voiture fonctionne en brûlant du carburant dans les cylindres. En conséquence, toutes les pièces deviennent très chaudes. Lorsque la température des éléments métalliques augmente, ils se dilatent. S'ils ne sont pas refroidis, cela entraînera divers problèmes dans le groupe motopropulseur, par exemple des fissures dans la culasse, dans la chemise de refroidissement, une déformation de la culasse, une dilatation thermique excessive des pistons, etc. Ignorer ces problèmes entraînera des réparations coûteuses de l'ICE.

Afin de stabiliser la température, tous les moteurs à combustion interne dans leur conception ont une chemise de refroidissement à travers laquelle le fluide circule à l'aide d'une pompe. L'antigel chauffé est acheminé par l'autoroute jusqu'au radiateur de la voiture. Dans celui-ci, le liquide est refroidi, puis retourne vers le moteur. Ce processus vous permet de maintenir la température de fonctionnement du moteur à combustion interne.

S'il n'y avait pas de radiateur dans la conception du système de refroidissement, le liquide à l'intérieur bouillirait rapidement. Dans la voiture, cette pièce est installée à l'avant du compartiment moteur. Ceci est nécessaire pour que plus d'air froid pénètre dans son plan.

L'efficacité des échangeurs de chaleur dépend des facteurs suivants:

• le nombre de tubes - plus il y en a, mieux l'antigel refroidira;
• section transversale des tubes - la forme ovale augmente la zone de contact avec l'air, ce qui augmente le transfert de chaleur;
• flux d'air forcé - particulièrement utile en mode de conduite urbaine;
• propreté - plus il y a de débris entre les ailettes de l'échangeur de chaleur, plus il sera difficile pour l'air frais de pénétrer dans les tuyaux chauds.

Radiateurs de moteur à combustion interne [modifier | modifier le code]

Dans un moteur à combustion interne, le radiateur est un échangeur de chaleur qui intègre les deux circuits du système de refroidissement. Fondamentalement, des grilles de radiateur à plaque tubulaire et à ruban tubulaire sont utilisées. Dans le radiateur, pour le passage du liquide de refroidissement, des tubes suturés ou sans soudure en ruban de laiton d'une épaisseur allant jusqu'à 0,15 mm sont utilisés. Des radiateurs en aluminium sont également utilisés: ils sont moins chers et plus légers, mais les propriétés d'échange thermique, toutes choses égales par ailleurs (dimensions, surface d'échange thermique, etc.), et la fiabilité sont moindres.

Sur les locomotives diesel, un dispositif similaire est appelé «réfrigérateur».

Un radiateur automobile, dont le dispositif comprend deux réservoirs - supérieur et inférieur, ainsi que des tubes entre eux, remplit une fonction essentielle et est chargé d'éviter la surchauffe du moteur. Comment cela se produit, et quels types de ce nœud nous pouvons trouver dans nos machines, nous en parlerons un peu ci-dessous.

Conception du radiateur

Le matériau à partir duquel sont fabriqués les radiateurs de voiture est du métal (aluminium ou cuivre). Les parois de l'échangeur de chaleur sont très minces, ce qui fait que l'antigel dégage rapidement sa température et se refroidit.

La conception du radiateur se compose de tubes minces soudés ensemble sous la forme d'un rectangle. Cet élément est monté sur deux réservoirs (l'un à l'entrée, l'autre à la sortie). De plus, des plaques sont enfilées sur les tubes, ce qui augmente la zone de transfert de chaleur. L'air circule entre les nervures et refroidit rapidement la surface de la pièce.

Tous les échangeurs de chaleur ont deux ouvertures: entrée et sortie. Les tuyaux du système y sont connectés. Pour évacuer le liquide de la cavité, l'échangeur de chaleur est équipé d'un bouchon installé au bas de la structure.

Si la voiture roule sur une autoroute, le débit d'air est suffisant pour refroidir l'antigel naturellement (soufflant les côtes). Dans le cas de la circulation urbaine, le flux d'air est moins intense. Pour cela, un grand ventilateur est installé dans le système de refroidissement derrière le radiateur. Dans les modèles de voitures plus anciens, il était directement entraîné par un moteur. Les machines modernes sont équipées d'un système de contrôle de la température antigel et, si nécessaire, comprennent un flux d'air forcé.

Comment sont fabriqués les radiateurs - voir la vidéo suivante:

Comment sont fabriqués les radiateurs de voiture

Radiateurs à huile ménagers

Le radiateur à huile (à huile) est une batterie de chauffage mobile. Appareil: une bobine électrique est située à l'intérieur du boîtier étanche, le boîtier est rempli d'huile minérale. La température de surface du réchauffeur d'huile ne dépasse pas 150 ° C. La chaleur est transférée du serpentin à l'huile, puis de l'huile au corps et du corps à l'air.Les appareils de ce type sont fiables, durables, silencieux, capables de retenir la chaleur pendant une longue période après une panne de courant et, de plus, sont considérés comme très sûrs. Les principaux avantages des refroidisseurs d'huile sont leur faible prix, leur mobilité et leur faible niveau sonore. Les inconvénients d'un réchauffeur à huile traditionnel comprennent un long temps de préchauffage (10-20 minutes).

Les chauffe-mazouts modernes ont l'ensemble de fonctions suivant:

• Plusieurs modes de fonctionnement.
• Fonction de contrôle climatique
• Minuterie marche / arrêt, le radiateur chauffera la pièce d'un certain temps.
• Fonction de protection contre la surchauffe.
• Fil auto-torsadé.
• Télécommande pour réchauffeur d'huile.
• Cintre pour sécher les choses.

Types de radiateurs

Il existe plusieurs types d'échangeurs de chaleur. Chacun d'eux est conçu pour son propre usage, mais ils fonctionnent selon le même principe - un fluide circule à l'intérieur pour assurer l'échange de chaleur. Les échangeurs de chaleur sont utilisés dans les systèmes de véhicules suivants:

• refroidissement;
• chauffage;
• climatique.

Il existe deux catégories de radiateurs les plus couramment utilisées dans l'industrie automobile.

1. Lamellaire tubulaire. Il s'agit de la modification la plus courante trouvée sur les voitures plus anciennes. L'échangeur de chaleur en eux se compose de tubes situés horizontalement (section circulaire), sur lesquels des plaques minces sont enfilées. Le plus souvent, ils sont fabriqués à partir d'un alliage d'aluminium. Ces modifications ont été installées sur des véhicules plus anciens. Le principal inconvénient est un mauvais transfert de chaleur en raison de la petite zone de contact avec le flux d'air.
2. Ruban tubulaire. Ils utilisent de longs tubes (section ovale), pliés en forme de bobine. Le matériau utilisé pour leur fabrication est soit un alliage de cuivre et de laiton, soit d'aluminium. De telles modifications sont installées dans de nombreuses voitures modernes. Les modèles en cuivre ont une excellente conductivité thermique mais sont très coûteux. Par conséquent, le système de refroidissement est plus souvent équipé de contreparties en aluminium.

Parmi la première catégorie, il existe deux autres types de radiateurs. Ce sont des modèles à passe unique et à passes multiples. Ils diffèrent les uns des autres par le principe de la circulation.

• Une manière. Le liquide de refroidissement pénètre dans la cavité de l'échangeur de chaleur d'un côté et est uniformément réparti sur tous les tubes. Ils présentent un inconvénient majeur: l'antigel dans la cavité est réparti de manière inégale, ce qui entraîne une perte d'efficacité de l'échange thermique.
• Multi-passes. Les éléments de refroidissement sont divisés en plusieurs sections. Cette conception augmente la longueur totale de la ligne, ce qui améliore le processus de transfert de chaleur.

Dispositif de radiateur

un dispositif; b - la vanne de vapeur est ouverte; c - la vanne d'air est ouverte.

• Le radiateur a structurellement un réservoir supérieur (1) et inférieur (7). Ces réservoirs sont reliés entre eux par des tuyaux (5) en laiton ou en aluminium. Des plaques (6) sont fixées à ces tubes par brasage, ce qui augmente la surface de refroidissement de l'élément. Grâce à cette surface, la chaleur est retirée du liquide de refroidissement et libérée dans l'environnement.
• Le réservoir supérieur a un goulot de remplissage pour le remplissage de liquide de refroidissement. Le col est fermé par un bouchon (3). Ce bouchon contient une vanne de vapeur (11) et une vanne d'air (12).
• Le réservoir supérieur comporte également un tuyau (2) pour relier le radiateur à la chemise de refroidissement du moteur. Cette connexion est réalisée au moyen d'un tuyau en caoutchouc. De plus, il y a un tuyau de vapeur (4) et un capteur de thermomètre électrique (13).
• Le réservoir inférieur (7) comporte un tuyau de dérivation (8) pour connecter le dispositif à une pompe (pompe). Il y a aussi un robinet supplémentaire capable de vidanger le liquide de refroidissement. Le radiateur est fixé au châssis du véhicule avec des fixations spéciales (9).

Dommages aux radiateurs: causes, prévention

Comme toute pièce, le radiateur de la voiture peut également tomber en panne.Voici cinq raisons principales.

1. Dommages mécaniques. Cette pièce étant installée devant le véhicule, des objets étrangers tombent souvent dessus. Par exemple, il peut s'agir de pierres d'une voiture devant. Même une collision mineure avec une voiture peut endommager le radiateur, compromettant l'étanchéité du système de refroidissement.
2. Oxydation du métal. Bien que tous les éléments de l'échangeur de chaleur soient en matériaux inoxydables, les radiateurs ne sont pas protégés contre l'accumulation de tartre à l'intérieur de leurs cavités. En raison de l'utilisation d'un liquide de refroidissement de mauvaise qualité, les pièces métalliques du moteur peuvent s'oxyder, ce qui obstrue la conduite et empêche la libre circulation de l'antigel.
3. Usure naturelle. Un chauffage et un refroidissement constants entraînent une «fatigue» du métal, ce qui réduit sa résistance. Les vibrations dans le compartiment moteur détruisent les joints de connexion, ce qui peut entraîner des fuites.
4. Pression de ligne excessive. Si un bouchon de mauvaise qualité est installé sur le vase d'expansion, au fil du temps, la soupape de surpression cesse de fonctionner. En raison du chauffage de l'antigel à une température supérieure à 100 degrés, le volume du système augmente. Le plus souvent, les coutures des éléments en plastique divergent. Mais les parois de l'ancien échangeur de chaleur s'amincissent avec le temps, ce qui entraîne une dépressurisation et des fuites.
5. Gel de liquide de refroidissement. Cela peut se produire en cas d'utilisation du mauvais antigel ou de l'eau ordinaire. Dans le froid, l'eau cristallise et se dilate. À partir de là, des fissures apparaissent sur les parois des tubes.

La plupart de ces problèmes peuvent être évités en appliquant des méthodes préventives. Pour prolonger le service du radiateur, le propriétaire de la voiture peut prendre les mesures suivantes.

• Ne remplissez pas le système avec de l'eau normale. En cas d'urgence, vous pouvez utiliser distillé, mais dans un proche avenir, vous devez le changer en antigel. Ce liquide bout à des températures supérieures à 115 degrés. De plus, il contient du lubrifiant, qui a un effet bénéfique sur la roue de la pompe et d'autres pièces métalliques du système.
• Changez l'antigel en temps opportun et, lorsque le niveau diminue, ajoutez-le. Le remplacement doit être effectué sur au moins 50 à 70 000 km. kilométrage (pour l'antigel, cet intervalle est de 150 000). Mais si le liquide de refroidissement a changé de couleur et est devenu noir, il s'agit d'un signal clair pour la maintenance du système.
• Installez un radiateur conçu pour le modèle de voiture donné.
• Effectuer un entretien de routine sur l'ensemble du système de refroidissement.
• Gardez les ailettes de l'échangeur de chaleur propres.
• Lors du remplacement de l'antigel, rincez périodiquement les parois internes du serpentin.

Quel est le meilleur: réparer ou changer

Tous les automobilistes peuvent être à peu près divisés en deux catégories. Les premiers pensent qu'une pièce défectueuse doit être remplacée par une nouvelle. Ces derniers sont sûrs que tout peut être réparé. Et la réparation des radiateurs est un sujet de controverse fréquent.

Internet regorge de toutes sortes de conseils sur la façon de réparer vous-même la fuite. Certains utilisent des composés spéciaux. D'autres remplissent le système d'agents de pontage des fissures. Parfois, certaines méthodes aident à prolonger la durée de vie de la pièce pendant un certain temps. Mais dans la plupart des cas, ces techniques ne font qu’obstruer le système de refroidissement.

Il est logique de réparer les modèles en cuivre, car ils sont assez faciles à souder. Dans le cas des analogues en aluminium, la situation est différente. Ils peuvent être soudés, mais cela impliquera un soudage coûteux. Par conséquent, le coût de réparation d'un radiateur qui fuit sera presque identique au prix d'une pièce neuve. Il est logique de n'accepter cette procédure que dans le cas d'un modèle d'échangeur de chaleur coûteux.

Dans la plupart des cas, les réparations ne sont qu'une mesure temporaire, car une haute pression s'accumule constamment dans le système de refroidissement, ce qui entraînera une dépressurisation répétée de la ligne. Si vous effectuez une maintenance et un nettoyage du système en temps opportun, vous n'aurez souvent pas besoin de changer le radiateur.Par conséquent, lorsqu'une pièce tombe en panne et qu'un liquide de refroidissement précieux est versé sur le sol, il est préférable de remplacer cet appareil plutôt que de gaspiller constamment de l'argent pour acheter un autre bidon.

Comment bien fonctionner?

L'une des conditions les plus importantes pour le bon fonctionnement d'un radiateur est de le maintenir propre et d'éviter une pression excessive dans le système. Le deuxième facteur dépend du bouchon du vase d'expansion.

La première procédure peut prolonger la durée de vie de ce composant. Cependant, cela doit être fait correctement.

• Le fabricant interdit catégoriquement la réutilisation du liquide de refroidissement usé. Même si vous le nettoyez, il a déjà perdu ses propriétés et sera donc déjà inutile.
• Si l'antigel est très sale, avant d'en verser un nouveau dans le système, il doit être rincé à l'eau distillée (en aucun cas utiliser de l'eau ordinaire). Il ne contient pas de sels et d'impuretés qui peuvent s'accumuler à l'intérieur du serpentin et réduire l'efficacité du refroidissement.
• Lors du nettoyage de l'extérieur, il est important de tenir compte du fait que les ailettes de l'échangeur de chaleur sont très minces et que même de petites forces peuvent les plier. Par la suite, cela interférera avec le soufflage naturel des tuyaux de radiateur. Si la procédure est effectuée à l'aide d'une mini-laveuse, vous devez ajuster une petite tête. Le jet doit être dirigé perpendiculairement aux ailettes pour empêcher la saleté accumulée de pénétrer dans l'échangeur de chaleur. Ensuite, il ne peut en aucun cas être purifié.

Quel radiateur est le meilleur?

Dans la plupart des cas, la réponse à cette question dépend des capacités financières de l'automobiliste. Les modèles en cuivre-laiton se prêtent à des réparations peu coûteuses. Par rapport aux analogues de l'aluminium, ils ont de meilleures propriétés de transfert de chaleur (le coefficient de transfert de chaleur du cuivre est de 401 W / (m * K) et de l'aluminium - 202-236). Cependant, le coût d'une nouvelle pièce est très élevé en raison du prix du cuivre. Et un autre inconvénient - beaucoup de poids (environ 15 kilogrammes).

Les radiateurs en aluminium sont moins chers, ils sont plus légers que les versions en cuivre (environ 5 kg) et leur durée de vie est plus longue. Mais ils ne peuvent pas être correctement réparés.

Il existe une autre option - acheter un modèle chinois. Ils sont beaucoup moins chers que la pièce d'origine pour une voiture particulière. Seul le principal problème avec la plupart d'entre eux est leur courte durée de vie. Si un radiateur en aluminium fait face à ses fonctions pendant 10 à 12 ans, l'analogue chinois est trois fois moins élevé (4 à 5 ans).

Pour plus de détails sur les pannes et l'entretien des radiateurs, voir la vidéo suivante:

Radiateur de refroidissement du moteur. Dysfonctionnements. Nettoyage.

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Dispositif de batterie en aluminium

Compte tenu du dispositif d'un radiateur de chauffage en aluminium, il convient de noter que la conception de la batterie peut être solide ou en coupe.
Le réchauffeur sectionnel en aluminium se compose de 3-4 sections distinctes. En règle générale, le titane, le silicium et le zinc sont ajoutés à l'aluminium. Ces métaux rendent le produit plus durable et résistant à la déchirure et à la corrosion. Toutes les sections sont connectées les unes aux autres à l'aide d'un connecteur fileté. Des joints en silicone sont utilisés pour sceller la connexion. L'intérieur des radiateurs est revêtu de polymère pour éviter la possibilité de rupture de la batterie.

Les radiateurs en aluminium massif sont constitués de profilés. Les profils sont réalisés par extrusion.

Aucun métal supplémentaire n'est ajouté aux radiateurs en aluminium.

Ce qui donne la plasticité du matériau. Les profils sont reliés les uns aux autres par soudage. Cette connexion est très durable et fiable. En plus des modèles de radiateurs en coupe et monoblocs, ils sont recouverts d'une couche de polymère à l'intérieur.

En fonction de la méthode de production, on distingue les radiateurs, fabriqués par coulée, par extrusion, et les produits anodisés (en aluminium d'un degré de purification plus élevé).

Caractéristiques techniques des radiateurs en aluminium

Compte tenu des caractéristiques techniques élevées, beaucoup décident d'acheter un radiateur en aluminium pour chauffer un appartement. Les principaux paramètres techniques comprennent:

1. pression de service. Il est compris entre 10 et 15 atmosphères. Dans les appartements résidentiels, la pression de service peut dépasser la norme de 3 à 4 fois. À cet égard, de tels radiateurs sont rarement installés dans les maisons de ville. Mais pour les maisons privées - un tel appareil de chauffage serait une solution idéale;
2. test de pression. Il est compris entre 20 et 50 atmosphères;
3. coefficient de transfert de chaleur. Pour la section standard, il est de 82-212 W;
4. la température maximale du liquide de refroidissement peut atteindre +120 degrés;
5. une section peut peser de 1 à 1,5 kg;
6. la capacité de chaque section est de 0,25 à 0,46 l;
7. la distance entre les axes peut être de 20, 35, 50 cm Il existe des modèles pour lesquels ce paramètre peut atteindre 80 cm.

Le fabricant indique les paramètres pour chaque modèle de radiateur dans le passeport de l'appareil. Compte tenu des caractéristiques techniques des radiateurs en aluminium, leur prix est tout à fait raisonnable et dépend du type de batterie, du nombre de sections et du fabricant.

Avantages et inconvénients des radiateurs en aluminium

Avant d'acheter des radiateurs de chauffage en aluminium, vous devez considérer les avantages et les inconvénients de cet appareil.
Le principal avantage de la batterie en aluminium peut être appelé compacité et beaucoup moins de poids que les systèmes en fonte. Vous pouvez en savoir plus sur les radiateurs de chauffage en fonte ici. L'équipement chauffe très rapidement et transfère parfaitement la chaleur dans la pièce. La durée de vie est assez longue. Un autre avantage est la division en sections - il est possible de choisir la longueur requise de la batterie. Il est à noter que le prix des radiateurs en aluminium est indiqué par section. Cela facilite le calcul du coût approximatif d'un appareil sectionnel.

Étant donné que l'équipement est petit et léger, il est facile à installer. L'installation peut même être réalisée sur un mur en plaques de plâtre. Les modèles modernes sont esthétiquement agréables et élégants. L'aluminium est facile à travailler. Cela permet aux fabricants d'expérimenter la conception de batteries. Vous pouvez choisir une option pour n'importe quel intérieur. Surtout, les radiateurs en aluminium conviennent aux systèmes de chauffage autonomes. Malgré les caractéristiques techniques élevées et de nombreux avantages, le prix des batteries de chauffage en aluminium est assez abordable.

Les inconvénients des radiateurs en aluminium comprennent une faible résistance à la corrosion. Cela peut grandement affecter la santé globale de la batterie. L'aluminium est par nature un métal assez actif. Si le film d'oxyde recouvrant la surface est endommagé, la couche protectrice sera détruite en raison du dégagement d'hydrogène. Pour améliorer les propriétés anticorrosion, un revêtement polymère est utilisé. Si la batterie n'a pas de revêtement polymère, les robinets des tuyaux d'alimentation ne doivent pas être fermés. Sinon, la pression peut rompre la batterie.

Aujourd'hui, les batteries aluminium occupent une position de leader dans la vente d'équipements de chauffage.

Beaucoup de gens préfèrent acheter ce type d'appareil de chauffage et en raison de son coût relativement faible. Pour les radiateurs en aluminium, le prix moyen par section est d'environ 230 à 300 roubles.