Cos'è un radiatore e quali funzioni svolge?

Cos'è un radiatore e a cosa serve?

Un radiatore è una parte di un'auto installata nel vano motore. Fornisce un raffreddamento costante del motore.

Come funziona, a cosa serve, quali tipi di radiatori ci sono, perché non funziona, come prendersene cura e come scegliere la modifica migliore? Affrontiamo tutte le sfumature in modo più dettagliato.

Concetti generali, scopo

Durante il funzionamento dell'auto, tutti i suoi componenti meccanici si riscaldano. In alcuni compartimenti, questa cifra raggiunge più di cento gradi. E l'unità principale, che si guasterà rapidamente a causa della temperatura elevata, è il motore.

Le parti mobili del motore devono essere raffreddate per evitare il deterioramento. Per questo, gli ingegneri di ogni casa automobilistica sviluppano e installano un sistema di raffreddamento.

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Il radiatore di raffreddamento è uno scambiatore di calore in metallo riempito internamente di antigelo (o antigelo). Ad esso sono collegati tubi di gomma, che sono attaccati ai corrispondenti colli del motore.

Il raffreddamento del motore funziona secondo il seguente principio. Il motore a combustione interna avviato fa ruotare la girante della pompa dell'acqua. Grazie a ciò, l'antigelo inizia a circolare nel sistema (in un piccolo cerchio). Quando la temperatura del liquido raggiunge 80-90 gradi, il termostato viene attivato e si apre un ampio cerchio di circolazione. Ciò consente al motore di riscaldarsi più velocemente alla temperatura desiderata.

La seguente animazione 3D mostra chiaramente come funziona il sistema:

Sistema di raffreddamento del motore dell'auto. Dispositivo generale. Animazione 3D.

Schemi di installazione di un radiatore in alluminio

Va notato che il collegamento dei radiatori per riscaldamento in alluminio può essere effettuato secondo schemi diversi. Le batterie in alluminio sono adatte per cablaggio monotubo e bitubo. In quest'ultima versione, i tubi di mandata e di ritorno sono collegati in parallelo, sono collegati attraverso il dispositivo finale dell'impianto di riscaldamento.

Esistono modi per collegare i radiatori per riscaldamento in alluminio: laterale, diagonale e inferiore. Ciascuno degli schemi differisce non solo nella tecnologia di installazione della batteria, ma anche nella qualità del trasferimento di calore.

Connessione diagonale

Il modo più comune ed efficace è la connessione diagonale. In questo caso, la perdita di calore non supera il 2%. Ideale per attrezzature con un gran numero di sezioni. La tubazione di uscita è collegata a quella inferiore. Il tubo di alimentazione è collegato al tubo di diramazione superiore. Questo metodo viene utilizzato per i sistemi di fornitura di calore a due tubi.

Collegamento laterale

Con il collegamento laterale, il tubo di alimentazione è collegato dall'alto e il tubo di uscita è collegato dal basso. L'installazione viene eseguita sui tubi di derivazione, che si trovano su un lato. Nella versione inferiore, il collegamento viene effettuato ai tubi di derivazione, che si trovano nella parte inferiore della batteria. È vero, la potenza termica in questo caso è inferiore del 15% rispetto alla potenza nominale del dispositivo.

Prima di collegare un radiatore in alluminio, il dispositivo deve essere adeguatamente assemblato. Il produttore descrive in dettaglio la tecnologia di installazione e le caratteristiche di assemblaggio nelle istruzioni allegate all'apparecchiatura.

A cosa serve in macchina

Il motore dell'auto funziona bruciando carburante nei cilindri. Di conseguenza, tutte le parti diventano molto calde. Quando la temperatura degli elementi metallici aumenta, si espandono. Se non vengono raffreddati, ciò comporterà vari problemi nell'unità di potenza, ad esempio crepe nella testata del cilindro, nella camicia di raffreddamento, deformazione della testata, eccessiva espansione termica dei pistoni e così via. Ignorare tali problemi porterà a costose riparazioni ICE.

Per stabilizzare la temperatura, tutti i motori a combustione interna nel loro design hanno una camicia di raffreddamento, attraverso la quale il fluido circola con l'aiuto di una pompa. L'antigelo riscaldato viene convogliato attraverso l'autostrada al radiatore dell'auto. In esso, il liquido viene raffreddato e quindi ritorna al motore. Questo processo consente di mantenere la temperatura di esercizio del motore a combustione interna.

Se non ci fosse un radiatore nella progettazione del sistema di raffreddamento, il liquido in esso bollirebbe rapidamente. Nell'auto, questa parte è installata nella parte anteriore del vano motore. Ciò è necessario affinché più aria fredda entri nel suo aereo.

L'efficienza degli scambiatori di calore dipende dai seguenti fattori:

• il numero di tubi: più ce ne sono, migliore sarà il raffreddamento dell'antigelo;
• sezione trasversale dei tubi: la forma ovale aumenta l'area di contatto con l'aria, aumentando il trasferimento di calore;
• flusso d'aria forzato - particolarmente utile in modalità di guida urbana;
• pulizia: più detriti ci sono tra le alette dello scambiatore di calore, più difficile sarà per l'aria fresca entrare nei tubi caldi.

Radiatori per motori a combustione interna [modifica | modifica codice]

In un motore a combustione interna, il radiatore è uno scambiatore di calore che integra i due circuiti del sistema di raffreddamento. Fondamentalmente vengono utilizzate griglie del radiatore a piastra tubolare e nastro tubolare. Nel radiatore, per il passaggio del liquido di raffreddamento, vengono utilizzati tubi suturati o trafilati dal pieno in nastro di ottone con uno spessore fino a 0,15 mm. Vengono utilizzati anche i radiatori in alluminio: sono più economici e leggeri, ma le proprietà di scambio termico, a parità di altre condizioni (dimensioni, area di scambio termico, ecc.), E l'affidabilità sono inferiori.

Sulle locomotive diesel, un dispositivo simile è chiamato "frigorifero".

Un radiatore per automobile, il cui dispositivo include due serbatoi: superiore e inferiore, nonché tubi tra di loro, svolge una funzione essenziale ed è responsabile della prevenzione del surriscaldamento del motore. Come questo accade e quali tipi di questo nodo possiamo trovare nelle nostre macchine, parleremo un po 'di seguito.

Design del radiatore

Il materiale di cui sono fatti i radiatori per auto è il metallo (alluminio o rame). Le pareti dello scambiatore di calore sono molto sottili, a causa delle quali l'antigelo emette rapidamente la sua temperatura e si raffredda.

Il design del radiatore è costituito da sottili tubi saldati insieme a forma di rettangolo. Questo elemento è montato su due serbatoi (uno in ingresso, l'altro in uscita). Inoltre, le piastre sono infilate sui tubi, il che aumenta l'area di trasferimento del calore. L'aria passa tra le nervature e raffredda rapidamente la superficie del pezzo.

Tutti gli scambiatori di calore hanno due aperture: ingresso e uscita. Ad essi sono collegati i tubi del sistema. Per scaricare il liquido dalla cavità, lo scambiatore di calore è dotato di un tappo installato nella parte inferiore della struttura.

Se l'auto sta guidando su un'autostrada, c'è abbastanza flusso d'aria per raffreddare l'antigelo in modo naturale (soffiando le costole). Nel caso del traffico cittadino, il flusso d'aria è meno intenso. Per questo, una grande ventola è installata nel sistema di raffreddamento dietro il radiatore. Nei modelli di auto più vecchi, era azionato direttamente da un motore. Le macchine moderne sono dotate di un sistema di controllo della temperatura antigelo e, se necessario, include un flusso d'aria forzato.

Come sono fatti i radiatori - guarda il seguente video:

Come sono fatti i radiatori per auto

Radiatori a olio per uso domestico

Un radiatore a olio (a olio) è una batteria di riscaldamento mobile. Dispositivo: all'interno dell'involucro sigillato è posta una bobina elettrica, l'involucro è riempito con olio minerale. La temperatura superficiale del riscaldatore dell'olio non supera i 150 ° C. Il calore viene trasferito dalla bobina all'olio, quindi dall'olio al corpo e dal corpo all'aria.I dispositivi di questo tipo sono affidabili, durevoli, silenziosi, in grado di trattenere il calore a lungo dopo un'interruzione di corrente e, inoltre, sono considerati molto sicuri. I principali vantaggi dei radiatori dell'olio sono il basso prezzo, la mobilità e il basso livello di rumorosità. Gli svantaggi di un riscaldatore tradizionale a olio includono un lungo tempo di riscaldamento (10-20 minuti).

I moderni riscaldatori a olio hanno il seguente insieme di funzioni:

• Diverse modalità di funzionamento.
• Funzione di controllo del clima
• Timer di accensione / spegnimento, il radiatore riscalderà la stanza entro un certo tempo.
• Funzione di protezione dal surriscaldamento.
• Filo autotorsante.
• Telecomando per riscaldatore olio.
• Appendiabiti per asciugare le cose.

Tipi di radiatori

Esistono diversi tipi di scambiatori di calore. Ognuno di essi è progettato per il proprio scopo, ma funzionano secondo lo stesso principio: il fluido circola al loro interno per garantire lo scambio di calore. Gli scambiatori di calore vengono utilizzati nei seguenti sistemi di veicoli:

• raffreddamento;
• riscaldamento;
• climatico.

Esistono due categorie di radiatori più comunemente utilizzati nell'industria automobilistica.

1. Lamellare tubolare. Questa è la modifica più comune trovata sulle auto più vecchie. Lo scambiatore di calore al loro interno è costituito da tubi disposti orizzontalmente (sezione circolare), sui quali sono infilate piastre sottili. Molto spesso sono realizzati in una lega di alluminio. Queste modifiche sono state installate sui veicoli più vecchi. Lo svantaggio principale è lo scarso trasferimento di calore a causa della piccola area di contatto con il flusso d'aria.
2. Nastro tubolare. Usano tubi lunghi (sezione ovale), piegati a forma di bobina. Il materiale utilizzato per la loro fabbricazione è una lega di rame e ottone o alluminio. Tali modifiche sono installate in molte auto moderne. I modelli in rame hanno un'eccellente conduttività termica ma sono molto costosi. Pertanto, più spesso il sistema di raffreddamento è dotato di controparti in alluminio.

Nella prima categoria ci sono altri due tipi di radiatori. Questi sono modelli single-pass e multi-pass. Differiscono l'uno dall'altro nel principio di circolazione.

• Senso unico. Il refrigerante entra nella cavità dello scambiatore di calore da un lato e viene distribuito uniformemente su tutti i tubi. Hanno uno svantaggio significativo: l'antigelo nella cavità è distribuito in modo non uniforme, a causa del quale si perde l'efficienza dello scambio termico.
• Multi-pass. Gli elementi di raffreddamento sono suddivisi in più sezioni. Questo design aumenta la lunghezza complessiva della linea, migliorando il processo di trasferimento del calore.

Dispositivo del radiatore

un dispositivo; b - la valvola del vapore è aperta; c - la valvola dell'aria è aperta.

• Il radiatore ha strutturalmente un serbatoio superiore (1) e inferiore (7). Questi serbatoi sono collegati tra loro da tubi (5) in ottone o alluminio. Le piastre (6) sono fissate a questi tubi mediante saldatura, che aumenta l'area di raffreddamento superficiale dell'elemento. Attraverso questa superficie, il calore viene rimosso dal refrigerante e rilasciato nell'ambiente.
• Il serbatoio superiore ha un bocchettone di riempimento per il riempimento con refrigerante. Il collo è chiuso con un tappo (3). Questo tappo contiene una valvola per il vapore (11) e una per l'aria (12).
• Il serbatoio superiore ha anche un tubo (2) per il collegamento del radiatore alla camicia di raffreddamento del motore. Questo collegamento è realizzato per mezzo di un tubo in gomma. Inoltre, è presente un tubo di uscita del vapore (4) e un sensore del termometro elettrico (13).
• Il serbatoio inferiore (7) ha un tubo di derivazione (8) per il collegamento del dispositivo con una pompa (pompa). C'è anche un rubinetto aggiuntivo che è in grado di scaricare il liquido di raffreddamento. Il radiatore è fissato al telaio del veicolo con dispositivi di fissaggio speciali (9).

Danni ai radiatori: cause, prevenzione

Come ogni parte, anche il radiatore dell'auto può guastarsi.Ecco cinque ragioni principali.

1. Danno meccanico. Poiché questa parte è installata davanti al veicolo, oggetti estranei cadono spesso su di essa. Ad esempio, possono essere pietre di un'auto davanti. Anche un lieve urto di un'auto può danneggiare il radiatore, compromettendo la tenuta del sistema di raffreddamento.
2. Ossidazione del metallo. Sebbene tutti gli elementi dello scambiatore di calore siano realizzati con materiali inossidabili, i radiatori non sono protetti contro la formazione di calcare all'interno delle loro cavità. A causa dell'uso di refrigerante di bassa qualità, le parti metalliche del motore possono ossidarsi, il che intasa la linea e impedisce la libera circolazione dell'antigelo.
3. Usura naturale. Il riscaldamento e il raffreddamento costanti portano alla "fatica" del metallo, che ne riduce la resistenza. Le vibrazioni nel vano motore distruggono le giunture di collegamento, il che può portare a perdite.
4. Pressione di linea eccessiva. Se sul vaso di espansione viene installato un tappo di scarsa qualità, nel tempo la valvola limitatrice di pressione smette di funzionare. A causa del riscaldamento dell'antigelo a una temperatura superiore a 100 gradi, il volume nel sistema aumenta. Molto spesso, le cuciture sugli elementi in plastica divergono. Ma le pareti del vecchio scambiatore di calore si assottigliano nel tempo, il che porta a depressurizzazione e perdite.
5. Congelamento del liquido di raffreddamento. Questo può accadere nel caso di utilizzo dell'antigelo o dell'acqua normale sbagliati. Al freddo, l'acqua cristallizza e si espande. Da questo, appaiono delle crepe sulle pareti dei tubi.

La maggior parte di questi problemi può essere prevenuta applicando metodi preventivi. Per prolungare il servizio del radiatore, il proprietario dell'auto può adottare le seguenti misure.

• Non riempire il sistema con acqua normale. In caso di emergenza, puoi usare il distillato, ma nel prossimo futuro devi cambiarlo in antigelo. Questo liquido bolle a temperature superiori a 115 gradi. Inoltre, contiene lubrificante, che ha un effetto benefico sulla girante della pompa e su altre parti metalliche del sistema.
• Cambia l'antigelo in modo tempestivo e quando il livello diminuisce, aggiungilo. La sostituzione deve essere effettuata almeno 50-70.000 km. chilometraggio (per l'antigelo, questo intervallo è da 150 mila). Ma se il liquido di raffreddamento ha cambiato colore ed è diventato nero, questo è un chiaro segnale per la manutenzione del sistema.
• Installa un radiatore realizzato per il modello di auto specificato.
• Eseguire la manutenzione ordinaria dell'intero sistema di raffreddamento.
• Tenere pulite le alette dello scambiatore di calore.
• Durante la sostituzione dell'antigelo, lavare periodicamente le pareti interne della batteria.

Che è meglio: riparare o cambiare

Tutti gli automobilisti possono essere approssimativamente suddivisi in due categorie. I primi credono che una parte guasta debba essere sostituita con una nuova. Questi ultimi sono sicuri che tutto possa essere riparato. E il fissaggio dei radiatori è un argomento di controversia frequente.

Internet è pieno di tutti i tipi di consigli su come riparare da soli la perdita. Alcuni usano composti speciali. Altri riempiono il sistema con agenti di crack bridging. A volte alcuni metodi aiutano a prolungare la vita della parte per un po '. Ma nella maggior parte dei casi, queste tecniche intasano solo il sistema di raffreddamento.

Ha senso riparare i modelli in rame, perché sono abbastanza facili da saldare. Nel caso degli analoghi dell'alluminio, la situazione è diversa. Possono essere saldati, ma ciò comporterà costose saldature. Pertanto, il costo di riparazione di un radiatore che perde sarà quasi identico al prezzo di una nuova parte. Ha senso accettare questa procedura solo nel caso di un modello di scambiatore di calore costoso.

Nella maggior parte dei casi, le riparazioni sono solo una misura temporanea, poiché l'alta pressione si accumula costantemente nel sistema di raffreddamento, il che porterà a una depressurizzazione ripetuta della linea. Se si esegue tempestivamente la manutenzione e la pulizia dell'impianto, spesso non sarà necessario sostituire il radiatore.Pertanto, quando una parte si rompe e il prezioso refrigerante viene versato sul terreno, è meglio sostituire questa unità piuttosto che buttare costantemente denaro per acquistare un altro contenitore.

Come operare correttamente?

Una delle condizioni più importanti per il corretto funzionamento del radiatore è mantenerlo pulito ed evitare pressioni eccessive nell'impianto. Il secondo fattore dipende dal tappo del vaso di espansione.

La prima procedura può prolungare la vita di questo componente. Tuttavia, deve essere eseguito correttamente.

• Il produttore vieta categoricamente il riutilizzo del liquido di raffreddamento usato. Anche se lo pulisci, ha già perso le sue proprietà, e quindi sarà già inutile.
• Se l'antigelo è molto sporco, prima di versarne uno nuovo nell'impianto, deve essere risciacquato con acqua distillata (in nessun caso usare acqua normale). Non contiene sali e impurità che possono accumularsi all'interno della batteria e ridurre l'efficienza di raffreddamento.
• Quando si pulisce l'esterno, è importante tenere in considerazione che le alette dello scambiatore di calore sono molto sottili e quindi anche piccole forze possono piegarle. Successivamente, ciò interferirà con il naturale soffio dei tubi del radiatore. Se la procedura viene eseguita utilizzando una mini-lavatrice, è necessario regolare una piccola testa. Il getto deve essere diretto perpendicolarmente alle alette per evitare che lo sporco accumulato si sposti nello scambiatore di calore. Quindi non può essere purificato in alcun modo.

Quale radiatore è migliore?

Nella maggior parte dei casi, la risposta a questa domanda dipende dalle capacità materiali dell'automobilista. I modelli rame-ottone si prestano a riparazioni economiche. Rispetto agli analoghi dell'alluminio, hanno migliori proprietà di trasferimento del calore (il coefficiente di trasferimento del calore del rame è 401 W / (m * K) e dell'alluminio - 202-236). Tuttavia, il costo di una nuova parte è molto alto a causa del prezzo del rame. E un altro inconveniente: molto peso (circa 15 chilogrammi).

I radiatori in alluminio sono più economici, sono più leggeri rispetto alle versioni in rame (circa 5 kg.) E la loro durata è più lunga. Ma non possono essere riparati adeguatamente.

C'è un'altra opzione: acquistare un modello cinese. Sono molto più economici della parte originale per un'auto in particolare. Solo il problema principale con la maggior parte di loro è la loro breve durata. Se un radiatore in alluminio fa fronte alle sue funzioni per 10-12 anni, l'analogo cinese è tre volte inferiore (4-5 anni).

Per i dettagli sui guasti e la manutenzione dei radiatori, vedere il seguente video:

Radiatore di raffreddamento del motore. Malfunzionamenti. Pulizia.

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Dispositivo a batteria in alluminio

Considerando il dispositivo di un radiatore di riscaldamento in alluminio, va notato che il design della batteria può essere solido o sezionale.
Il riscaldatore componibile in alluminio è costituito da 3-4 sezioni separate. Di regola, titanio, silicio, zinco vengono aggiunti all'alluminio. Questi metalli rendono il prodotto più durevole e resistente allo strappo e alla corrosione. Tutte le sezioni sono collegate tra loro tramite un connettore filettato. Le guarnizioni in silicone vengono utilizzate per sigillare la connessione. L'interno dei radiatori è rivestito in polimero per prevenire la possibilità di rottura della batteria.

I solidi radiatori in alluminio sono costituiti da profili. I profili sono prodotti per estrusione.

Nessun metallo aggiuntivo viene aggiunto ai radiatori in alluminio.

Ciò che conferisce plasticità al materiale. I profili sono collegati tra loro mediante saldatura. Questa connessione è altamente durevole e affidabile. Come quelli componibili, i modelli monopezzo di radiatori sono ricoperti da uno strato polimerico all'interno.

A seconda del metodo di produzione, ci sono radiatori realizzati per fusione, per estrusione e prodotti anodizzati (realizzati in alluminio di maggiore purezza).

Caratteristiche tecniche dei radiatori in alluminio

Viste le elevate caratteristiche tecniche, molti decidono di acquistare un radiatore in alluminio per il riscaldamento di un appartamento. I principali parametri tecnici includono:

1. pressione di esercizio. È nella gamma da 10 a 15 atmosfere. Negli appartamenti residenziali, la pressione di esercizio può superare la norma di 3-4 volte. A questo proposito, tali radiatori sono installati raramente nelle case di città. Ma per le case private, un tale riscaldatore sarebbe una soluzione ideale;
2. prova di pressione. È nella gamma da 20 a 50 atmosfere;
3. coefficiente di scambio termico. Per la sezione standard, è 82-212 W;
4. la temperatura massima del liquido di raffreddamento può raggiungere +120 gradi;
5. una sezione può pesare da 1 a 1,5 kg;
6. la capacità di ciascuna sezione va da 0,25 a 0,46 lt;
7. la distanza tra gli assi può essere 20, 35, 50 cm Esistono modelli per i quali questo parametro può arrivare a 80 cm.

Il produttore indica i parametri per ciascun modello del radiatore nel passaporto del dispositivo. Considerando le caratteristiche tecniche dei radiatori in alluminio, il prezzo per loro è abbastanza ragionevole e dipende dal tipo di batteria, dal numero di sezioni e dal produttore.

Vantaggi e svantaggi dei radiatori in alluminio

Prima di acquistare radiatori per riscaldamento in alluminio, è necessario considerare quali vantaggi e svantaggi presenta questo dispositivo.
Il vantaggio principale di una batteria in alluminio può essere chiamato compattezza e molto meno peso rispetto ai sistemi in ghisa. Puoi leggere di più sui radiatori per riscaldamento in ghisa qui. L'apparecchiatura si riscalda molto rapidamente e trasferisce perfettamente il calore alla stanza. La vita utile è piuttosto lunga. Un altro vantaggio è la divisione in sezioni: è possibile scegliere la lunghezza richiesta della batteria. Si precisa che il prezzo per i radiatori in alluminio è indicato per sezione. Ciò semplifica il calcolo del costo approssimativo di un dispositivo sezionale.

Poiché l'attrezzatura è piccola e leggera, è facile da installare. L'installazione può essere eseguita anche su una parete in cartongesso. I modelli moderni sembrano esteticamente gradevoli ed eleganti. L'alluminio è facile da lavorare. Ciò consente ai produttori di sperimentare con il design della batteria. Puoi scegliere un'opzione per qualsiasi interno. Soprattutto, i radiatori in alluminio sono adatti per sistemi di riscaldamento autonomo. Nonostante le elevate caratteristiche tecniche e molti vantaggi, il prezzo delle batterie di riscaldamento in alluminio è abbastanza conveniente.

Gli svantaggi dei radiatori in alluminio includono una bassa resistenza alla corrosione. Ciò può influire notevolmente sulla salute generale della batteria. L'alluminio è per sua natura un metallo abbastanza attivo. Se il film di ossido che ricopre la superficie è danneggiato, lo strato protettivo verrà distrutto a causa del rilascio di idrogeno. Per migliorare le proprietà anti-corrosione, viene utilizzato un rivestimento polimerico. Se la batteria non ha un rivestimento polimerico, i rubinetti sui tubi di alimentazione non devono essere chiusi. In caso contrario, la pressione potrebbe rompere la batteria.

Oggi, le batterie in alluminio occupano una posizione di leadership nella vendita di apparecchiature per il riscaldamento.

Molte persone preferiscono acquistare questo tipo di dispositivo di riscaldamento e per il costo relativamente basso. Per i radiatori in alluminio, il prezzo medio per sezione è di circa 230-300 rubli.