1. Предназначение, изисквания, видове:
1.1 Предназначение на охладителна система: охладителната система е предназначена да:
•    Осигури нормална работна температура на работния процес;
•    Отнеме топлина от частите на двигателя, така че те да не се деформират;
•    Не позволява прегряване на маслото.
1.2. Изисквания към охладителната система:
•    Ремонтопригодност;
•    Да дава възможност за бързо достигане на оптимална работна температура;
•    Да поддържа температурата на охладителната течност в определени граници;
•    Сигурна и проста конструкция, както надеждност и дълготрайност.
1.3. Видове охладителни системи: охладителните системи се различават в зависимост от използвания охлаждащ флуид. Двата основни вида се въздушната и течностната охладителни системи.
1.4. Сравнение на въздушна и течностна охладителни системи: основната разлика между двете системи е използваният флуид. При въздушната охладителна система той е въздухът от околната среда, а при течностната – вода или антифриз. Двигателите с въздушно охлаждане са по-компактни и по-бързо достигат работната си температура, което значително намалява износването, докато двигателите с течностно охлаждане по-трудно достигат работна температура, защото течността също трябва да се загрее. Течностното охлаждане по-лесно осигурява добро охлаждане на най-натоварените части на двигателя, докато при въздушното охлаждане това се постига по-трудно. Въздушните двигатели са по-шумни, защото липсва течността, която е добър звукоизолатор. В съвременните двигатели се използва предимно течностно охлаждане, поради по-надеждната му работа.

2. Устройство:
2.1. Устройство на въздушна охладителна система: въздушното охлаждане може да бъде свободно и принудено. При принуденото въздуха се подава към цилиндрите посредством радиатор. За да се осигури плътно преминаване на въздуха покрай оребрените части на главата и цилиндрите, потокът се направлява от подходящо оформен кожух. Около цилиндрите се поставят рефлектиращи (насочващи) пластини. По този начин се постига равномерно разпределение на въздуха към всички цилиндри. Отвеждането на топлината от нагретите части на двигателя се улеснява, ако те са изработени от материал с по-голямо топлоотдаване. Такива са алуминиевите сплави, които освен това са тънколивки и поради това от тях по-лесно се отливат сложни по форма детайли, каквато е оребрената цилиндрова глава. Цилиндрите най-често се отливат от чугун, поради по-голямата му износоустойчивост, и се закрепват към блок-картера с шпилки. Цилиндрите имат охладителни пръстеновидни ребра, отлети заедно с цилиндричната част. Големината и броят на ребрата зависят от редица условия. Височината на ребрата се избира в зависимост от стъпката между тях с оглед да се осигури достатъчно проходно сечение за преминаване на въздушния поток по цялата дължина на реброто. Ребрата имат трапецовидна форма с малък наклон, която лесно се постига при отливането.

2.2. Устройство на течностна охладителна система: състои се от специално оформени кухини в цилиндровия блок (водна риза). Те не трябва да образуват глухи и изолирани места, където течността би могла да се задържи. Циркулацията на течността може да се осигури по два начина: чрез разликата в температурите на охладената течност и тази, отнела топлина от цилиндрите или принудително, чрез водна помпа. Уредбата с принудителна циркулация на течността може да бъде отворена или затворена. При отворената система, течността се изправя и се изхвърля в околната среда, а при затворената посредством специален паровъздушен клапан се поддържа налягане по-високо от атмосферното и изпарената течност се отвежда в разширителен съд, където тя се охлажда и отново се връща в системата. По-високото налягане в системата позволява температурата на течността да се повиши дори до 115º С без да настъпи пълно изпаряване на течността Интензивността на циркулацията зависи само от честотата на въртене на двигатела и свързаната към него водна помпа, но не и от натоварването му. За да се избегне този съществен недостатък в уредбата се включва термостат, който изключва радиатора от циркулационния кръг, когато температурата на течността спадне под определено ниво. В системата се вграждат още и устройства, които регулират интензивността на въздушния поток през радиатора.

2.3. Устройство на воден радиатор:  той трябва да осигури бързо охлаждане на загрятата във водната риза течност. За целта се изработва с голяма охладителна повърхнина и от материали с голям коефициент на топлоотдаване (мед, месинг). За тяхната охладителна способност се съди по топлообменната им повърхност. Това е външната повърхнина на радиатора, падаща се на единица мощност, която за различните двигатели е 0,15 – 0,6 m2/kW. Радиаторът се състои от: горен резервоар, който е свързан чрез еластичен тръбопровод с водната риза, наливна гърловина, в която се поставя капачката, долен резервоар, свързан чрез тръбопровод с водната помпа, радиаторна сърцевина, пароотводна тръбичка и кранче за източване. За изменение на количеството въздух, минаващо през радиатора, пред него се поставят жалузи, които са прикрепени към рамката му. Положението им се определя чрез ръкохватка, фиксатор, гъвкаво жило и теглич. Основната част на радиатора е сърцевината му. Според устройството й радиаторите се делят на тръбни, килийкови и пластинкови. Тръбните радиатори са най-разпространени. Тръбичките, от които се изработват, свързват двата резервоара и са запоени към тях. За увеличаване на охладителната повърхност са поставени пластинки. Съвременните радиатори се произвеждат с овално напречно сечение на тръбичките. Пластинковите и килийковите радиатори имат по-голяма специфична охладителна повърхнина при същите размери, но се използват рядко поради по-сложната изработка, натрупването на котлен камък в тях и високата им цена. Радиаторите се затварят плътно от капачки, в които са поставени два клапана – парен и въздушен. Устройството на капачките е подобно на това, на капачката за затваряне на горивния резервоар.

2.4. Устройство на водна помпа: във всички бързоходни двигатели изключително приложение намират центробежните помпи. Те имат просто устройство, голяма производителност и малки размери. Основната част на такава помпа е работното колело, монтирано на вал, който е лагеруван в тялото на помпата. В предния край на вала е прикрепен фланец, към който се монтират ремъчна шайба и вентилатор. Лопатките на работното колело образуват криви, постепенно разширяващи се към периферията канали. Водата идва към работното колело по приемателна тръба и се движи от центъра към периферията му. Валът с монтираните върху него части се предпазва от осово преместване чрез фиксиране на лагера посредством винт. Задвижването на помпата и вентилаторът става чрез клиновидна ремъчна предавка. Предавателното число между коляновия вал и валът на водната помпа обикновено е единица. За уплътняване на вала и кожуха на помпата се използва салникова набивка. Такова уплътнение на пропуска водата, а и не допуска засмукване на въздух, прах или други чужди тела.

2.5. Устройство на вентилатор: вентилаторът създава въздушен поток, който минава през радиатора с определена скорост. Според посоката на движение на въздуха вентилаторите биват осови и центробежни. Осовите намират приложение при течностно и въздушно охлаждане, а центробежните – при малки едноцилиндрови двигатели. Лопатките на работното колело се пресоват от ламарина или се отливат от леки материали (най-често пластмаса). Те имат изменящ се ъгъл на атака по дължина на лопатките и специално сечение с аеродинамичен профил. За намаляване на шума от работата на вентилатора и за предпазване на лопатките от вибрации те се разполагат една спрямо друга под ъгъл различен от 90˚. В някои конструкции задвижването на вентилатора се извършва от постояннотоков електродвигател, който се включва, след като температурата на охладителната течност се е повиши над 90˚.
2.6. Устройство на термостат:  той дава възможност за бързо загряване на двигателя и автоматично поддържане на температурата на охладителната течност в определени граници. Термостатът обикновено се поставя в охладителната система на пътя на водата от водната риза към радиатора. Той представлява клапан, който се привежда в действие от течност, твърд пълнител или биметална спирална пружина. Най-голямо приложение намират течностните термостати. При тях в тялото е поставено нагънато месингово мехче. В него херметически е затворен етилова течност, която при загряване до определена температура се изпарява. Върху мехчето е закрепено стебло, а върху стеблото – термостатен клапан, леглото на който е притегнато между тялото и изходящия тръбопровод.

3. Действие:
3.1. Действие на течностна охладителна система:  при термосифонна охладителна система движението на течността се осъществява под действие на разлика в плътността на топлата и студената течност. При допира на студената течност с горещите стени на цилиндрите, тя се загрява, а нейната плътност намалява. В радиатора допира на горещата течност с охладените от въздуха тръбички води до нейното охлаждане и увеличаването на плътността й. В резултат на различните относителни тегла във водната риза възниква подемна сила, под действие на която се създава движение на течността. В двигателя тя се движи нагоре, а в радиатора надолу и понеже са свързани с тръбопроводи се получава циркулация на течността.
    При охладителната система с принудителна циркулация, тя се осъществява чрез водна помпа. Охлаждащата течност постъпва във водната риза от водната помпа, през разпределителна тръба. Течността е насочена към по-натоварените части. Връзката на водната риза с радиатора се осъществява с помощта на еластични гумени тръбопроводи. За контролиране на топлинното състояние са поставени датчици. Охладителните системи с принудителна циркулация се делят на открити и закрити, според връзката им с околната среда
•    При открита система охладителната течност има постоянна връзка с околната среда. Температурата на кипене на течността се влияе от външното атмосферно налягане. Поради постоянната загуба на охлаждаща течност и създаващите се условия за прегряване тази система се прилага много рядко.
•    Закритата система се изолира от околната среда с херметично затваряне на наливната гърловина чрез паровъздушен клапан. В резултат на това налягането в системата се повишава и се поддържа постоянно независимо от атмосферното налягане. Температурата на кипене на течността също се повишава и двигателят може да работи при по-висок температурен режим.
При такъв тип охладителна система охлаждащата течност се движи в зависимост от положението на термостата и крана за включване на парното. Когато двигателят е студен термостатът затваря тръбопровода за охлаждащата течност идваща от радиатора. Тогава под действие на водната помпа течността се движи по три кръга:
1.    Водна помпа – водна риза – термостат – водна помпа
2.    От ризата на всмукателния тръбопровод към смесителната камера на карбуратора – термостат – водна помпа
3.    Водна риза – парно – термостат – водна помпа
Когато двигателят не е загрят напълно термостатът отваря частично долния тръбопровод от радиатора като при това пропуска течност и от долния и от горния отвор. Така към действащите три кръга се добавя и четвърти – през радиатора.
3.2. Действие на водна помпа: при въртене на работното колело на водната помпа, в централната му част се създава подналягане. Течността се засмуква по приемния тръбопровод, увлича се от колелото, преминава през каналите му и подава към нагнетателния тръбопровод. Спиралния кожух на работното колело служи да събере напускащата течност и да я насочи в желаната посока, повишавайки налягането й. Водната помпа се поставя най-често в предната част на двигателя. Тя засмуква течността от радиатора и я изпраща към долната част на цилиндрите или към по-загрятата горна част.
3.3 Действие на термостат: когато двигателят е студен, мехчето на термостата е свито и клапанът е затворил пътя на охлаждащата течност към радиатора, т.е. радиаторът е изключен. Тогава течността под действие на водната помпа се движи от нея, към разпределителната тръба, водната риза и през канал постъпва отново в помпата. Така малкото количество охлаждаща течност, намираща се във водната риза се загрява по-бързо и двигателя достига по-бързо работна температура. При загряване на охлаждащата течност до 78˚ - 82˚С, течността в мехчето започва да с изпарява, вътрешното му налягане се повишава и мехчето се разширява във височина, като по този начин постепенно отваря клапана, който прегражда пътя на течността към радиатора. Пълното отваряне на термостатния клапан става при 88˚ - 94˚С. В периода на отваряне на термостата става загряване на течността и в радиатора.
3.4. Начини за регулиране на топлинния режим на двигателя: става по няколко начина. Най-често автоматично чрез термостата и вентилатора и ръчно чрез жалузи.
    При температура над 90˚ - 92˚С, когато термостатния клапан е отворен, температурния режим се регулира чрез изменение на количеството въздух преминаващо през радиатора. То се извършва ръчно от водача в процеса на работа на двигателя, като при това трябва да се има предвид с каква охладителна течност работи двигателя и температурата на околния въздух. При много ниски околни температури, особено ако се работи с вода, жалузите трябва да се държат затворени и ако температурата на течността се повиши над 90˚С да се отворят съвсем леко. В противен случай се рискува водата в радиатора да замръзне и по този начин да го повреди.
    Все по-често температурния режим се поддържа чрез включване и изключване на вентилатора или промяна честотата му на въртене. Когато температурата на течността е ниска, електрическата верига в датчика е прекъсната и вала на водната помпа се върти без да задвижва вентилатора. По този начина не се охлажда излишно радиатора. Вентилатора се изключва при температура на течността 78˚ - 85˚С и се включва при 90˚ - 97˚С.
4.Диагностика, техническо обслужване и ремонт:
4.1. Диагностика на течностна охладителна система: всички възможни неизправности по признаците на проявяването си се свеждат до две основни групи: нарушаване на плътността и намаляване интензивността на охлаждането.
    Нарушаването на херметичността може да бъде предизвикано от вътрешна (за двигателя) или външна повреда на елементите. При външно нарушение, течността се излива извън двигателя. Това се получава най-често при повреда в радиатора или нарушаване на гумените съединения. Вътрешното нарушение на херметичността се получава в следствие на повреда в уплътнителите на водната помпа или на гарнитурата на цилиндровата глава, както и пукнатини във водната риза. Тогава охладителната течност попада или в горивната камера или в мазилната уредба. Ако е в мазилната уредба води до ускорено износване на триещите се части и се установява по увеличаващото се количество на маслото в картера. Ако течността прониква в горивната камера това се установява по проникващите в охладителната система газове под високо налягане от работното пространство.
    Повишен разход на охладителна течност се получава при неизправна работа на паро-въздушния клапан. При замръзване на течността в главата, блока или радиатора е необходимо да се вземат мерки за намаляване интензивността на въздушния поток, минаващ през радиатора. Ако се констатира частично замръзване и няма други вредни последици, двигателя се превърта ръчно за да не се счупват лопатките на работното колело на водната помпа.
    Намаляване на интензивността на охлаждането и от там ненормално повишаване на работната температура се получава при следните неизправности:
•    Замърсяване или запушване на радиатора
•    Повреда или счупване на работното колело на водната помпа
•    Намаляване количеството на охладителната течност под допустимото
•    Пробоксуване или скъсване на ремъка за задвижване на вентилатора или водната помпа.
•    Ускорено отлагане на котлен камък
4.2. Техническо обслужване: работите по техническото обслужване се изразяват в следните операции:
•    Регулиране обтягането на ремъка – чрез съответното конструктивно решение. При недостатъчно износване се получават пропукване, ускорено износване намаляване интензивността на охлаждане. При пренатягане се получава ускорено износване на ремъка и лагерите на вала на вентилатора.
•    Проверка на херметичността и плътността - проверява се за външни течове, както и състава на маслото за наличие на охладителна течност в него.
•    Промиване на водната риза и радиатора –  извършва се по механичен начин със силна струя вода в посока обратна на посоката на движение на охладителната течност поотделно за радиатора и водната риза
•    Напълване на системата с необходимото количество охладителна течност с определени качества.
•    Отстраняване на котления камък – Извършва се за разтвор на сола киселина (6 – 8%). С този разтвор двигателят работи 15 минути на празен ход, след включване на термостата. След това системата се промива и се неутрализира с калиев бихромат.
4.3. Ремонт на елементите: радиаторите могат да имат следните дефекти: пропуски в шевовете и в тръбите на сърцевината, пукнатини, вдлъбнатини, замърсяване на тръбите и запушване с котлен камък. Препоръчва се ремонта да се извършва в следната последователност: външен оглед, проверка за херметичност, разглобяване, промиване, ремонт на сърцевината, ремонт на резервоарчетата, сглобяване и изпитване. Херметичността се проверява със сгъстен въздух с налягане 1 bar, като радиаторът се поставя във вана с вода. Местата на пропуските се запояват, а когато то е невъзможно елемента се заменя с нов. За целта в дефектната тръба се вкарва нагрят прът. След размекването на припоя, тръбата и прътът се изваждащ леко с клещи. Новата тръба се поставя заедно с поставения в нея прът, като той се маха след монтажа. Повредената сърцевина се потапя в разтопен припой, така че да се закрият опорните пластина и краищата на тръбичките. След това се изважда и се изтръсква за отстраняване на излишния припой. Деформирани охлаждащи пластини се изправят със специален гребен или плоска отверка. Вдлъбнатини по резервоарите се изправят, а пукнатини се запояват.
    При водните помпи най-често срещаните дефекти са: износване на лагерите и отворите за тях, пукнати и откъртвания, износване и повреждане на резбите в отворите, нарушена херметичност. Износени отвори за лагерите се ремонтират чрез поставяне на втулки, а повредени лагери се заменят. Пукнатини и откъртвания се наваряват. Отворите с износени резби се ремонтират чрез нарязване на резба с ремонтен размер. Изкривен вал на помпата се изправя. Износването му се ремонтира чрез хромиране или наваряване с последващо престъргване до номинален размер. Износен отвор за вала на водната помпа се ремонтира чрез поставяне на втулки.

• Предишна
• Следваща