Система охлаждения дизельного двигателя 3.6 TD

Основное назначение системы охлаждения дизельного двигателя 3.6 TD – поддерживать оптимальную температуру в системе охлаждения при изменении условий окружающей среды и работы самого дизельного двигателя 3.6 TD. Применяемая система охлаждения, работающая при высоком давлении, обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости вокруг дизельного двигателя 3.6 TD и в контуре отопителя, когда закрыт основной клапан термостата.

Вспомогательные функции:

• оптимизация обогрева салона на этапе прогрева двигателя;
• полностью автоматическое управление температурой трансмиссионной жидкости (включая отопление);
• низкотемпературное охлаждение топлива с помощью специального низкотемпературного вспомогательного охладителя;
• охлаждение с улучшенной рециркуляцией отработавших газов (EGR) путем подачи охлаждающей жидкости при низкой температуре с выпускной стороны радиатора.

Во время первоначального прогрева дизельного двигателя 3.6 TD, когда главный термостат закрыт, прогретая охлаждающая жидкость направляется к вспомогательным теплообменникам:

• Отопитель салона.
• Охладитель моторного масла.
• Охладитель рабочей жидкости автоматической коробки передач (при низкой частоте вращения коленчатого вала расход ограничен).

Главный термостат дизельного двигателя 3.6 TD имеет конструкцию с разгрузкой давления. Основная функция этого термостата – использовать отопитель и вспомогательный контур в качестве единственного перепускного канала радиатора при закрытом термостате.

Термостат разгрузки давления постепенно открывает перепускной контур главного радиатора при частоте вращения коленчатого вала выше 1500 об/мин. Эта система гарантирует, что на этапе прогревания максимальный доступный поток охлаждающей жидкости направляется к отопителю и вспомогательным охладителям, и это не влияет на долговечность работы дизельного двигателя 3.6 TD. При использовании термостата этого типа для отопителя обеспечен достаточный расход при любых условиях, и не требуется специальный электрический водяной насос.

Охлаждающая жидкость циркулирует с расходом до 400 литров в минуту под действием насоса, установленного в передней части дизельного двигателя 3.6 TD и приводимого в движение поликлиновым ремнем привода аксессуаров. Насос прокачивает охлаждающую жидкость через блок и головки цилиндров, через камеру, расположенную между рядами цилиндров. Пройдя через дизельный двигатель 3.6 TD, рабочая жидкость подходит к корпусу термостата. Затем охлаждающая жидкость перетекает по верхнему шлангу к трубке отопителя салона. Трубки отопителя проходят через перегородку моторного отсека и возвращаются к дизельному двигателю 3.6 TD на участке термостата.

Дизельный двигатель 3.6 TD укомплектован термостатом традиционной конструкции с твердым наполнителем, который расположен таким образом, чтобы температура регулировалась с помощью перепускаемой охлаждающей жидкости. В корпусе термостата находится подпружиненный клапан, который ограничивает поток жидкости, проходящей через обводной канал. При низкой частоте вращения коленчатого вала охлаждающая жидкость в основном проходит через отопитель. При более высокой частоте вращения коленчатого вала открывается обходной канал, который предохраняет сердцевину отопителя от повышенного давления и расхода. Это означает, что дизельный двигатель 3.6 TD при минимальном объеме охлаждающей жидкости, протекающей через обводной канал, при низкой частоте вращения коленчатого вала, повышает эффективность работы отопителя салона.

Радиатор вертикально-поточного типа с алюминиевой сердцевиной; внизу слева, на тыльной стороне предусмотрен сливной кран. Нижние опоры радиатора частично заходят за раму модуля. Опоры оснащены резиновыми втулками, которые располагаются на пластиковых держателях, закрепленных в направляющих шасси. Верхняя часть радиатора располагается в резиновых втулках, которые закреплены кронштейнами, установленными на платформу крышки капота.

Расширительный бачок охлаждающей жидкости установлен позади левой фары, на левой стороне моторного отделения. Бачок служит для заполнения системы и для отвода воздуха, содержащегося в охлаждающей жидкости.

Радиатор трансмиссионного масла, имеющий жидкостное охлаждение, установлен на кожухе вентилятора. Охлаждающая жидкость поступает из дополнительно охлаждаемой секции радиатора, которой управляет смесительная заслонка масляного радиатора.

Смесительная заслонка масляного радиатора – это клапан двухступенчатого действия, который управляет обогревом и охлаждением трансмиссионного масла. Первая ступень обеспечивает прогрев холодного масла для снижения токсичности выхлопа и улучшения динамических характеристик. Вторая степень полностью активируется, когда температура охлаждающей жидкости достигает 91°C и обеспечивает охлаждение масла (открывание начинается при 84°C).

Для дополнительной подачи воздуха к сердцевине радиатора, особенно когда автомобиль неподвижен или двигается с медленной скоростью, используется электровентилятор с вязкостной муфтой, приводимый в движение дизельным двигателем 3.6 TD. Этот блок работает как обычный вязкостный вентилятор, но с электронным контролем уровня, при котором происходит задействование вязкостной муфты. Блок управления дизельным двигателем 3.6 TD (ECM) управляет необходимой скоростью вращения вентилятора степенью включения вискомуфты. Модуль ЕСМ задействует вязкостную муфту с учетом температуры охлаждающей жидкости, температуры окружающей среды и температуры масла в коробке передач, а также давления в системе кондиционера.

Частота вращения вентилятора с вискомуфтой изменяется блоком управления в соответствии с условиями работы дизельного двигателя 3.6 TD.

Из-за конструктивных ограничений требуется вспомогательный радиатор для поддержания приемлемой температуры охлаждающей жидкости в сложных условиях движения, например, при высокой нагрузке и высоких температурах наружного воздуха. Этот радиатор располагается в зоне правой колесной арки, причем поток охлаждающего воздуха поступает через специальный проем в переднем бампере. Вспомогательный радиатор подсоединен параллельно основному радиатору, расходом охлаждающей жидкости управляет главный термостат дизельного двигателя 3.6 TD.

Воздухо-воздушный промежуточный теплообменник расположен позади конденсатора системы кондиционирования, но перед основным радиатором. Благодаря этому, обеспечено понижение температуры наддувочного воздуха (после компрессора турбокомпрессора) до его поступления в дизельный двигатель 3.6 TD, которое достигает 130°C. В промежуточном теплообменнике предусмотрены две отдельные траектории движения воздуха для левого и правого ряда цилиндров.

Принцип действия системы охлаждения дизельного двигателя 3.6 TD

После завершения этапа первоначального прогрева (при температуре охлаждающей жидкости от 40°C до 70°C в зависимости от температуры наружного воздуха), смесительная заслонка EGR начинает добавлять холодную рабочую жидкость из выпускного канала радиатора. Этим путем достигается уменьшение температуры охлаждающей жидкости, которая подается на теплообменники EGR, при этом повышается эффективность их работы и уменьшается выделение окисей азота (NOx). Расходом этой охлаждающей жидкости управляет термостатический клапан, предусмотренный на каждом выходе теплообменника EGR, и гарантируется максимальное охлаждение в системе EGR без ухудшения прогрева дизельного двигателя 3.6 TD и эффективности работы отопителя салона.

По мере того как температура и давление возрастают, перепускной клапан открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через него. Когда температура достигает 88°C, главный термостат дизельного двигателя 3.6 TD и смесительная заслонка радиатора трансмиссионного масла начинают открываться, обеспечивая циркуляцию охлаждающей жидкости через главный радиатор. По мере постепенного открытия главного термостата (полное открытие при 95°C), перепускной клапан постепенно закрывается, в результате чего вся охлаждающая жидкость циркулирует через отопитель или радиатор.

Охлаждающая жидкость проходит по радиатору от верхней части правого бачка к нижней части левого бачка и охлаждается воздухом, проходящим через сердцевину радиатора. Небольшое количество охлаждающей жидкости из радиатора и верхней части двигателя направляется в расширительный бачок, где происходит отделение воздуха.

В сложных условиях движения, например, при буксировке и/или высоких температурах наружного воздуха, дополнительно охлаждаемая секция радиатора и специальный топливный радиатор с дополнительным охлаждением подают охлаждающую жидкость при низкой температуре на охладитель масла/топлива. Благодаря этому, обеспечен достаточный теплообмен между указанными системами и охлаждающей жидкостью, поддерживающий температуру рабочей жидкости в требуемых пределах.

Температура системы охлаждения отслеживается модулем ЕСМ при помощи датчика температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ), расположенного в контуре охлаждающей жидкости. Модуль ЕСМ использует сигналы, поступающие от этого датчика, для управления работой вентилятора охлаждения.

Для регулировки температуры охлаждающей жидкости задействуется электровентилятор с вязкостной муфтой. Управление обеспечивает широтно-модулированный сигнал (PWM), имеющий рабочий цикл от 0 до 100%; этот сигнал поступает от блока ЕСМ и определяется на основании следующих исходных данных:

• Температура охлаждающей жидкости.
• Температура наружного воздуха.
• Температура воздухозабора двигателя.
• Давление в системе кондиционирования воздуха (А/С).
• Работа реле А/С.
• Температура трансмиссионного масла.

Вентилятор работает с переменной скоростью; однако, поскольку вентилятор приводится в движение напрямую от дизельного двигателя 3.6 TD, максимальная доступная скорость вентилятора зависит от частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя 3.6 TD. При высокой частоте вращения коленчатого вала вентилятор постепенно дезактивируется для защиты муфты в сборе. Эта система обеспечивает очень высокий уровень мощности вентилятора, до 5 кВт, причем по характеристикам шума и расхода топлива она превосходит вязкостные вентиляторы с механическим управлением.

Кроме того, скорость вращения вентилятора зависит от скорости движения автомобиля. Регулировка скорости вращения вентилятора производится для компенсации встречного напора воздуха. Сигнал скорости движения передаётся по шине CAN от блока управления антиблокировочной тормозной системой.