Повышенное давление в охлаждающей системе
Вопрос касательно давления в системе охлаждения двигателя является достаточно частым, так как проблемы с указанной системой или нарушения в работе ее отдельных компонентов нередко приводят к перегреву двигателя, разрыву патрубков, шлангов, радиатора, расширительного бачка и т.д.
Простыми словами, часто от автолюбителей можно услышать, что шланг или бачок лопнул от высокого давления. В этой статье мы рассмотрим, как работает система охлаждения мотора, откуда в ней берется давление и почему оно образуется.
Какое давление в системе охлаждения двигателя
Итак, двигатели внутреннего сгорания являются тепловой машиной, то есть энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу. При этом КПД двигателей данного типа (особенно бензиновых) достаточно низкий, так как полезная энергия в большой степени расходуется на нагрев и трение сопряженных деталей.
Что касается нагрева, двигатель нуждается в эффективном охлаждении. Если детали перегреются, зазоры между ними уменьшаются в результате температурного расширения. В том случае, когда силовой агрегат сильно перегрет, мотор попросту заклинивает.
Для отвода избыточного тепла в современных ДВС используется комбинированная система охлаждения, которая состоит из воздушной и жидкостной систем. В жидкостной системе реализована циркуляция специальной охлаждающей жидкости (тосол, антифриз) по каналам в блоке и ГБЦ.
Под воздушной системой следует понимать вентилятор системы охлаждения, который включается при определенном нагреве и охлаждает двигатель путем его обдува потоком воздуха. Что касается жидкостной системы, охлаждающая жидкость циркулирует в данной системе под определенным давлением.
Примечательно то, что давление внутри системы охлаждения создается не специально (принудительно), а является результатом особенностей работы данной системы. Кстати, для поддержания нормального температурного баланса для двигателя важно не давление, а нормальная циркуляция ОЖ по системе.
Так вот, охлаждающая жидкость в системе нагревается. От нагрева происходит расширение, уровень жидкости в системе поднимается. С учетом того, что жидкостная система является закрытой, не трудно догадаться, что с нагревом ДВС и самой жидкости антифриз/тосол сильно расширяется и увеличивается в объеме (до 20%). В результате образуется давление внутри.
Более того, герметичность и давление в системе позволяет повысить температуру кипения охлаждающей жидкости. Простыми словами, если при атмосферном давлении ОЖ или вода закипит при 100 градусах по Цельсию, то с учетом повышенного давления точка кипения сдвигается в большую сторону.
Например, давление в 1.5 атмосферы означает, что ОЖ закипит при 110 градусах, увеличение давления еще на 0.5 атм. отодвинет точку кипения еще на 10 градусов и т.д. Если добавить, что в современных антифризах пакет присадок позволяет улучшить также свойства самой жидкости, температурой кипения нередко является отметка около 130-140 градусов при нужном давлении. Это позволяет увеличить температуру срабатывания термостата, делая моторы более «горячими», производительными и одновременно экологичными.
Идем далее. На разных двигателях рабочее давление внутри системы охлаждения может отличаться от 1.2 до 2.0 атм. или даже больше (другими словами, от 1.2 до 2.0 Бар). Данный показатель зависит от конструктивных особенностей ДВС, свойств самой ОЖ, температуры термостатирования и т.д. При этом давление создает сама жидкость при нагреве в замкнутом контуре.
При этом избытки давления сбрасывает в атмосферу специальный клапан, который находится в крышке расширительного бачка. Обратите внимание, важно понимать, что от данного клапана и общей герметичности самой системы напрямую зависит ее работоспособность и эффективность охлаждения мотора.
Простыми словами, если система герметична, клапан контролирует давление внутри системы, не допуская образования избыточного давления, что и препятствует разрыву патрубков, радиатора или самого расширительного бачка и т.п.
Еще одной функцией крышки бачка является выравнивание давления после того, как двигатель заглушен и ОЖ начинает остывать. Уровень остывающей ОЖ понижается, во время остывания в закрытой системе неизбежно образуется разрежение. Вполне очевидно, что это также приведет к проблемам. Чтобы выровнять давление, клапан в крышке расширительного бачка открывается, через него происходит забор наружного воздуха.
Советы и рекомендации
Итак, если в процессе эксплуатации ТС было замечено, что антифриз выдавливает в каком-либо месте, частой причиной является избыточное давление в системе охлаждения двигателя. При этом если явной течи антифриза нет, тогда диагностику необходимо начинать с крышки расширительного бачка.
Особенно часто проблемы с крышкой проявляются таким образом, что антифриз или тосол выдавливает из-под самой крышки (как при работе горячего ДВС, так и после остывания силовой установки). Также частой ситуацией является такая, когда в результате нарушения давления в системе срывает какие-либо патрубки или шланги.
Напоследок отметим, что подсос воздуха в системе охлаждения, а также попадание газов из камеры сгорания в расширительный бачок являются достаточно распространенными неисправностями, которые также нарушают работоспособность жидкостной системы охлаждения и часто становятся причинами снижения уровня ОЖ и перегрева двигателя.
Как правило, нарушение герметичности по причине недостаточно затянутых хомутов на патрубках, трещины шлангов и патрубков и т.д. приводят к тому, что рабочее давление в системе охлаждения понижается и антифриз начинает кипеть. Это часто сопровождается бурлением в расширительном бачке.
Если же газы из цилиндров попадают в систему, нередко происходит критическое повышение давления, в результате чего давит тосол или антифриз, патрубки или радиатор может попросту разорвать. В этом случае частой причиной оказывается пробитая прокладка ГБЦ, трещины в самом блоке или головке блока цилиндров.
Источник
Всем привет! Все мы знаем, к каким последствиям может привести перегретый двигатель. Одной из причин повышения температур выступает неправильное давление в системе охлаждения двигателя.
Большое количество современных машин, а точнее подавляющее большинство, работают на моторах внутреннего сгорания. Потому для дизельного и бензинового ДВС предусмотрена специальная система охлаждения. Основана она на жидкостно-воздушном принципе работы.
Ключевым компонентом выступает специальная жидкость, то есть антифриз. Он циркулирует по системе под воздействием давления, охлаждая все необходимые элементы мотора. Но бывает так, что это давление избыточное, либо чрезмерно низкое. В каждой ситуации есть свои причины и скрытые угрозы.
Как формируется внутреннее давление
Часто можно встретить высказывания о том, что в двигателе образуется рабочее давление, которое может быть повышенное, то есть чрезмерно сильное, либо недостаточное.
Но тут следует запомнить одну вещь.
Специально в системе охлаждения давление не создается.
Фактически для ДВС не важно, при каком именно давлении жидкость охлаждения будет циркулировать по его внутренним полостям. Тут главный вопрос в том, чтобы элементы успевали охлаждаться.
Из курса физики многие знают, что практически все жидкости под воздействием нагрева начинают постепенно расширяться. Это можно отнести к антифризу и тосолу. Средний показатель расширения жидкостей под нагревом составляет от 10 до 20% от их начального объема. То есть именно на такое количество жидкости в системе окажется больше после того, как мотор перестанет работать на холодную, и выйдет на свой стандартный температурный рабочий режим. А система охлаждения выступает как замкнутый контур. Запуская мотор, он прогревается, параллельно начинает расти внутреннее давление.
ОЖ при этом давит на радиаторные стенки, патрубки и прочие внутренние компоненты.
Одну из ключевых задач в работе системы охлаждения выполняет крышка расширительного бачка. Фактически это клапан низкого и высокого давления, способный осуществлять подсос воздуха, либо же сбрасывать избыточное давление.
Для чего в системе высокое давление
Казалось бы, если большое давление создает такие проблемы, зачем вообще оно требуется внутри системы.
Опять же обратимся к школьному курсу физики. Там сказано, что чем выше окажется давление, тем выше поднимется и температура кипения жидкости. Банальный пример. При давлении, равном 1 атмосфере, простая вода закипит примерно при 100 градусах Цельсия. Но поднимите давление еще на 1 атмосферу, и тогда жидкость начнет кипеть только при 120 градусах Цельсия. Это примерные цифры, но суть, я думаю, вы уловили. Причем вода в примере указана не просто так. Ранее на автомобилях системы охлаждения функционировали на обычной воде.
Поскольку вода кипит уже при 100 градусах, а в моторе температура выше, потребовалось поднять давление, тем самым повысив отметку температуры закипания.
В зависимости от мотора и авто, у всех машин свои показатели рабочей температуры. Загляните в руководство и техническую документацию таких автомобилей и двигателей:
- ВАЗ 2114;
- Дэу Ланос;
- Шевроле Лачетти;
- Шевроле Нива;
- УАЗ Патриот;
- Газель с ЗМЗ 406;
- ВАЗ 2106;
- ВАЗ 2107;
- Киа Спектра;
- Рено Дастер и пр.
Вы наглядно увидите, что температура действительно отличается.
Еще одним существенным недостатком старых систем, отвечающих за охлаждение ДВС, была недостаточная герметичность.
Современные ОЖ, применяемые на автомобилях, обычно закипают на отметках 130-140 градусов по шкале Цельсия. Если они еще и будут находиться внутри герметичного контура, тогда при условии создания высокого давления закипание произойдет только по мере достижения температуры до уровня 150 градусов. С этим связан тот факт, что современные моторы очень редко могут закипеть. Хотя это все равно актуальная проблема для многих старых автомобилей и их двигателей, продолжающих эксплуатироваться в нашей стране. Так что пока от этой проблемы избавиться не удалось.
Думаю, все теперь поняли, для чего нужно давление, и почему езда без давления фактически невозможная.
Перед тем как проверить и разобраться в том, какие причины приводят к понижению и повышению давления, следует разобраться в нормах этого самого давления.
Каким должно быть давление
Как и рабочая температура двигателя, давление внутри систем охлаждения для всех автомобилей и моторов разное. Нет общепринятого стандарта, на который бы все ориентировались.
Чем выше производительность у мотора и его мощность, тем больше должна быть температура закипания.
Отсюда и более высокое давление.
Но есть условное среднее значение. Оно составляет от 1,2 до 2 атмосфер. При этом достаточно редко отметка достигает 2 атмосфер. Кстати, поскольку мы говорим о давлении, связанном с жидкостью, применять такую единицу измерений как атмосферы не совсем корректно. На самом деле тут правильно использовать бары. Но поскольку 1 атм равняется 1 Бар, особых проблем с переводом единиц измерения не возникает. Просто знайте, что по отношению к жидкостям используются бары, а в случае с давлением воздуха актуально применять атмосферы. Вот и все.
На показатели давления внутри системы влияет множество факторов, включая используемую ОЖ, правильно разбавленный концентрат антифриза, герметичность ДВС, особенности его конструкции и пр.
Проблемы с внутренним давлением
Зная из руководства по эксплуатации, какое давление должно быть в норме при работе конкретно вашего мотора, может возникать все две основные проблемы.
Тут речь идет о том, почему нет давления в системе, то есть оно чрезмерно низкое, либо почему оно выше нормы, и как снизить его теперь.
Избыточное давление
Если давление окажется выше нормальных показателей, компоненты охлаждающей системы и самого ДВС могут выйти из строя. Есть случаи разрыва радиатора, срыва патрубков, деформации шлангов и пр.
Когда в процессе эксплуатации авто то и дело слетают те или иные патрубки, относящиеся к охлаждению, это указывает на чрезмерно высокое внутреннее давление. Причем причина всегда одна и та же. Это неисправный предохранительный клапан. Об этом мы уже говорили в теме о том, почему выбрасывает тосол из расширительного бачка. Настоятельно советую перечитать. Решается проблема предельно просто. Нужно снять старую пробку на бачке или радиаторе, и установить новую.
Эта крышка на самом деле клапан. Причем в современных авто он двойной, и отвечает одновременно за подсос воздуха и сброс избыточного давления.
Дефицит давления
Когда давление в системе падает, первым делом это можно идентифицировать по слабому нагреву воздуха, поступающего из печки машины.
Причин падения давления бывает несколько:
- Зависание клапанной крышки. Она зависла в открытом положении, то есть нарушена герметичность, происходит подсос воздуха. Если после прогрева мотора открутить крышку, услышите шипение выходящего воздуха. При его отсутствии клапан не работает;
- Подтекает антифриз. Не всегда удается найти источник проблемы. Потому можно провести простую проверку с помощью насоса, манометра и простейших инструментов. Насос подключается к бачку и начинается прокачка. Нужно добиться 1,4-1,6 бар. Теперь смотрите, откуда вытекает ОЖ;
- Дефицит ОЖ. Когда антифриза больше нужного, его будет выбрасывать через клапан при нагреве. Если жидкости мало, закипание происходит быстрее нормы, образуются воздушные пробки и в системе наблюдается малое давление. Тут нужно просто следить за уровнем антифриза.
В жизни автомобилиста случается всякое. Но статистика наглядно говорит о том, что большинство проблем с мотором имеет непосредственную связь с системой охлаждения и ОЖ. Нужно как минимум научиться правильно смешивать антифриз и постоянно поддерживать нужный уровень в бачке.
Всем удачи на дорогах!
Подписывайтесь, оставляйте отзывы, задавайте интересующие вас вопросы!
Источник
Двигатель внутреннего сгорания нуждается в эффективном отводе тепла во избежание поломок. Эта задача возлагается на его систему охлаждения. Одна из характеристик, позволяющих судить о ее исправности — стабильное, заложенное производителем давление в системе охлаждения двигателя. Смысл и важность этого параметра и будет рассмотрен в рамках данной статьи. В качестве наглядного пособия выступит 8-клапанный полуторалитровый двигатель автомобиля ВАЗ-2110.
Для чего нужно давление
Казалось бы, зачем давление в системе охлаждения, ведь все, что требуется – обеспечить непрерывную циркуляцию антифриза, чтобы он нагревался, проходя через водяную рубашку блока цилиндров, и охлаждался в радиаторе потоком встречного воздуха при движении автомобиля, или воздухом, нагнетаемым вентилятором.
Поначалу так и было: в радиатор заливалась вода, и машина отправлялась в путь. Лет восемьдесят назад не было ничего необычного в стоящей на обочине машине, из-под капота которой валит пар, а фраза «мотор закипел» у всех вызывала понимание. Продолжить движение водитель мог либо залив в радиатор холодной воды, либо дождавшись, когда остынет та, что залита в систему охлаждения.
Причина проста: температура кипения воды при атмосферном давлении, как известно, составляет 100 градусов Цельсия, антифризы, изготавливающиеся на основе спиртов, закипают при температуре 110–115 градусов. Охлаждающая жидкость, проходя через систему охлаждения, не успевает остывать и в результате закипает. Причем чем выше нагрузка на мотор, тем быстрее.
Из школьного курса физики известно, что повышенное давление увеличивает температуру кипения жидкости. Даже небольшого повышения давления достаточно, чтобы «отодвинуть» температуру кипения на 5-10 градусов.
Так, у ВАЗ-2110 давление в исправной системе охлаждения должно составлять порядка 1,2 атм.
Каким должно быть нормальное давление
Давление в системе охлаждения двигателя автомобиля невозможно повышать до бесконечности, поскольку слишком высокое в итоге приведет к разрыву наиболее слабых ее элементов. В норме оно должно составлять 1,2–1,4 атм. По мере нагрева антифриза и достижения им температуры кипения, давление достигает критического значения. В этот момент его необходимо сбросить, чтобы избежать выхода из строя сначала системы охлаждения, а затем заклинивания поршней в цилиндрах, и как следствие, поломки последнего.
Для поддержания давления в допустимых пределах, в крышку расширительного бачка (у ВАЗ-2110), или радиатора монтируется воздушный клапан.
Он имеет простое устройство:
- внутри корпуса, имеющего одинаковые отверстия сверху и снизу, располагается шарик размером чуть больше отверстий.
- Вес шарика подбирается таким образом, чтобы при достижении давления 1,5 атм он поднимался, открывая нижнее отверстие и стравливая в атмосферу воздух из системы охлаждения.
- В то же время пока охлаждающая жидкость не нагрелась, шарик закрывает нижнее отверстие, а верхнее остается открытым, обеспечивая приток атмосферного воздуха и обеспечивая более быстрый нагрев антифриза.
Работоспособность клапана необходимо периодически проверять, особенно на старых автомобилях. Проверка выполняется очень просто: достаточно потрясти крышку расширительного бачка или радиатора и прислушаться. Если шарик гремит – клапан исправен.
Сейчас наиболее распространен вариант крышки, в устройстве которой имеется два клапана (впускной и выпускной). При повышении давления открывается выпускной клапан, и излишки скидываются из системы. При падении же ниже атмосферного, начинает работать впускной.
Часто из-за нарушения работы клапанов система перестает правильно функционировать. При этом даже новая крышка не гарантирует того, что все будет работать как положено. Зачастую владельцы автомобилей жалуются на то, что расширительный бачек лопается. Вызвано это может быть как неправильной работой клапанов крышки, так и браком самого бачка (тонкие стенки).
Момент срабатывания клапанов напрямую зависит от жесткости пружин, поэтому умельцы регулируют время срабатывания путем отрезания от нее лишних витков.
Пренебрегать периодическими проверками не стоит, поскольку в самый неподходящий момент клапан может заклинить или в открытом состоянии, или в закрытом. В первом случае система охлаждения потеряет герметичность, в результате температура кипения антифриза значительно понизится, и мотор попросту «закипит» посреди дороги.
При этом в системе могут образоваться паровоздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции антифриза, а это может вызвать локальный перегрев двигателя и деформацию различных его элементов. Во втором случае в замкнутой системе создается слишком большое давление, которое способно повлечь ее повреждение.
Причины повышенного и пониженного давления в системе охлаждения
Почему давление высокое
Избыточное давление в системе охлаждения двигателя может возникнуть лишь по одной причине: неработоспособный воздушный клапан в крышке радиатора или расширительного бачка заклинило в закрытом состоянии.
Поскольку иного способа удалить лишний воздух не существует, исправность клапана нужно периодически проверять. Теоретически, ремонту эта деталь не подлежит и в случае выхода из строя меняется, как правило, вместе с крышкой. Специалисты рекомендуют во избежание внезапных поломок менять крышку радиатора раз в два года.
Как показывает гаражный опыт, жидкость для очистки карбюраторов неплохо справляется с отложениями, образующимися в клапане, и способна вернуть его к жизни.
Почему давление отсутствует
Когда давления в системе охлаждения нет, это говорит о том, что она не герметична, а установить причину может оказаться сложнее.
- Прежде всего, следует опять-таки проверить исправность воздушного клапана.
- Если он исправен, необходимо исследовать систему охлаждения двигателя на наличие утечек (об их наличии свидетельствует постоянно убывающий уровень антифриза).
Как обнаружить утечки
Начать можно с визуального осмотра элементов системы охлаждения, однако, если течь не сильная, осмотр вряд ли даст результат. Наиболее надежный способ выявить слабое место – создать повышенное давление и смотреть, откуда польется антифриз. Во избежание ожогов, двигатель автомобиля должен быть холодным.
В гаражных условиях для этого потребуется насос с манометром или компрессор. От расширительного бачка нужно отсоединить патрубок, подходящий к нему сверху, и вместо него подсоединить шланг насоса. Отсоединенный патрубок нужно заткнуть подходящим по диаметру болтом и зафиксировать болт хомутом. После этого можно нагнетать давление и смотреть, откуда появится течь. Кстати, при достижении отметки 1,5 атм должен сработать воздушный клапан.
Допустим, явных утечек охлаждающей жидкости нет, значит, следует проверить пол в салоне, антифриз может уходить через прохудившийся радиатор отопителя. Если в салоне следов охлаждающей жидкости тоже нет, остается осмотреть блок цилиндров и, в последнюю очередь, цилиндры изнутри, вывернув предварительно свечи. Нелишним будет проверить и уровень моторного масла: при внутренних утечках он повышается, поскольку антифриз попадает в картер двигателя.
Источник
