Проверка системы охлаждения двигателя: диагностика возможных неисправностей
Система охлаждения двигателя предназначена для того, чтобы силовой агрегат работал в строго определенном температурном диапазоне. Другими словами, не допускается как перегрев, так и слишком интенсивное охлаждение мотора, которое не позволяет ДВС выйти на рабочую температуру.
Далее мы поговорим о том, как проводится диагностика системы охлаждения двигателя, а также чему следует уделить внимание, если двигатель не выходит на рабочую температуру (остается холодным) или перегревается, возникли утечки охлаждающей жидкости (ОЖ) и т.д.
Диагностика системы охлаждения двигателя
Не трудно догадаться, что основной задачей охлаждающей системы становится сначала обеспечение скорейшего выхода на рабочие температуры, после чего реализуется дальнейшее поддержание этой температуры и эффективный отвод избытков тепла в атмосферу.
При этом не допускается, чтобы мотор оставался слишком холодным, так как непрогретый до рабочих температур двигатель под нагрузками изнашивается быстрее, а сильно перегретый ДВС может заклинить.
Система охлаждения на современных автомобилях является решением комбинированного типа, то есть двигатель охлаждается как за счет жидкостного, так и за счет воздушного охлаждения. С учетом того, что данная система включает в себя целый ряд составных элементов, а также в замкнутом контуре циркулирует специальная охлаждающая жидкость (тосол или антифриз), в процессе эксплуатации ТС нередко возникают неисправности.
На практике в рамках диагностики необходимо проверять всю систему, а не только отдельные элементы на предмет различных дефектов или износа. Еще важно учитывать, что современные авто зачастую имеют весьма ограниченное пространство под капотом.
Это значит, что шланги системы охлаждения могут иметь изгибы, несколько мест соединений, отличаются по размерам и форме. Хотя срок службы шлангов достаточно большой, со временем изнашиваются даже изделия высокого качества.
Также помутнение ОЖ, наличие примесей и т.д. обычно указывает на то, что антифриз или тосол нужно менять. Как правило, охлаждающие жидкости рассчитаны на 2-3 года службы, затем происходит потеря полезных свойств.
Бачок имеет свойство растрескиваться, в негодность часто приходит его крышка. Также течи в местах соединения возникают в том случае, если ослабевают стяжные хомуты. Радиатор охлаждения также может быть поврежден механическим путем, в нем возникают трещины и т.д. Часто ОЖ подтекает из-под корпуса термостата, течи можно обнаружить и в области установки водяного насоса системы охлаждения.
В любом случае, на заглушенном ДВС герметичность системы охлаждения определяют путем подачи воздуха в систему. Также вместо крышки радиатора ставится приспособление, через которое воздух нагнетается до 100 кПа. Снижение давления укажет на разгерметизацию.
Обычно такие проблемы связаны с термостатом. Его быструю проверку можно выполнить прямо на машине без снятия. Сначала холодный ДВС запускают, затем следует дать мотору поработать на ХХ. Если термостат в норме, нижний бачок радиатора также начнет нагреваться по мере прогрева силовой установки. Это говорит о том, что при нагреве охлаждающей жидкости до 80–85 ºС термостат срабатывает.
Проблемы возникают и в том случае, если термостат не закрывается при остывании ОЖ. Это проявляется долгим прогревом ДВС, двигатель прогревается, но только частично или же мотор все время остается холодным. Данные признаки говорят о том, что термостат все время открыт, охлаждающая жидкость постоянно циркулирует по большому кругу через радиатор.
Как в первом, так и во втором случае термостат нужно или сразу менять, или же помещать устройство в горячую жидкость, после чего замерять температуру его открытия и определять работоспособность элемента.
Кстати, если термостат все же оказывается исправным, тогда проблема перегрева или недогрева мотора может крыться в неполадках вентилятора системы охлаждения или датчика температуры (вентилятор радиатора может как не включаться, так и работать постоянно, срабатывание может происходить несвоевременно и т.д.).
Течи в области установки водяного насоса укажут на то, что уплотнитель или сальник вышел из строя. Так или иначе, специалисты рекомендуют регулярно проверять состояние привода водяного насоса. Также лучше сразу менять помпу на новую в том случае, если с водяным насосом системы охлаждения возникли какие-либо проблемы.
Полезные советы
Обратите внимание, не всегда снижение уровня антифриза или тосола указывает на проблемы именно с системой охлаждения. Охлаждающая жидкость может уходить прямо в цилиндры в том случае, если имеется повреждение прокладки ГБЦ, в головке или в блоке возникли трещины и т.д.
В подобной ситуации двигатель часто дымит белым дымом, так как ОЖ в виде пара выходит через выпуск. В этом случае головку или блок необходимо снимать, в рамках диагностики производится опрессовка головки блока. Затем принимается решение о ремонте ГБЦ или замене элемента. Также антифриз или тосол может течь в том случае, если проблемы возникли с заглушками блока двигателя. Течи через заглушки укажут на необходимость замены заглушек двигателя.
Плотность ОЖ измеряется ареометром, при необходимости концентрацию антифриза следует повысить путем доливки концентрата. При этом смешивать антифризы и тосолы разных марок настоятельно не рекомендуется.
Также важно помнить, что концентрат ОЖ является сильнейшим ядом! Не допускайте попадания вещества на кожу, в глаза, не принимайте внутрь!
В результате разрушается крыльчатка помпы, радиатор «разъедает» изнутри, ржавеют каналы в БЦ и ГБЦ. Также продукты распада ОЖ в совокупности с общим загрязнением могут закупорить каналы системы, нарушить работу термостата и т.д. По этой причине работа системы охлаждения ухудшается, значительно сокращается ресурс ее составных элементов. В отдельных случаях коррозия разрушает каналы рубашки охлаждения двигателя, тосол или антифриз попадает в цилиндры или в систему смазки.
Напоследок отметим, что шланги при размещении в подкапотном пространстве следует обязательно проверять на отсутствие перегиба. Прежде всего, например, после замены патрубков, следует убедиться, что шланг не перегибается. Также важно, чтобы шланг не касался горячих поверхностей, не задевал за движущиеся элементы или острые кромки.
Перегибы ухудшают циркуляцию ОЖ, что под нагрузкой может стать причиной перегревов. Что касается механический повреждений, движущиеся детали могут перетереть шланг, острые края вызывают порезы, контакт с нагретыми поверхностями становится причиной ускоренного растрескивания патрубков. Результат — утечка охлаждающей жидкости, которая может стать причиной перегрева ДВС.
Техническое обслуживание системы охлаждения автомобиля
Неисправности системы охлаждения
Различают следующие неисправности системы охлаждения:
Возникающие неисправности системы охлаждения могут послужить причинами более серьезных неисправностей. Так, загрязнение наружной поверхности радиатора приводит к увеличению температуры охлаждающей жидкости и дальнейшему перегреву двигателя. Это, в свою очередь, может привести к прогоранию прокладки и короблению головки блока цилиндров, а также появлению трещин.
Внешние признаки неисправностей системы охлаждения:
Для того чтобы не пропустить появляющуюся неисправность, водитель должен систематически следить за показаниями указателя температуры на панели приборов. Многие автомобили вместе с указателем оснащены сигнальной лампой. Наружные утечки сопровождаются появлением специфического запаха антифриза, а также подтеками под автомобилем и на двигателе.
Внутренние утечки охлаждающей жидкости не столь очевидны. О появлении внутренних утечек свидетельствует белый дым (испарение охлаждающей жидкости) из выпускной системы на прогретом двигателе. Правда, при прогреве двигателя и в холодное время года белый дым – нормальное явление.
Другим проявлением внутренней утечки является наличие охлаждающей жидкости в масле. Определяется путем осмотра масляного щупа. В результате соединения масла и охлаждающей жидкости образуется масляно-водная эмульсия – пена светлого цвета.
Необходимо отметить, что и наружные и внутренние утечки приводят к нарушению температурного режима и перегреву двигателя.
Диагностирование системы охлаждения.
Первичная диагностика системы охлаждения проводится по внешним признакам. В таблице 3 представлены основные внешние признаки и соответствующие им неисправности системы охлаждения. Таблица 1. Основные внешние признаки и соответствующие им неисправности системы охлаждения.
| Признаки | Неисправности |
| Перегрев двигателя | Низкий уровень охлаждающей жидкости. Ослабление привода водяного насоса. Нарушение герметичности водяного насоса. Неисправности привода вентилятора. Неисправности термостата. Засорение сердцевины радиатора. Загрязнение наружной поверхности радиатора. Засорение патрубков |
| Переохлаждение двигателя | Неисправность термостата. Неисправность привода вентилятора. Неисправность указателя температуры. Неисправность датчика температуры |
| Наружная утечка охлаждающей жидкости | Нарушение герметичности крепления патрубков. Повреждение патрубков. Нарушение герметичности центробежного насоса. Нарушение герметичности радиатора. Трещины в рубашке охлаждения. Прогорание прокладки головки блока цилиндров |
| Внутренняя утечка охлаждающей жидкости | Трещины в рубашке охлаждения. Прогорание прокладки головки блока цилиндров |
При диагностировании системы охлаждения контролируют герметичность, натяжение ремня привода вентилятора, уровень жидкости в бачке радиатора, действие термостата, а также парового и воздушного клапанов радиатора.
Герметичность системы охлаждения проверяют при внешнем осмотре, однако для обнаружения негерметичности (с подтеканием жидкости во внутренние полости двигателя) применяют опрессовку, используя специальный прибор (например, К-437), с помощью которого оценивают также состояние парового и воздушного клапанов пробки радиатора (рис. 64). Прибор устанавливают на горловину радиатора вместо снятой пробки и насосом прибора создают избыточное давление 0,06-0,07 МПа, не допуская просачивания жидкости из системы.
Затем пускают двигатель и устанавливают минимальную частоту вращения коленчатого вала. При работающем двигателе стрелка манометра не должна колебаться, т. е.
давление в системе охлаждения должно быть постоянным. Затем проверяют работу парового и воздушного клапанов пробки радиатора. Номинальные значения давления открытия парового и воздушного клапанов пробки радиатора указываются в инструкции по эксплуатации автомобиля.
Прибор для проверки герметичности и давления в системе охлаждения: 1 – расширительный бачок; 2 – прибор для проверки герметичности системы охлаждения.
Существуют также многофункциональные установки для проверки систем охлаждения, позволяющие проверять герметичность и давление в системе охлаждения.
О неисправности жидкостного насоса свидетельствует шум в подшипниках вала крыльчатки и подтекание охлаждающей жидкости через контрольное отверстие в нижней части корпуса насоса.
Натяжение ремня привода насоса и вентилятора проверяют при помощи линейки и рейки или специальных линеек-динамометров. Рейку прикладывают к шкивам, между которыми находится проверяемая ветвь ремня. Линейку устанавливают перпендикулярно рейке в ее середине и надавливают ею на ремень с усилием 40 Н и определяют прогиб ремня (рис. 65). Прогиб ремня сравнивают с требуемым значением (указанном в руководстве по эксплуатации автомобиля).
Эффективность действия радиатора оценивают по перепаду температур в верхнем и нижнем бачках, который должен составлять 8-12° С. Засорение трубок радиатора и образование накипи вызывает отклонение перепада температур от этих значений.
Проверка работы термостата осуществляется при замедленном прогреве двигателя после его пуска или при его перегревании. Если термостат исправен, то во время прогрева двигателя верхний бачок радиатора остается холодным. Его нагрев должен ощущаться тогда, когда температура охлаждающей жидкости достигнет 70°С (по указателю). Для более точной проверки термостат вынимают, очищают от накипи и помещают в емкость с водой, после чего воду нагревают, контролируя температуру термометром. Моменты начала и полного открытия клапана термостата (определяемые с помощью специального индикатора) должны соответствовать 65-70°С и 80-85°С.
Ремонт и регулировка системы охлаждения.
Регулировка натяжения ремня привода вентилятора и жидкостного насоса осуществляется в следующей последовательности:
Удаление накипи и промывка системы охлаждения.
В процессе работы двигателя в системе охлаждения образуется накипь, которая накапливается и затрудняет отвод теплоты от нагретых деталей двигателя. Поэтому необходимо периодически удалять накипь и промывать систему охлаждения.
Накипь удаляется с помощью химических растворов (трилона Б, хромпика, соляной кислоты с ингибиторами, каустической соды и т.п.). Раствор для удаления накипи, время промыва и концентрация раствора рекомендуются заводом-изготовителем в инструкции по применению растворов. Обычно накипь удаляется следующим образом: вначале готовят промывочный раствор; затем его заливают в систему охлаждения, позволив некоторое время (указанное в инструкции) двигателю работать с промывочным раствором в качестве охлаждающей жидкости; в конце промывочный раствор сливают и промывают систему охлаждения.
Простейшая промывка системы охлаждения осуществляется чистой водой под давлением 20-30 МПа. Направление движения потока воды при промывке должно быть противоположно направлению циркуляции охлаждающей жидкости в период работы двигателя. Радиатор и водяную рубашку двигателя промывают раздельно. Технически промывка осуществляется следующим образом: снимают верхний и нижний шланги радиатора; на патрубки радиатора надевают шланги промывочного агрегата; в нагнетательный шланг (присоединенный к нижнему патрубку радиатора) подают воду под давлением 20-30 МПа.
Продукты коррозии и накипь выходят через шланг, надетый на верхний патрубок радиатора. Пробка радиатора при промывке должна быть закрыта. Водяную рубашку промывают аналогичным образом, но при снятых термостате и сливных краниках блока цилиндров.
Струю воды направляют в нагнетательный шланг, надетый на патрубок термостата. Промывка продолжается до тех пор, пока выходящая из сливного патрубка вода не станет чистой.
В настоящее время все большее распространение находят установки для промывки систем охлаждения и замены охлаждающей жидкости.
Установки для промывки системы охлаждения и замены охлаждающей жидкостиЭти установки для промывки систем охлаждения имеют большое количество разнообразных функций: – замена охлаждающей жидкости, без «завоздушивания» системы;
Таблица 2
| Неисправность (признак) | Причины | Способ устранения |
| РАДИАТОР | ||
| Течь охлаждающей жидкости из радиатора. Недостаточная эффективность работы радиатора | Трещины или поломка трубок радиатора. Накипь и загрязнение в трубках радиатора. Засорение ребер охлаждения радиатора | Запаять или заменить поврежденные трубки. Удалить накипь и промыть радиатор. Продуть ребра радиатора сжатым воздухом |
| ТЕРМОСТАТ | ||
| Двигатель долго прогревается. Двигатель перегревается | Клапан термостата заклинил в открытом положении. Клапан термостата заклинил в закрытом положении | Заменить термостат. Заменить термостат |
| НАСОС | ||
| Течь жидкости из контрольного отверстия насоса. Шум при работе насоса | Износ уплотнительных деталей насоса. Износ подшипников вала. Отсутствие смазки в подшипниках вала | Заменить поврежденные или изношенные уплотнения. Заменить подшипники. Заложить смазку в подшипники |
| НЕГЕРМЕТИЧНОСТЬ СИСТЕМЫ | ||
| Течь жидкости из системы охлаждения | Трещины и пробоины в корпусах приборов или рубашке охлаждения. Нарушена герметичность прокладок. Повреждены шланги. Нарушена герметичность соединения шлангов с патрубками | Заварить, запаять или устранить повреждения герметиком. Заменить прокладки. Заменить шланги. Затянуть или заменить соединительные хомуты |
Для временного или длительного восстановления герметичности системы охлаждения могут применяться различные герметики (пасты для внешней заделки негерметичностей, таблетки для растворения в охлаждающей жидкости).
Техническое обслуживание смазочной системы.
При ЕО проверяют уровень масла и герметичность системы. Масло доливают до нормального уровня. После пробного пуска двигатель останавливают и проверяют на слух работу фильтра центробежной очистки масла.
При ТО-1 заменяют масло (по графику) в картере двигателя, фильтрующие элементы ФТО; промывают фильтрующие элементы ФГО и центробежный масляный фильтр.
При ТО-2, если время подошло по графику или в случае сильной загрязненности масла, промывают смазочную систему и сапун.
При СО заливают масло, соответствующее предстоящему сезону эксплуатации. При подготовке к зимней эксплуатации отключают (а к летней – включают) масляный радиатор.
Неисправности системы смазки.
Неисправностей системы смазки немного, но последствия от них могут быть самые серьезные. Различают следующие неисправности системы смазки:
Основные причины указанных неисправностей:
Внешние признаки неисправностей системы смазки:
О понижении давления масла сигнализирует соответствующая лампа на панели приборов автомобиля. При понижении давления масла дальнейшая эксплуатация автомобиля запрещена. Основные возможные причины низкого давления масла: износ или повреждение масляного насоса; засорение масляного фильтра; неисправность датчика давления масла; заедание редукционного клапана; низкий уровень масла.
Повышенный расход масла определяется с помощью щупа по уровню масла в двигателе. На ряде автомобилей осуществляется электронный контроль уровня масла в двигателе (соответствующая контрольная лампа на панели приборов). Основные возможные причины повышенного расхода масла: повреждение прокладки масляного насоса; слабое закрепление масляного фильтра; неисправности кривошипно-шатунного механизма; неисправности газораспределительного механизма; засорение системы вентиляции картера.
Диагностирование смазочной системы
При диагностировании в смазочной системе поверяют: герметичность в соединениях поддона картера, фильтров, трубопроводов и сальников коленчатого вала; уровень масла в картере; давление масла в магистрали; качество масла, его температуру и вязкость; правильность показаний щиткового прибора; работоспособность центрифуги.
Герметичность. При повышенном расходе масла следует установить нарушения в соединениях масляного картера, сальников коленчатого вала, масляного насоса, центробежного маслоочистителя, масляного радиатора, фильтров и маслопроводов. Течь масла из мест соединений – показатель неисправности.
Давление масла в магистрали и правильность показаний щиткового прибора проверяют специальными приборами (рис. 67), которые подключают к масляной магистрали параллельно щитковому прибору (или вместо него), и сравнивают полученные значения.
О качестве масла судят по цвету, вязкости и запаху. Масло хорошего качества – прозрачное, через его слой видны отметки на указателе уровня масла. Загрязненность масла определяют визуально или на спектрографической установке. Для определения вязкости используют вискозиметр или растирают масло между пальцами: при хорошей вязкости пальцы не соприкасаются друг с другом. Если масло имеет запах топлива или признаки наличия в нем воды (беловатый цвет, пенообразование), то оно непригодно для дальнейшего использования. Для более точного определения характеристик масла применяют специальные приборы – анализаторы масла.
Работу центробежного фильтра обычно проверяют на прогретом двигателе на слух. После остановки двигателя ротор исправного маслоочистителя продолжает вращаться 2-3 мин, издавая характерное гудение.
Уровень масла замеряют указателем (щупом), предварительно установив автомобиль на горизонтальную площадку (после остановки двигателя через 3-5 мин у карбюраторных двигателей и через 5-10 мин у дизелей). Перед замером указатель уровня масла следует протереть ветошью, опустить его в гнездо до упора и затем вынуть. Нормальным считается уровень, при котором верхний слой масла на указателе находится между отметками min и max.
Система охлаждения двигателя
Назначение и классификация систем охлаждения
Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.
Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.
Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.
Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).
По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:
— принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
— термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
— комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.
Устройство системы охлаждения
Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ).
В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.
ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.
Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ.
Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые.
Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.
В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.
В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.
В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору.
Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.
Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок.
В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.
обеспечивает ее принудительную циркуляцию в системе охлаждения. Насос центробежного типа устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и сальника. Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. Привод насоса осуществляется ремнем от шкива коленвала двигателя. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, ОЖ из нижнего бачка радиатора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса ОЖ попадает в отверстие рубашки охлаждения блока цилиндров. Вытеканию ОЖ между корпусом насоса и блоком препятствует прокладка, а в месте выхода вала — сальник.
Для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, установлен вентилятор. Его монтируют либо на одном валу с насосом ОЖ, либо отдельно. Он состоит из крыльчатки с лопастями, привернутой к ступице. Для улучшения обдува воздухом двигателя и радиатора на последнем может быть установлен направляющих кожух. Привод вентилятора может осуществляться несколькими способами. Самый простой – механический, когда вентилятор жестко закрепляется на одной оси с насосом ОЖ. В этом случае вентилятор постоянно включен, что приводит к излишнему расходу мощности двигателя. Кроме того, вентилятор работает даже в неоптимальных режимах, например, сразу после запуска двигателя. Поэтому в современных двигателях такое подключение не используется, а вентилятор соединяется с приводом через муфту. Конструкция муфты может быть различной – электромагнитная, фрикционная, гидравлическая, вязкостная (вискомуфта), но все они обеспечивают автоматическое включение вентилятора при достижении определенной температуры ОЖ. Такое включение обеспечивает температурный датчик. Причем использование гидромуфты и вискомуфты делает возможным не только автоматическое включение и выключение вентилятора, но и плавное изменение частоты его вращения в зависимости от температуры.
Вентилятор может приводиться не от коленвала двигателя, а отдельным электродвигателем. Такое подключение используется наиболее часто, так как позволяет довольно просто осуществлять автоматическое регулирование моментов включения и выключения с помощью термисторного датчика (его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от нагрева). Если же работой системы охлаждения управляет контроллер двигателя, то появляется возможность изменения и частоты вращения. Кроме того, вентилятор «реагирует» и на режимы движения. Например, он включается на холостом ходу при езде в пробках для предотвращения перегрева и выключается при загородной езде на высокой скорости, когда естественного обдува радиатора вполне достаточно для его охлаждения.
В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит термостат.
Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.
Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ — рубашка охлаждения — термостат — насос.
Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан.
Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров.
В качестве теплоносителя может применяться вода (в устаревших конструкциях двигателей) или антифриз. Качество ОЖ, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов.
Антифризы — охлаждающие жидкости для системы охлаждения автомобиля, не замерзающие при отрицательной температуре. Даже если температура внешней среды будет ниже минимальной рабочей температуры антифриза, он превратится не в лед, а в рыхлую массу. При дальнейшем понижении температуры эта масса затвердеет, не увеличившись в объеме и не повредив при этом двигатель. Основа антифризов — водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля. Пропиленгликолевая основа применяется реже. Ее главное отличие – безвредность для человека и окружающей среды, но и более высокая цена при тех же потребительских качествах. Этиленгликоль агрессивен к материалам двигателя, поэтому в него добавляют присадки. Всего их может быть до полутора десятков – противокоррозионных, антивспенивающих, стабилизирующих. Именно комплектом присадок и определяется качество и область применения антифриза. По типу присадок все антифризы делятся на три большие группы: неорганические, органические и гибридные.
Неорганические (или силикатные) – наиболее «древние» жидкости, в которых в качестве ингибиторов коррозии применяются силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. К этой группе антифризов относится и широко распространенный у нас Тосол (хотя многие ошибочно считают его особым типом ОЖ). Главный их недостаток – малый срок службы из-за быстрого разрушения присадок. Пришедшие в негодность компоненты присадок образуют отложения в системе охлаждения, ухудшая теплообмен. Также возможно образование силикатных гелей (сгустков) в ОЖ.
В наиболее современных органических (или карбоксилатных) антифризах используются присадки на основе солей карбоновых кислот. Такие антифризы, во-первых, образуют значительно более тонкую защитную пленку на поверхностях системы охлаждения, а во-вторых, ингибиторы действуют только в местах появления коррозии. Следовательно, присадки расходуются намного медленнее, тем самым существенно повышая срок службы антифриза.
Промежуточное положение между органическими и неорганическими антифризами занимают гибридные. Их пакет присадок в основном включает соли карбоновых кислот, но и небольшую долю силикатов или фосфатов.
Антифризы выпускаются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат перед применением нужно разбавить дистиллированной водой. Пропорция определяется необходимой минимальной температурой замерзания антифриза. Основа антифризов бесцветна, поэтому производители окрашивают их в разные цвета с помощью красителей. Это делается для облегчения контроля уровня антифриза и предупреждения о токсичности жидкостей. Совпадение цвета не всегда является свидетельством совместимости антифризов.
В современных двигателях система охлаждения двигателя может использоваться для охлаждения отработавших газов в системе их рециркуляции (EGR), охлаждения масла в автоматической коробке передач, охлаждения турбокомпрессора. Некоторые двигатели с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом имеют двухконтурную систему охлаждения. Один контур предназначен для охлаждения головки блока цилиндров, другой – блока цилиндров. В контуре, охлаждающем ГБЦ, поддерживается температура на 15-20 градусов ниже. Это позволяет улучшить наполнение камер сгорания и процесс смесеобразования, а также снизить риск возникновения детонации. Циркуляция жидкости в каждом из контуров регулируется отдельным термостатом.
Основные неисправности системы охлаждения
Внешними признаками неисправностей системы охлаждения является перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя возможен в результате следующих причин: недостаточное количество ОЖ, слабое натяжение или обрыв ремня насоса ОЖ, невключение муфты или электродвигателя вентилятора, заедание термостата в закрытом положении, отложение большого количества накипи, сильное загрязнение наружной поверхности радиатора, неисправность выпускного (парового) клапана пробки радиатора или расширительного бачка, неисправность насоса ОЖ.
Заедание термостата в закрытом положении прекращает циркуляцию жидкости через радиатор. В этом случае двигатель перегревается, а радиатор остается холодным. Недостаточное количество ОЖ возможно в случае ее утечки или выкипания. Если уровень ОЖ понизился в результате выкипания – следует долить дистиллированной воды, если жидкость вытекла – доливается антифриз. Открывать пробку радиатора или расширительного бачка можно только когда ОЖ достаточно остынет (10-15 минут после остановки двигателя). В противном случае находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и причинить ожоги. Вытекание жидкости происходит через неплотности в соединениях патрубков, трещин в радиаторе, расширительном бачке и рубашке охлаждения, при повреждении сальника насоса ОЖ, пробки радиатора или повреждении прокладки головки блока цилиндров. При эксплуатации автомобиля необходимо следить не только за уровнем, но и за состоянием антифриза. Если его цвет становится рыже-бурым, значит, детали системы уже коррозируют. Такой антифриз подлежит немедленной замене.
Переохлаждение двигателя может происходить из-за заедания термостата в открытом положении, а также при отсутствии утеплительных чехлов в зимнее время. Если закрытая система охлаждения негерметична, то повышенное давление в ней не создается и двигатель не прогревается до рабочей температуры. А раз двигатель не прогревается, ЭБУ постоянно обогащает смесь. Таким образом, негерметичная система охлаждения увеличивает расход топлива. Систематическая работа двигателя на обогащенной смеси приводит к разжижению масла, увеличению нагарообразования, быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора.
Если у вас в дороге возникла неисправность, в результате которой уровень охлаждающей жидкости упал ниже допустимого, не расстраивайтесь. Долить можно любой антифриз или воду. Система охлаждения от этого хуже работать не станет. Кстати, не все современные автолюбители знают, что воду нужно заливать мягкую – она не образует накипи. Самая мягкая вода достается нам с неба в виде дождя или снега. А грунтовые воды из родников, колодцев и артезианских скважин категорически не рекомендуются для доливки в систему охлаждения – они образуют очень много накипи. Смягчить воду можно кипячением в течение 20-30 минут с последующим отстаиванием и фильтрованием. Жесткость воды в бытовых условиях легко оценить по пенообразованию при намыливании рук мылом: в мягкой воде пена устойчивая, а в жесткой пена быстро гаснет, и на руках остается сальный осадок. Как только экстренная ситуация, вынудившая вас долить «не ту» жидкость, минует, «коктейль» нужно слить, систему охлаждения промыть и залить «правильный» антифриз.
Выбор начинаем с бренда – известный вас не подведет. Далее находим обозначение класса антифриза. Вот здесь чаще всего возникают затруднения. Попробуем прояснить ситуацию. Основой любого антифриза является водный раствор этиленгликоля, который не расширяется при замерзании и не образует твердой сплошной массы. Но этиленгликоль коррозионно агрессивен к металлам. Для защиты деталей системы охлаждения от коррозии применяется три вида присадок: на основе силикатов, на основе солей органических кислот и смешанные (гибридные) добавки к антифризам. Первый рецепт – самый древний. Яркий пример – наш «Тосол», который лукавая реклама иногда позиционирует как антифриз, идеально подходящий для отечественных автомобилей. Выпадение силикатов в осадок приводит к закупориванию тонких трубок радиатора. Поэтому этот вариант покупки даже не рассматриваем. В англоязычном варианте такие антифризы называются: Conventional coolants, IAT (Inorganic Acid Technology) или Тraditional coolants.
Гибридные антифризы включают соли карбоновых кислот и небольшое количество силикатов или фосфатов. И хотя этот рецепт тоже свое отживает, но в течение трех лет эксплуатации обеспечивает достаточно приличную защиту от коррозии. Маркируются они: Нybrid coolants, HOAT (Hybrid Organic Acid Technology) или TL 774-C (G-11).
Более современные – карбоксилатные антифризы. В их составе отсутствуют неорганические присадки. Срок их службы – не менее 5 лет. Обозначаются надписями или символами: Carboxilate coolants, OAT (Organic Acid Technology, TL 774-F (G12+).
Несколько лет назад (в 2008 году) появился еще один вид антифриза, который в английском варианте обозначают Lobrid coolants, SOAT coolants или TL 774-G (G 12++). По составу они аналогичны карбоксилатным, но в них присутствует небольшое количество силикатов. Считается, что такой антифриз можно безболезненно смешивать с любым другим классом охлаждающих жидкостей.
Некоторые производители указывают на этикетке состав присадок, что также позволяет идентифицировать тип антифриза. Отсутствие аминов, боратов, нитритов, силикатов и фосфатов говорит о том, что антифриз – карбоксилатный. Гибридные также не должны содержать ничего из этого списка, кроме силикатов, но их количество не должно превышать 500 мг/л.
Хорошим признаком, подтверждающим несомненное качество антифриза, является надпись об одобрении автопроизводителей с номерами допусков. Такие допуска выдаются только после длительных испытаний жидкости на автомобилях указанной марки. Правдивость надписи на этикетке можно легко проверить, зайдя на официальный сайт автопроизводителя.
А вот заявления типа «Соответствует спецификациям…» или «Отвечает требованиям…» — не более, чем обещания изготовителя антифриза, но не гарантия качества. Особенно это касается маркировок G11, G12+, G12++. Она введена концерном WV только для одобренных им жидкостей. Но так как у нас такие обозначения получили большое распространение, то некоторые производители указывают их на этикетках, не имея на это полного права. То есть, антифриз может оказаться и хорошим, а может и не очень – рулетка. Больше доверия в таких случаях заслуживают известные марки, о чем уже упоминалось выше.
Надпись «Совместим со всеми…» лишь подтверждает то, о чем говорилось в начале статьи. Если по каким-то параметрам антифриз не подходит вашему двигателю, то его можно безболезненно использовать только для доливки.
Антифриз может продаваться в виде концентрата или уже готовым для заливки. Что выбрать – зависит от климата той местности, где вы проживаете, и вашего желания возиться с машиной. Например, если зимы теплые, к чему заливать 40 – градусный состав? Лучше купить концентрат и разбавить его дистиллированной водой до нужной консистенции (пропорции для разных температур указаны на этикетке).
И последнее – цвет антифриза. Это свойство не играет абсолютно никакой роли. Сама по себе жидкость бесцветна и производитель при желании может раскрасить ее во все цвета радуги. А устойчивое заблуждение, что G11, G12+ или G12++ можно идентифицировать по одному лишь цвету, исходит от непрофессиональных реализаторов.
