Давление в системе охлаждения двигателя: что нужно знать

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.

Сейчас читают

Схема системы охлаждения УАЗ Буханка

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

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.

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.

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.

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

Замена катализатора на пламегаситель: какие последствия могут быть

Рубрика: Тюнинг

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.

Почему давление может быть повышенным или пониженным

Слишком большое количество атмосфер в системе охлаждения возникает только при неработоспособном клапане. Также проблема может быть в расширительном бачке. Его может просто заклинить.

К сожалению, другого способа избавиться от избытка воздуха в системе, кроме замены, просто нет. Чтобы не навредить двигателю периодически проверяйте исправность данной детали. Сама запчасть восстановлению не подлежит, поэтому в случае её поломки все, что вам остаётся — провести замену.

Правда, есть один непризнанный метод, который позволяет вернуть клапан к жизни. Воспользуйтесь жидкостью для очистки карбюраторов, она эффективно удаляет все отложения, возвращая тем самым элемент к жизни.

Отсутствие нужного количества атмосфер указывает на нарушение герметичности в системе. К сожалению, в таком случае без специального оборудования обойтись тяжело. Конечно, можно использовать «народные методы», но они требуют много времени и не всегда дают точный результат.

Какой материал для прокладки лучше

Прокладки из разных материалов

При замене прокладки у многих автовладельцев возникает резонный вопрос, какая прокладка лучше — из металла или паронита? Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки. При этом нужно понимать, что если производитель рекомендует использовать прокладки из определенного материала, то необходимо придерживаться этих требований.

Как правило, металлическая прокладка более крепкая, чем ее паронитовый аналог. Поэтому ее целесообразно ставить на мощные турбированные или форсированные двигатели. Если же вы не планируете тюнинговать мотор вашего автомобиля, а просто эксплуатируете его в щадящем режиме, то для вас не имеет большого значения выбор материала. Соответственно, вполне подойдет и паронитовая прокладка. Тем более, что этот материал является более гибким, и способен плотнее прилегать к рабочим поверхностям.

Также при выборе необходимо учитывать, что материал, из которого изготовлена прокладка, не оказывает первоочередное влияние на срок ее службы. Гораздо более важным показателем является то, как была установлена прокладка. Дело в том, между отдельными группами отверстий очень тонкие стенки. Поэтому, если прокладку установить не точно на посадочное место, то велика вероятность прогара даже у самого крепкого материала.

Самым явным признаком, того, что прокладка была установлена неверно, является ее быстрый выход из строя. Также если вы неправильно установили ее, машина может попросту не завестись. У дизельных двигателей при этом еще может слышаться и стук поршней. Это происходит по причине того, что поршень задевает край прокладки.

Устройство

Стоит признать, что разные производители используют отличные друг от друга схемы узлов. Неудивительно, что и контроль давления в таких случаях осуществляется по-разному. Тем не менее общие элементы в конструкциях всё-таки имеются, к ним относят:

• водную рубашку,
• радиатор,
• вентилятор,
• термостат,
• насос,
• расширительный бачок,
• радиатор, отвечающий за отопление,
• блок управления.

Внутри труб и элементов радиатора циркулирует антифриз. Чтобы охлаждение происходило как нужно необходимо стабильное давление внутри узла. Стоит ему превысить определенную черту или быть недостаточным, как двигатель начнёт перегреваться.

Роль клапанной крышки

Далеко не все понимают, насколько важную роль играет с виду обычная крышка, которой закрывается расширительный бачок для заливки жидкости охлаждения.

На самом деле это сложное устройство. Современные крышки оснащаются сразу двумя клапанами. Это выпускной (паровой) и впускной. Также их называют перепускным и атмосферным соответственно.

Фактически это специальный клапан, который отвечает за давление внутри рассматриваемой системы. Когда растёт внутренняя температура по мере нагрева двигателя, параллельно повышается и давление. Если в какой-то момент не сбросить лишнее, тогда герметичность будет под угрозой. Элементы может попросту разорвать изнутри. Обычно всё начинается с повреждения самых уязвимых элементов в виде уплотнителей и сальников. Не исключается и разрыв самого расширительного бачка, шлангов и патрубков.

Каждый клапан имеет определённый порог срабатывания. Его механизм выполнен так, что при достижении того или иного значения он открывается или закрывается. Тем самым сбрасывается лишнее давление либо всасывается атмосферный воздух.

При длительной стоянке двигатель остывает, жидкость охлаждается, из-за чего внутри образуется разряженная атмосфера. Это говорит о недостаточном давлении внутри. Чтобы его компенсировать, клапанная крышка открывается и происходит всасывание воздуха. Тем самым давление нормализуется.

Газы в системе охлаждения двигателя признаки

Симптомы прорыва газов и закипания жидкости одинаковы. Но все таки существуют небольшие различия. Именно на начальном этапе необходимо увидеть признаки прорыва газов.

• Газы прорвавшиеся из камеры сгорания в первую очередь скапливаются в самой верхней точке  камеры сгорания. Как правило, это радиатор отопителя салона. То есть нарушается циркуляция жидкости в радиаторе отопителя салона. Поэтому постепенно будет снижаться температура воздуха подаваемая из отопителя. Причем во всём остальном. Изменений происходить не будет. Температура системы охлаждения при этом в норме. Жидкость из расширительного бачка выбиваться не будет. Единственное при открытии крышки расширительного бачка сбрасывается небольшое давление. Но определить это как прорвавшиеся газы не получится. Потому что при нагреве пары расширяются и создают небольшое избыточное давление в системе.
• Если внимательно присмотреться внутрь расширительного бачка. Будут видны небольшие пузырьки. Пузырьки эти могут появляться по разному. Они могут возникать на еще не прогретом двигателе. Могут появиться позднее, когда двигатель начнет прогреваться.

Отказ отопителя и появление пузырьков уже говорят о наличии проблемы. В результате выброса газов. Увеличивается давление системы. Из за повышенного давления увеличивается  температура закипания  жидкости. По принципу скороварки. То есть из за нарушения циркуляции увеличивается температура. а закипания не происходит. В результате резкого снижения давления по причине открывания крышки бачка или лопнувшего патрубка. Происходит мгновенное закипание. Жидкость под большим давлением выбрасывается наружу.  Это и является причиной ожогов когда пытаются открыть крышку бачка или радиатора. при возникновении проблем с системой охлаждения. Если обнаружено повышение температуры. Не нужно сразу глушить двигатель. Необходимо дать ему остыть на холостых оборотах. Что бы клапан  в крышке бачка справился со сбросом давления постепенно.

Тяжело определить почему закипела жидкость. От прорыва газов или из за неисправностей системы охлаждения. Как проверить идут ли газы в систему охлаждения на самом раннем этапе прорыва. Пока клапан крышки расширительного бачка ещё срабатывает и справляется с повышенным давлением.

При наличии самых первых признаков и нужно бить тревогу. Потому что количество прорывающихся газов будет только увеличиваться.

На первых этапах жидкость не будет поступать в камеру сгорания в местах прорыва газов. Или её поступать будет, но в  небольших количествах. Тем более возможно, что при остывании двигателя прорыв вообще устранится до следующего нагрева. На работу двигателя это не окажет практически ни какого влияния. Со временем жидкость будет накапливаться в камере сгорания в больших объемах. И если е накопится достаточно для того чтобы заполнить объём камеры сгорания произойдет гидроудар. Жидкость не сжимается. Поэтому произойдут разрушения гильзы поршня и шатуна.

Повторюсь что на начальном этапе прорыв газов можно определить по наличию пузырьков  в расширительном бачке. Нарушениям в работе отопителя. Может быть возникнет подтекание жидкости между головкой и блоком цилиндров. При нагреве в этих местах будет наблюдаться парение жидкости.

Можно использовать механический способ проверки прорыва газов. Если подвести поршень в ВМТ такта сжатия. В свечное отверстие при помощи переходника подать давление воздуха от компрессора. То в случае прорыва газов именно в этом цилиндре. Начнет подниматься уровень жидкости в расширительном бачке. Таким образом, необходимо проверить каждый цилиндр.

На окончательной стадии неисправности. Сомнений не возникает. При увеличении оборотов на не прогретом двигателе жидкость сильно выбивает из расширительного бачка. До этого доводить нельзя.

Единственный эффективный способ как проверить идут ли газы в систему охлаждения на начальном этапе. Это использовать специальную жидкость катализатор. Через неё пропускают газы скопившиеся в расширительном бачке. В случае наличия прорыва газов из камеры сгорания катализатор поменяет цвет. Жидкость катализатора заливается в специальную колбу.

Она имеет две полости. Одну для поступающих газов из расширительного бачка. Другую для заливки катализатора. Газы пропускаются через катализатор. И в случае изменения цвета с уверенностью можно судить о наличии повреждения.

Так давление это побочный продукт?

Не совсем так. Все дело в том, что раньше в системах охлаждения очень часто применялась обычная вода. А как нам известно — она кипит при 100 градусах Цельсия, но только лишь при нормальном давлении. Очень часто двигатели кипели, особенно летом, потому как достигнуть рабочей температуры в 100 градусов Цельсия, мотору достаточно легко! Да и старые системы нельзя назвать на 100% герметичными, воздух немного, но «подсасывался».

Что было сделано! Очень, элементарное и просто решение, которое уберегло, двигали от закипания. Просто взяли и повысили внутри системы давление.

Если копнуть физику, то получается:

При 1 атмосфере – вода кипит при 100 градусах

При 1,5 атм. – 110 градусов

При 2,0 атм. – почти 120 гр.

Систему охлаждения сделали герметичной, она сама себя нагревала и создавала внутри нужные «атмосферы». Таким образом, вода прекращала кипеть и просто охлаждала мотор. Просто и гениально. Справедливости ради стоит отметить, что современные охлаждающие жидкости кипят при более высоких температурах, например — зачастую антифриз выдерживает показатель в 130 – 140 градусов, а если еще и запереть в герметичный контур, то тут все 145 получится! Прогресс не стоит на месте.

Для чего нужна промывка системы охлаждения двигателя

Система охлаждения — это важная часть двигателя, которая отводит огромное количество тепла, выделяемое во время работы двигателя, не позволяя ему перегреваться. Она представляет собой замкнутую систему, по которой циркулирует охлаждающая жидкость — тосол или антифриз. При работе двигателя температура в цилиндрах достигает 2000°C, охлаждающая жидкость проходя рядом с работающим двигателем, забирает излишнее тепло, отводя его.

Система охлаждения имеет довольно сложную структуру. В ней присутствуют мелкие трубки, патрубки, а также много каналов, в которых накапливаются загрязнения. Часто их невозможно удалить простой сменой охлаждающей жидкости, поэтому необходима промывка.

Со временем в системе охлаждения могут появляться масляные и солевые отложения, ржавчина, накипь, которые оседают на внутренней стороне патрубков, в мелких  каналах двигателя и на самом радиаторе. Все это отрицательно воздействует на эффективность охлаждения машины.

В итоге двигатель работает на повышенной температуре, возникают проблемы с маслосъемными колпачками и всей клапанной группой, и в результате такой двигатель полностью закоксовывается, после чего придется тратится на капитальный ремонт двигателя.

Для чего нужно знать показатели давления

Lavr Ln1103 Классическая промывка системы охлаждения 430 мл >

Да все просто — охлаждающая система, это достаточно разветвленная сеть, и не всегда она металлическая. Состоит:

• Из двух радиаторов, двигателя и печки в салоне. Редко из трех, когда в салоне помещаются два.
• Из металлических трубок, которые подходят к двигателю, а также к радиаторам.
• Из резиновых шлангов, которые соединяют части охлаждающей системы.
• Также есть термостат, помпа, и расширительный бачок.

Собственно устройство достаточно простое, но как вы понимаете, избыточное давление может повредить части этой системы. Страдают в первую очередь резиновые шланги, а также радиаторы автомобиля, ведь зачастую они сделаны из алюминия (редко из меди или латуни), а это мягкие металлы, да и стенки тонкие, в общем их может просто порвать.

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. » alt=»»>

Одной из главных задач производителей двигателей является повышение КДП, которое в идеале должно доходить до 100%. Но в данный момент двигатели внутреннего сгорания, используемые в автомобилях, далеки от идеалов. Во время их работы значительная часть энергии тратится на трение и нагрев. Из-за возникающего нагрева, в автомобиль приходится устанавливать системы охлаждения. В данный момент наиболее распространена система жидкостного охлаждения мотора автомобиля. В нее заливается охлаждающая жидкость (тосол или антифриз), которая циркулирует по системе под давлением, охлаждая соответствующие агрегаты. В рамках данной статьи рассмотрим, какое именно давление в системе охлаждение создается, как это происходит, а также другие вопросы, связанные с темой.

Зачем нужно высокое давление внутри системы охлаждения

Если вспомнить курс школьной физики, с легкостью можно понять, зачем используется повышенное давление в системе охлаждения. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Соответственно, если, например, давление равно 1 атмосфере, обычная вода будет кипеть при 100 градусов Цельсия. Но, если поднять давление до 2 атмосфер, то температура кипения приблизится к 120 градусам Цельсия.

Обратите внимание: пример с водой выше приведен неспроста. Еще несколько лет назад в автомобильной системе охлаждения использовалась обычная вода, чтобы охлаждать мотор

Поскольку ее температура закипания находится на уровне в 100 градусов по Цельсию, а рабочая температура мотора зачастую выше, было принято решение повысить давление внутри системы охлаждения. Кроме того, старые системы охлаждения не имели столь хорошей герметичности, как их современные аналоги.

Охлаждающие жидкости, которые сейчас используются в системе охлаждения автомобиля, закипают при температуре в 130-140 градусов, а при нахождении в герметичном конкуре с высоким давлением температура может доходить и до 150 градусов. Именно поэтому проблема с «закипанием» двигателя встречается все реже.

Замена помпы

Прежде чем приступить к замене помпы, необходимо слить охлаждающую жидкость из радиатора и двигателя. Для этого необходимо снять крышку радиатора и последовательно открутить пробку на радиаторе и блоке цилиндров, подставляя емкость для слива антифриза. Когда система охлаждения пуста (или уровень охлаждающей жидкости ниже уровня крепления помпы, можно начинать замену последней. Чтобы это сделать, нужно выполнить следующие операции:

• снять ремень генератора, предварительно ослабив открутив гайку и уменьшив его натяжение;
• ослабить гайку, фиксирующую генератор, и отвести его ближе к брызговику;
• ключом на 13 открутить болты, крепящие шкив помпы, и снять его;
• открутить и демонтировать трубки подачи охлаждающей жидкости;
• открутить помпу и снять ее с блока цилиндров;
• снять герметизирующую прокладку (она подлежит замене при снятии помпы);
• открутить 4 гайки на помпе и разобрать ее;
• установить новый насос помпы с уплотнительными кольцами (их, как и герметизирующую прокладку, нельзя использовать дважды);
• собрать все детали в обратной последовательности.