Система охлаждения автомобиля – Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

Главная » Советы по ремонту » Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности

просмотров 9 518

Автомобильную систему охлаждения двигателя требуется периодически проверять. Многие значительные неисправности авто имеют причиной перегрев двигателя. Значение температуры сжигаемой топливовоздушной смеси достигает нескольких тысяч градусов. Соответственно, образуется большое количество тепла, которое требуется отвести, дабы не перегреть мотор, что может привести к серьёзным проблемам.

Система охлаждения двигателяСистема охлаждения двигателя

Проблемы перегрева двигателя

Неэффективная работа системы охлаждения может привести к превышению рабочей температуры поршней, уменьшению теплового зазора между поршнем и стенками цилиндра вплоть до нуля. Это вызывает задевания корпусом поршня стенок цилиндра, образование царапин, задиров. Также при перегреве моторное масло теряет смазывающие свойства, нарушается масляная плёнка. Двигатель из-за этого может заклинить.

Перегрев системы охлаждения и двигателя сопровождается разным из-за различных материалов расширением ГБЦ, блока и болтов крепления, что приводит к искривлению установочной поверхности головки, вытягиванию болтов, растрескиванию сёдел клапанов. Понятно, что после подобных изменений отремонтировать двигатель сложно, а иногда и невозможно.

Охлаждающие жидкости двигателя

Исправно работающая система охлаждения должна не допускать перегрева, однако для нормального функционирования системы требуется использование качественной охлаждающей жидкости. Незамерзающие при низких температурах технические жидкости называются антифризами (от англ. antifreeze). Сегодня антифризы производятся, как правило, на основе моноэтиленгликоля, представляющего собой густую жидкость с температурой кипения около 200 °C.

Задачей охлаждающей жидкости является не только охлаждение мотора, но и теплопередача для отопления салона, подогрева топлива зимой. Охлаждающая жидкость автомобиля должна удовлетворять следующим требованиям:

  • не замерзать во всей области рабочих температур двигателя;
  • иметь высокие значения теплоёмкости и теплопроводности;
  • не образовывать пену;
  • не разъедать пластик и резину патрубков;
  • не повреждать уплотнения;
  • смазывать, защищать от коррозии детали системы охлаждения и двигателя;
  • не откладывать накипь и другие отложения разного рода на внутренних стенках рабочей поверхности системы охлаждения

Принято различать понятия «тосол» и «антифриз». Считается, что тосол — это готовый продукт, а антифриз — концентрат. Хотя, конечно, по составу это одно и то же, просто с разным названием.

Автомобильные антифризы окрашиваются в заметные, яркие цвета:

  • зелёный,
  • оранжевый, или оттенки красного
  • голубой (синий),
  • бирюзовый

Делается это ради безопасности, ведь антифриз весьма ядовит. По мере использования жидкость теряет необходимые свойства — постепенно утрачиваются смазывающие и антикоррозийные параметры, повышается склонность к образованию пены.

Важно: Срок службы антифризов находится в пределах 2–7 лет.

Работа системы охлаждения

Работа системы охлажденияРабота системы охлаждения

После заводки авто совместно с двигателем начинает своё вращение насос системы охлаждения (называется также помпа, водяной насос)если конечно нет электронного подключения помпы. Во вращение помпа приводится ремнём газораспределительного механизма (ГРМ) или при помощи ремня навесного оборудования — это зависит от конструкции двигателя конкретной модели. Крыльчатка водяного насоса, вращаясь, прокачивает охлаждающую жидкость через систему. Для быстрого выхода на рабочую температуру в системе охлаждения автомобиля предусмотрен малый контур, то есть жидкость циркулирует только внутри двигателя, термостат закрыт, антифриз не подаётся в радиатор.

Как только двигатель прогреется до определённой температуры, термостат открывается, пропуская тосол или антифриз по большому контуру системы охлаждения. Жидкость проходит через радиатор, где охлаждается. Радиатор охлаждается наружным воздухом, свободно проходящим через решётку радиатора, или принудительно обдувается вентилятором. После охлаждения в радиаторе антифриз подаётся в систему охлаждения двигателя, забирает часть его тепла и снова направляется по большому кругу.

В радиатор установлен датчик включения вентилятора, который при достижении определённой температуры включает принудительный обдув или меняет скорость вентилятора. При изменении скорости вращения меняется количество проходящего через соты радиатора воздуха, соответственно эффективность охлаждения жидкости регулируется. По мере охлаждения жидкости в радиаторе вентилятор выключается. Если тосол становится холоднее значения срабатывания термостата, большой контур перекрывается, — циркуляция снова происходит по малому кругу.

В некоторых системах охлаждения применяются несколько датчиков температуры, место расположения датчиков:

  • на радиаторе системы охлаждения,
  • на головке блока цилиндров,
  • непосредственно на корпусе термостата.

Подобная схема работы является базовой, однако производители постоянно усовершенствуют системы охлаждения. В некоторых машинах отсутствуют датчики включения вентилятора, который запускается сигналом с блока управления двигателя в зависимости от показаний датчика температуры. Термостаты также могут управляться «мозгами» мотора, открывая и переключая контуры не автоматически, а по управляющему сигналу. В некоторых моделях на патрубках, ведущих к отопителю, установлены электромагнитные клапаны, регулирующие подачу ОЖ в радиатор печки. При неисправности эти клапаны могут стать причиной проблем системы охлаждения.

Одно из усовершенствований системы охлаждения является электронно регулируемая помпа, точнее привод помпы, который в зависимости от температуры двигателя подключает помпу или отключает ее, тем самым способствует более эффективной терморегулировки и быстрому прогреву системы охлаждения автомобиля.

Диагностика неисправностей систем охлаждения

Перегрев двигателя — это такой режим работы, который обусловлен закипанием охлаждающей жидкости. Однако проблемой является не один лишь перегрев. Эксплуатация мотора при постоянно пониженной температуре также является вредной, так как рабочая температура должна поддерживаться на определённом уровне. Холодный двигатель потребляет больше топлива, работает не с лучшей эффективностью, подвержен повышенным нагрузкам из-за повышенной вязкости системы смазки.

Поломки термостата, вентилятора, термореле и датчиков нарушает правильное функционирование охлаждающей системы. Если признаки нарушения температурного режима обнаружены вовремя и возникновения фатальных неисправностей не произошло, то ремонт, скорее всего, не будет слишком длительным и дорогим. Поэтому всеми специалистами рекомендуется следить за температурными режимами работы мотора.

Диагностику проблем и неисправностей следует начинать на холодном двигателе. Для начала нужно проверить правильность сочленения патрубков и трубок, сборку других элементов системы охлаждения, особенно если авто ремонтировалось незадолго до возникновения проблемы. Возможно, это смешно, однако известно много примеров, когда охлаждение не работает правильно из-за погрешностей сборки.

Некоторые из этих случаев:

  • после переборки мотора шланг вентиляции картера соединён с расширительным бачком ОЖ;
  • установлен «неродной» вентилятор охлаждения, из-за неправильного положения лопастей которого воздух направляется не в том направлении;
  • лопасти крыльчатки вентилятора свободно проворачиваются на валу;
  • разъёмы датчика или вентилятора окислены, шатаются или повреждены.

Нелишним будет также провести внешний осмотр радиатора, возможно, он загрязнён, забиты соты. Иногда негативно может сказываться слишком плотная защита двигателя, преграждающая путь воздуху снизу. Небольшая авария, приведшая только к поломке бампера, может привести к перегреву — в бампере бывают сформированы специальные направляющие, по которым проходит воздух к двигателю (

VW Passat B5).

После визуального осмотра системы охлаждения нужно проверить уровень антифриза, исправность клапанов пробки радиатора или бачка, герметичность шлангов и патрубков. Имеет смысл определиться, что залито в систему — антифриз или просто вода.

Если первые шаги помогли вычислить какие-либо неисправности системы охлаждения двигателя, их необходимо устранить или учитывать при постановке «диагноза». Доливая жидкость, нужно не забывать, что далеко не в каждом автомобиле можно просто добавить антифриз, и всё. К примеру, у некоторых BMW при доливке ОЖ следует включать зажигание, а регулировки печки поставить на максимум, для того, чтобы открылись электромагнитные клапаны отопителя.

При появлении подозрений на воздух, попавший в систему охлаждения, нужно вывернуть специальные пробки, предназначенные для выпуска воздуха. Они располагаются, как правило, в самой высокой точке системы. Если в машине есть расширительный бачок, можно проверить, циркулирует ли жидкость. Если при планомерном прогреве двигателя внутрь салона из воздуховодов отопителя поступает холодный воздух, это первейший признак воздушного «пузыря» в системе.

Если термостат заведомо исправен, после прогрева радиатора нижний его патрубок и верхний должны иметь примерно одинаковую температуру. Большая разница температур этих патрубков свидетельствует о плохой циркуляции антифриза через радиатор.

Через определённый промежуток времени после открытия термостата, по мере достижения температуры срабатывания, должен включиться вентилятор охлаждения радиатора. Если система содержит не электрический вентилятор, следует проверить датчик замыкания электромагнитной муфты или функционирование вязкостной муфты. Признаком неисправности вязкостной муфты можно считать возможность остановки и удержания вентилятора рукой. Обязательно соблюдать осторожность! Попытку остановки осуществлять мягким предметом, для исключения вероятности травмы руки или повреждения крыльчатки. Воздушный поток в правильном случае должен быть направлен на двигатель.

Давление в охлаждающей системе автомобиля увеличивается пропорционально прогреву двигателя и плавно падает по мере его остывания. Если верхний патрубок, подходящий к радиатору, раздувает от повышения частоты вращения двигателя, то имеет смысл удостовериться, что в систему не попадает часть газов из мотора. Такое бывает, если прокладку ГБЦ пробило между каналом охлаждения и цилиндром или при повреждении самой головки блока. Одним из признаков этой проблемы выступает масляная плёнка в расширительном бачке. Также о газах сигнализируют пузырьки, появляющиеся в антифризе во время работы двигателя.

Примеров того, как неправильно работающая система охлаждения приводила к серьёзным, вплоть до замены двигателя, проблемам для владельца, множество. Основным выводом следует сделать одно — в работе автомобиля нет мелочей и неважных неисправностей. Нужно замечать все изменения, анализировать их, делать правильные выводы. Если же владелец авто не разбирается в этом, следует регулярно обслуживать машину у хороших специалистов.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья?Работа системы охлаждения Загрузка…

Как устроена система охлаждения автомобиля?

Двигатель автомобиля в процессе работы выделяет значительное количество тепла, нагреваясь до высоких температур. Без системы охлаждения мотор машины выйдет из строя очень быстро.

Как устроена система охлаждения автомобиля

Основная задача системы охлаждения автомобиля

Главная задача системы охлаждения двигателя транспортного средства заключается, прежде всего, в отведении избыточного количество тепла (энергии) от основных элементов агрегата.

Она выполняет ещё ряд дополнительных функций:

  • поддержание оптимальной температуры рабочей жидкости автоматической коробки передач;
  • поддержание оптимальной температуры в системе турбонаддува;
  • охлаждение температуры отработанных газов;
  • поддержание оптимальной температуры моторного масла;
  • обеспечение нагрева воздуха и поддержание заданной температуры в системе вентиляции, кондиционирования и отопления.

Какие бывают системы охлаждения двигателя?

Современные системы охлаждения мотора можно разделить на три группы:

  • воздушная система охлаждения — в своей работе избыточное тепло отводит, используя потоки воздуха. Она ещё может называться открытой;
  • жидкостная система охлаждения — для отвода избыточного количества тепла от мотора использует специальную жидкость;
  • комбинированная система — в равной степени использует два вышеперечисленных типа охлаждения.

Наибольшее распространение в легковых автомобилях получила жидкостная система охлаждения мотора.

Особенности конструкции системы охлаждения автомобиля

Конструктивно системы для бензинового и дизельного мотора не отличаются между собой. Они работают с одинаковой эффективностью.

Можно выделить основные элементы системы охлаждения современного транспортного средства:

  • радиатор;
  • теплообменник;
  • помпа;
  • расширительный бачок;
  • термостат.

Все они объединены в единую систему, обеспечивающую эффективное отведение избыточного количества тепла от мотора.

Принцип работы системы охлаждения автомобиля

Контроль работы охлаждения машины выполняется блоком управления автомобиля. Это сложный математический процесс, учитывающий большое количество внутренних и внешних факторов. Он отслеживается в режиме реального времени. Блоком управления задаются оптимальные условия работы системы для эффективного отведения избыточного количества тепла.

Охлаждающая жидкость перемещается по большому и малому кругу. Если двигатель недостаточно прогрет, то жидкость движется по малому кругу. Радиатор в процессе не задействован. Это помогает быстрее прогреть мотор. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, жидкость начинает циркулировать по большому кругу. Используется радиатор, где она охлаждается под воздействием потока воздуха.

Неисправность системы охлаждения автомобиля чревата перегревом мотора и выходом его из строя.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах.

Это интересно

ТО и ТР системы охлаждения двигателя автомобиля

В двигателе внутреннего сгорания до 25…30 % энергии топлива поглощается системой охлаждения, моторным маслом, стенками цилиндров. При исправной системе охлаждения обеспечивается нормальный тепловой режим (85…95 °С).

Основными неисправностями системы охлаждения являются ее негерметичность и недостаточная эффективность, заключающаяся в повышении или понижении рабочей температуры двигателя.

Герметичность системы охлаждения оценивают визуально по наличию подтеканий из соединений, шлангов, прокладки или сальника жидкостного насоса и т.д. Также ее можно оценить методом опрессовки, создавая в верхней части радиатора давление 0,06…0,1 МПа, поддерживаемое пневматическим редуктором 1.

Схема проверки системы охлаждения опрессовкой

Рис. Схема проверки системы охлаждения опрессовкой: 1 — пневморедуктор; 2 — манометр; 3 — герметизирующий насадок; 4 — радиатор

Если подтеканий нет, то показания прибора стабильны. При негерметичности прокладки головки блока или наличии трещин в двигателе, куда будет уходить жидкость, наблюдается колебание стрелки манометра и снижение давления.

При изменении теплового режима проверяют натяжение ремня привода жидкостного насоса, его производительность, охлаждающую способность радиатора, исправность термостата и других деталей.

Натяжение ремня влияет на производительность насоса и определяется по величине прогиба при нажатии на середину ведущей ветви ремня с требуемым усилием. Для легковых автомобилей нормальным считается прогиб 8…12 мм при усилии 20…30 Н, для грузовых —10…20 мм при усилии 30…40 Н. Прогиб ремня определяется с помощью динамометрического устройства. Его с помощью захвата устанавливают на середину ветви ремня и нажимают на рукоятку 1 до достижения требуемого усилия, фиксируемого по шкале 2. Прогибающийся ремень воздействует на подвижные лепестки 5, закрепленные на одной оси 6, заставляя их складываться. Устройство снимают и по шкале лепестков 5 (выбирается в зависимости от межцентрового расстояния ременной передачи: 150—250 мм, 250—350 мм и т.д.) считывают величину прогиба в миллиметрах.

Схема динамометрического устройства для измерения натяжения ремня

Рис. Схема динамометрического устройства для измерения натяжения ремня: I — динамометрическая рукоятка; 2 — шкала динамометра; 3 — пружина; 4 — шток; 5 — складывающиеся лепестки; 6 — ось лепестков; 7 — захват; 8 — ремень

Охлаждающую способность радиатора проверяют по разности температур верхнего и нижнего бачков радиатора. Для исправного радиатора она должна быть не менее 8… 12 °С.

Техническое состояние термостата проверяют в случае замедленного прогрева двигателя или его быстрого перегрева. При проверке его опускают в ванночку с нагреваемой водой и фиксируют температупу. Клапан исправного термостата должен начинать открываться при температуре 75—80 °С. За температуру открытия принимается та, при которой ход клапана составляет 0,1 мм. Полное открытие (ход клапана 6…8 мм) должно осуществляться при температуре 90…95 °С. Допускается потеря хода клапана не более 20 %. Если термостат не соответствует указанным требованиям, его заменяют на новый.

Схема установки для проверки термостата

Рис. Схема установки для проверки термостата: 1 — кронштейн; 2 — термометр; 3 — индикатор перемещений; 4 — термостат; 5 — ванна с водой; 6 — электронагреватель

Пробка радиатора (расширительного бачка) должна герметично закрывать систему охлаждения. Паровой клапан, предназначенный для предохранения радиатора от повышенного давления паров охлаждающей жидкости, должен открываться при избыточном давлении 45…70 кПа. Воздушный клапан пробки, предохраняющий радиатор от снижения давления при остывании и конденсации жидкости, должен впускать воздух в систему охлаждения при разрежении 5… 10 кПа.

В настоящее время систему охлаждения заполняют специальными незамерзающими жидкостями (антифризами), представляющими собой смесь этиленгликоля с водой (плотность раствора 1067… 1085 кг/м3) с добавлением антипенных и антикоррозионных присадок. Также возможно использование и воды, но при этом на внутренних поверхностях элементов системы охлаждения образуются отложения солей кальция, магния и других металлов, содержащихся в воде.

Накипь обладает низкой теплопроводностью и затрудняет теплообмен между водой и элементами системы охлаждения, уменьшает сечение трубок радиатора, затрудняет циркуляцию воды. Например, накипь толщиной более 1 мм способствует увеличению расхода топлива до 20…25 %, масла — до 25…30 %, снижению мощности двигателя до 10…20 %. Для уменьшения накипи в систему охлаждения заливают «умягченную» воду с малым содержанием солей. Ее получают электромагнитной обработкой воды, когда она многократно прокачивается через силовое магнитное поле в направлении, перпендикулярном силовым линиям. При этом вода приобретает новые свойства: содержащиеся в ней соли не образуют накипи и выпадают в виде шлама. Кроме того, она способствует растворению ранее образовавшейся накипи, превращая ее в легко смываемый порошок. Смягчать воду можно также кипячением, добавлением соды, извести, нашатырного спирта или очисткой воды от солей путем пропускания ее через минеральные, глауконитные или натрий-катионовые фильтры.

Если накипь все же есть, то ее удаляют специальными веществами. Они подразделяются на щелочные и кислотные. Основой щелочных составов является каустическая или кальцинированная сода (1 кг соды и 0,15 кг керосина на 10 л воды). Их заливают в систему на 5… 10 ч, затем запускают двигатель на 15…20 мин и раствор сливают. После этого целесообразно провести промывку системы охлаждения водой, так как щелочные растворы вызывают коррозию цветных металлов: алюминиевых сплавов головки цилиндров, латунных элементов радиатора и мест их спайки.

В качестве кислотных используют 5… 10% -й водный раствор соляной кислоты с добавкой 3…4 г на 1 л утропина для предохранения черных металлов от коррозии. Шлам смывают водой, пропуская ее в направлении, обратном циркуляции охлаждающей жидкости.

Герметичность латунных радиаторов восстанавливают пайкой, а их поврежденные трубки заменяют на новые или заглушают. Места установки пропаивают мягким припоем ПОССу 30-2. Небольшие повреждения бачков радиатора тоже восстанавливают наложением заплат. Поврежденный участок зачищают, лудят и припаивают. Допускается заменять не более 20 % трубок и заглушать не более 5 %. Если повреждена большая их часть, то радиатор меняют.

Радиаторы из алюминиевых сплавов тоже восстанавливают пайкой. Для этого используют газовые горелки (температура пайки должна быть 450…550 °С). В качестве расходных материалов используют прутковый припой 34А, проволоку СВАК5 и порошкообразный флюс Ф-34А.

Перед установкой на автомобиль герметичность радиатора оценивают опрессовкой: в течение 3…5 мин к одному из патрубков радиатора (остальные заглушают резиновыми пробками) подают воздух под давлением 0,1 МПа. При этом радиатор помещают в ванну с водой и визуально определяют выход пузырьков воздуха в местах повреждений радиатора или плохой пайки.

Радиаторы, имеющие пластмассовые бачки и сердцевины из алюминиевых сплавов, как правило, не ремонтируются. Небольшие трещины на поверхности расширительного бачка, изготавливаемого из пластмассы, заваривают, используя паяльник. При больших повреждениях бачок заменяют.

Жидкостные насосы ремонтируются при подтекании охлаждающей жидкости через сальник крыльчатки в результате износа текстолитовой шайбы, износа подшипников, повреждения манжеты или разрушения крыльчатки. Поврежденные элементы заменяют.

На ряде моделей автомобилей устанавливаются неразборные насосы. Поэтому при возникновении утечек их заменяют полностью.

Двухконтурные системы охлаждения двигателя автомобиля

Помимо традиционных одноконтурных систем охлаждения в автомобильных двигателях могут применяться двухконтурные системы с двумя термостатами. В такой системе охлаждения предусмотрены два контура циркуляции охлаждающей жидкости. Потоки жидкости через головку цилиндров и через блок цилиндров разделены и могут иметь различные температуры. Управление этими потоками осуществляется двумя термостатами, расположенными в общем корпусе. Один из термостатов управляет потоком жидкости через блок цилиндров, а другой – через головку цилиндров. Одна третья часть жидкости направляется к цилиндрам, а остальные две трети  – к камерам сгорания в головке цилиндров. Помимо всего прочего головки цилиндров обоих двигателей охлаждаются поперечными потоками жидкости.
Контур системы охлаждения

Рис. Контур системы охлаждения:
1 – расширительный бачок; 2 – клапан перепуска отработавших газов; 3 – радиатор отопителя; 4 – термостат головки цилиндров; 5 – корпус термостата; 6 –  термостат блока цилиндров; 7 – радиатор; 8 – охладитель масла; 9 – контур охлаждения головки цилиндров; 10 – контур охлаждения блока цилиндров; 11 – жидкостный насос

При температурах охлаждающей жидкости ниже 87°C оба термостата закрыты, благодаря чему прогрев двигателя ускоряется.

При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему:

  • насос охлаждающей жидкости 11
  • головку цилиндров
  • корпус термостатов 6
  • радиатор отопителя 3
  • охладитель масла 8
  • клапан перепуска отработавших газов 2
  • расширительный бачок 1

При температурах охлаждающей жидкости от 87 до 105°C термостат 4 головки блока цилиндров открыт, а термостат 6 блока цилиндров закрыт. В результате этого температура охлаждающей жидкости в головке цилиндров стабилизируется на уровне 87°С, а в блоке цилиндров она продолжает повышаться.

При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему кроме вышеперечисленных составляющих системы охлаждения и через радиатор.

При температурах охлаждающей жидкости свыше 105°C оба термостата открыты. В результате этого температура охлаждающей жидкости в головке цилиндров стабилизируется на уровне 87°С, а в блоке цилиндров она устанавливается на уровне 105°C.

При этом охлаждающая жидкость движется по контуру, включающему дополнительно к вышеперечисленному и через блок цилиндров.

Применение двухконтурной системы охлаждения и электрического насоса имеет следующие преимущества:

  •  ускоряется прогрев блока цилиндров, охлаждающая жидкость через который не прокачивается вплоть до температуры 105°С
  •  повышенные температуры блока цилиндров способствуют снижению потерь на трение в кривошипно-шатунном механизме
  •  сниженный температурный уровень головки цилиндров обеспечивает лучшее охлаждение камер сгорания, в результате чего повышается наполнение цилиндров и снижается склонность смеси к детонации

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о