Расширительный бачок системы охлаждения двигателя

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя

Расширительный и компенсационный контуры

В закрытых системах охлаждения поддерживается избыточное давление, при этом в верхнем бачке радиатора давление выше, чем в нагнетательной полости водяного насоса, вследствие чего при повышенном температурном режиме системы охлаждения возможна кавитация. Кавитация — это явление нарушения неразрывности потока жидкости вследствие образования полостей (пузырьков), заполненных паром. Полости образуются в местах, где давление жидкости снижается. Для жидкостного контура системы охлаждения характерна гидродинамическая кавитация. Кавитационный запас может быть достигнут за счет применения расширительного бачка, расположенного в верхней точке жидкостного контура. Расширительный бачок компенсирует изменение объема жидкости при расширении в основном контуре, в нем конденсируются образующиеся в жидкости паровые фракции. Нагнетательная полость водяного насоса связана с расширительным бачком компенсационной трубкой, благодаря чему в нагнетательной полости насоса поддерживается допустимый уровень давления.

Такой расширительный контур принято называть компенсационным.

Использование в замкнутой системе охлаждения в качестве охлаждающей жидкости антифриза предполагает образование дополнительного контура, поскольку коэффициент объемного расширения антифризов выше, чем у воды. Применение расширительного контура целесообразно и при использовании воды в качестве теплоносителя.

Расширительный контур в системе охлаждения предназначен:

  • ? для предотвращения выброса охлаждающей жидкости при резком повышении температурного режима и при остановке прогретого двигателя;
  • ? удаления газообразных паровых фракций из жидкости;
  • ? обеспечения максимального давления па линии всасывания водяного насоса;
  • ? сохранения работоспособности системы охлаждения при значительных потерях охлаждающей жидкости;
  • ? обеспечения безопасного дозаполнения системы охлаждения жидкостью при прогретом двигателе.

Расширительный бачок обеспечивает необходимый запас охлаждающей жидкости для компенсации малых утечек, допускает расширение жидкости при нагревании без ее потерь, эффективно отделяет газообразную фазу в потоке жидкости, поступающей к радиатору.

Замкнутая система охлаждения с расширительным бачком обладает рядом преимуществ по сравнению с системой без бачка. Основное преимущество заключается в том, что система всегда полностью заполнена охлаждающей жидкостью: вытесненная из радиатора в результате расширения при нагреве жидкость поступает в расширительный бачок, а при понижении температуры перетекает обратно в радиатор. При отсутствии расширительного бачка вместо вытесненной из радиатора жидкости при образовании в радиаторе разрежения в пего через дренажную трубку попадает воздух. Систематическое поступление в систему воздуха приводит к коррозии внутренних поверхностей жидкостного тракта, к аэрации охлаждающей жидкости, что снижает эффективность охлаждения и создает условия кавитации в водяном радиаторе.

По функциональному назначению бачки делятся па следующие типы:

  • ? расширительные — содержащие дополнительный объем, равный объему расширения жидкости при ее нагреве до предельной температуры;
  • ? конденсационные — обеспечивающие конденсацию паров жидкости и сводящие к минимальным потерям жидкости через пароотводящий клапан;
  • ? деаэрационные — служащие для отделения от потока жидкости паров, воздуха;
  • ? компенсационные — обеспечивающие повышение статического давления (напора) по линии всасывания водяного насоса, предотвращающие кавитационный износ крыльчатки.

Используемые расширительные бачки, как правило, выполняют одновременно несколько перечисленных функций.

На рис. 1.19 приведены схемы включения расширительных бачков в жидкостный тракт систем охлаждения [53J. Из возможных вариантов следует отметить схему 1 а, которая способствует существенному повышению производительности водяного насоса. При использовании этой схемы практически ни па каких режимах работы двигателя не наблюдается явлений кавитации. Кроме того, обеспечивается гидродинамическая устойчивость потока, поскольку расход жидкости через бачок составляет 10. 15 % от расхода жид-

Рис. 1.19. Схемы расширительных контуров системы охлаждения:

  • 1 — двигатель; 2 — водяной насос; 3 — радиатор; 4 — расширительный бачок
  • 55

кости основного контура, а скорость движения жидкости значительно меньше критической.

При включении расширительного бачка по схеме 1 6 снижается производительность водяного насоса, что объясняется характером взаимодействия потока жидкости и находящегося в системе воздуха. Включение расширительного бачка по схемам 2а и 26 улучшает отделение паров и воздуха из жидкости, что ведет к улучшению характеристик водяного насоса и увеличению кавитационного запаса системы. Характерной особенностью схем 3а и 36 является совмещение расширительного бачка и верхнего бачка радиатора, что позволяет обеспечить компактность жидкостного тракта, уменьшить число шлангов и соединений. Схемы За и 36, в отличие от схем включения 16 и 2а, обеспечивают деаэрацию охлаждающей жидкости. Контур охлаждения по схеме 4а, имеющий перепускной резервуар, благодаря небольшой стоимости и простоте конструкции находит наибольшее применение на автомобилях с малой мощностью двигателя. Паровоздушный клапан устанавливается на радиаторе, который полностью заполняется жидкостью. Поскольку в жидкостном контуре отсутствует воздушная подушка, то при нагревании жидкости давление увеличивается и жидкость в результате расширения объема направляется в перепускной расширительный резервуар. С помощью этого достигается быстрое увеличение давления па линии всасывания водяного насоса, однако даже при незначительном охлаждении жидкости давление уменьшается до такой степени, что происходит срабатывание клапана разрежения и жидкость всасывается из перепускного резервуара обратно.

Частые и значительные колебания давления создают нагрузку на радиатор, соединительные шланги и другие элементы системы охлаждения. При использовании контура охлаждения по схеме 46 верхняя часть радиатора должна иметь большой объем, так как она одновременно служит уравнивающим резервуаром. Поскольку при открытом клапане термостата весь поток жидкости проходит через радиатор, то вследствие большой скорости потока невозможно удаление газообразной фракции. В целях обеспечения разделения фракций и удаления пара и воздуха используют внутренние перегородки с отверстиями.

Для тракторов «БЕЛАРУС» разработано несколько схем компоновки и включения расширительного бачка в гидравлический

Рис. 1.20. Схемы расширительных контуров систем охлаждения тракторов «БЕЛАРУС»:

а — расширительный контур; 6 — дренажно-компенсационный контур

контур системы охлаждения (рис. 1.20). На тракторах класса 14 кН используется схема с расширительным контуром (рис. 1.20, а) или дрепажпо-компепсационпым контуром (рис. 1.20, б). По схеме с расширительным контуром расширительный бачок присоединен к полости верхнего бачка радиатора через паровоздушную трубку, в остальном система охлаждения не изменена. Отличительной особенностью схемы с дренажпо-компепсационным контуром является то, что бачок имеет связь с линией всасывания водяного насоса.

На рис. 1.21 представлен расширительный бачок с тремя полостями: конденсационной Л, компенсационной В и деаэраци-

Рис. 1.21. Расширительный бачок системы охлаждения тракторов «БЕЛАРУС»:

  • 1 — компенсационный патрубок; 2 — перегородка; 3 — вентиляционная трубка; 4 — горловина; 5 — деаэрационный стакан; 6 — корпус бачка; 7 — дренажный патрубок; А — конденсационная полость; Б — компенсационная полость; В — деаэрационная полость
  • 57

онной В. Бачок имеет перегородки с выштамповками в верхней и нижней частях, дренажный и компенсационный патрубки, паровоздушный клапан. Деаэрационная емкость бачка представляет собой стакан, расположенный внутри компенсационной емкости, с вентиляционной трубкой и клапаном избыточного давления. Дреиажпо-компепсационпый контур не влияет па температурный режим системы охлаждения, уменьшает время прогрева до рабочей температуры в 1,2. 1,4 раза по сравнению с комплектацией без бачка, увеличивает расход жидкости водяного насоса на 1,8. 3,6 % за счет подпитки водяного насоса.

На тракторах класса 20 кН расширительный бачок совмещен с верхним бачком радиатора (рис. 1.22). В верхнем бачке 5 радиатора установлена перегородка 8, разделяющая его полость на сообщающиеся между собой коллекторную Л и расширительную Б камеры, причем коллекторная камера отдельными трубками 10 сердцевины сообщена с нижним бачком 11 радиатора. В расширительной камере Б выполнена разделительная перегородка 3 с дренажным отверстием 4, разделяющая расширительную камеру на полости 2 и 6. Полость 6 сообщается через паровоздушный клапан 7 с окружающим пространством.

Рис. 1.22. Расширительный контур, встроенный в верхний бачок

1 — капал; 2, 6 полости; 3 — перегородка; 4 — дренажное отверстие; 5 — верхний бачок; 7 — паровоздушный клапан; 8 — перегородка; 9 — дренажный патрубок; 10 — трубки сердцевины; 11 — нижний бачок; 12 — сердцевина

Радиатор работает следующим образом. При неработающем дизеле уровень жидкости в радиаторе устанавливается несколько выше перегородки 8 с образованием воздушного пространства в расширительной камере Б. При работе дизеля охлаждающая жидкость поступает в коллекторную камеру А под перегородкой 8, проходит по трубкам сердцевины в нижний бачок и отводится к водяному насосу Воздух и пары жидкости поступают из коллекторной камеры А через каналы 1 в полость 2, где создается повышенное давление. Из полости 2 воздух выходит через дренажное отверстие 4 в воздушное пространство расширительной камеры Б за перегородкой 3, откуда через паровоздушный клапан 7 отводится в окружающую среду. При резком повышении давления в жидкостном контуре и температуры охлаждающей жидкости уровень жидкости в полости 2 повышается и жидкость через дренажное отверстие 4 отводится в расширительную камеру Б, откуда через ряд трубок 10 поступает в нижний бачок радиатора.

Система охлаждения со встроенной в радиатор расширительной камерой исключает выброс охлаждающей жидкости из радиатора, эффективно разделяет и удаляет воздух и пары жидкости, обеспечивает заданный температурный режим, уменьшает материалоемкость, повышает надежность системы охлаждения вследствие сокращения числа шлангов и соединений.

На тракторах класса 50 кН моделей «БЕЛАРУС-3022» при установке дизеля Internationl DTA 530Е (l-308)/DDC S40E реко-

Рис. 1.23. Схема включения расширительного бачка в системе охлаждения дизеля International DTA 530Е (l-308)/DDC S 40E:

  • 1 — двигатель; 2 — корпус термостатов и водяного насоса; 3 — радиатор; 4 — расширительный бачок; 5,6, 7 — трубопроводы
  • 59

мепдуется схема включения расширительного бачка, представленная на рис. 1.23. Трубопровод 6, проложенный от корпуса термостата и водяного насоса к расширительному бачку 4, предназначен для удаления воздуха из системы охлаждения. По трубопроводу 7 от верхнего бачка радиатора к расширительному бачку возможно обратное течение жидкости при снижении давления в системе. Паровой клапан в пробке расширительного бачка отрегулирован на избыточное давление 0,065 МПа, воздушный клапан — на 0,008 МПа. Трубопровод 5 соединяет расширительный бачок со всасывающей полостью водяного насоса, при увеличении давления в полости всасывания возможно обратное движение жидкости, т.е. к расширительному бачку.

Читать еще:  Сцепление sachs: преимущества и недостатки

На тракторе с дизелем «Даймлер-Крайслер ОМ 501L» рекомендуется схема установки включения расширительного бачка, представленная на рис. 1.24. Расширительный бачок имеет объем

Рис. 1.24. Схема включения расширительного бачка в системе охлаждения дизеля «Даймлер-Крайслер ОМ 501L»: а — система охлаждения с расширительным бачком; 6 — система охлаждения с расширительным и резервным бачками; 1 — двигатель; 2 — корпус термостатов и водяного насоса; 3 — радиатор; 4 — расширительный бачок; 5 — резервный бачок

  • 60
  • 20 % от полного объема системы охлаждения. Бачок при работе заполняется охлаждающей жидкостью на 50 %. Избыточное давление установленного на бачке парового клапана составляет не менее чем 1,2 бара (0,12 МПа), воздушного клапана — 0,07. 0,1 бара (0,007. 0,01 МПа). Клапан максимального давления в бачке заблокирован от выворачивания и отрегулирован на давление 0,7 бара (0,07 МПа). При этом максимальные размеры соединительных трубопроводов к бачку от радиатора и к водяному насосу от бачка ограничены. Расширительный бачок располагается выше верхней точки системы охлаждения.

Недостатком схем включения расширительного бачка в систему охлаждения, представленных на рис. 1.23 и 1.24, является подключение рубашки охлаждения к расширительному бачку. Вместе с воздухом и парами жидкости в расширительный бачок поступает часть нагретой жидкости, которая по компенсационному трубопроводу отводится в нагнетательную полость водяного насоса. Таким образом создается контур циркуляции нагретой жидкости, минуя радиатор.

Система охлаждения ДВС: как устроена и надо ли промывать ее зимой?

Выясняем, какие могут быть характерные неисправности у системы охлаждения двигателя и как их избежать.

Воздушка или водянка

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

Компоненты

Рубашка головки и блока цилиндров представляют собой каналы, отлитые в алюминиевом или чугунном изделии. Каналы герметичны, а стык блока и головки цилиндров уплотнен прокладкой.

Насос охлаждающей жидкости лопастной, центробежного типа. Приводится во вращение либо ремнем ГРМ, либо ремнем привода вспомогательных агрегатов.

Термостат представляет собой автоматический клапан, срабатывающий при достижении определенной температуры. Он открывается, и часть горячей жидкости сбрасывается в радиатор, где и остывает. В последнее время стали применять электронное управление этим простым устройством. Охлаждающую жидкость начали подогревать специальным ТЭНом для более раннего открытия термостата в случае потребности.

Радиатор представляет собой теплообменник, содержащий два бачка (входной и выходной), соединенных множеством алюминиевых трубок, по которым проходит охлаждающая жидкость. Для увеличения теплообмена к трубкам присоединены тонкие пластины, во много раз увеличивающие поверхность теплообмена. Для улучшения теплоотвода воздух протягивается через радиатор принудительно с помощью электровентилятора.

Радиатор отопителя выполняет функцию нагревания воздуха, поступающего в салон автомобиля. Краны отопителя сейчас не устанавливают, а потому радиатор этот нагрет всегда, когда прогрет двигатель, и только воздушные заслонки не дают летом поступать горячему воздуху в салон автомобиля.

Расширительный бачок это хранилище резерва жидкости. Но в зависимости от типа системы охлаждения (см. выше) он может быть циркуляционным или тупиковым. Соответственно, находиться под давлением или без него.

Пробка, обеспечивающая герметичность системы, может быть установлена либо прямо на радиаторе, либо на расширительном бачке. Вне зависимости от места установки пробка обеспечивает повышенное давление в системе охлаждения. Такое давление (достигающее 1,1–1,3 бара) повышает температуру кипения жидкости, улучшает теплопередачу, предотвращает кавитацию насоса.

И главный компонент системы — это сама рабочая жидкость. Идеальной с точки зрения теплотехники была бы вода, но она вызывает коррозию и замерзает зимой. Поэтому применяют антифризы с низкой температурой замерзания (-40°C или — 65°C) и присадками, снижающими коррозию, пенообразование и т.д.

Неисправности системы охлаждения

Все, что может потечь, рано или поздно потечет. Это не только одна из интерпретаций закона Мерфи, но и четкое описание главной неисправности системы охлаждения. Система, включающая в себя порой более 10 резиновых шлангов, постепенно старея, начинает терять герметичность. Текут сами шланги, пропуская жидкость через нитяное армирование, текут хомутовые соединения. Со временем под воздействием противогололедных реагентов и летящих с дороги камней теряет герметичность радиатор. Особенно он страдает на автомобилях без кондиционера, где его не прикрывает теплообменник этой системы. Также радиатор принимает на себя все «удары судьбы» даже при небольших авариях. Течь теплообменника отопителя, хотя он и стоит в более «защищенном» от внешнего воздействия месте, также встречается нередко. Тот же антифриз, просочившийся сквозь сальниковое уплотнение насоса, выводит из строя подшипник, и — «Здравствуй, замена помпы». И хорошо, если вовремя уследите за признаками выхода из строя насоса, а то его поломка приведет или к обрыву ремня ГРМ и аварии двигателя, или к невозможности двигаться дальше на автомобилях, где установлен цепной привод газораспределительного механизма.

Термостат, этот маленький точный приборчик, тоже может начать хандрить. Его клапан может зависнуть или в закрытом, или в открытом состоянии. В первом случае неминуем перегрев двигателя даже в холодную погоду, а во втором двигатель не будет прогреваться до рабочей температуры. Повышенные износ мотора и расход топлива, негреющая печка — вот что гарантирует нам постоянно открытый термостат. Еще остается расширительный бачок. Течь его встречается только в схеме системы охлаждения, где он находится под рабочим давлением.

И последний узел, который может терять герметичность, — это пробка радиатора или расширительного бачка. И хотя жидкость через нее сразу не потечет, но это произойдет после первого же закипания двигателя. А закипит он быстро. Помните назначение пробки? Правильно: обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. Ни один современный мотор не может работать без герметичной пробки, кроме случаев очень низкой температуры окружающей среды и небольшой нагрузки на двигатель.

Интересный тест на знание причин перегрева можно пройти здесь

Замена жидкости и промывка

Если не пришлось заменять какой-либо узел в системе охлаждения раньше, то инструкции рекомендуют менять антифриз не реже чем в 5–10 лет. Если вам не приходилось доливать в систему воду из канистры, а еще хуже — из придорожной канавы, то при замене жидкости систему можно не промывать.

А вот если автомобиль многое повидал на своем веку, то при замене жидкости полезно произвести промывку системы охлаждения. Разомкнув в нескольких местах систему можно струей воды из шланга тщательно ее прополоскать. Либо просто слить старую жидкость и залить чистую, кипяченую воду. Запустить двигатель и прогреть до рабочей температуры. Выждав, пока система остынет, чтобы не обжечься, слить воду. Затем продуть воздухом систему и залить свежий антифриз.

Промывку системы охлаждения обычно затевают в двух случаях: когда перегревается двигатель (проявляется это прежде всего в летний период) и когда перестает греть печка зимой. В первом случае причина кроется в заросших грязью снаружи и засоренных изнутри трубках радиатора. Во втором — проблема в том, что забились отложениями трубки радиатора отопителя. Поэтому при плановой смене жидкости и при замене компонентов системы охлаждения не упускайте возможности хорошенько промыть все узлы.

Читать еще:  Замена личинки замка зажигания ваз 2109

Расскажите, с какими неисправностями системы охлаждения сталкивались вы. И желаю вам жаркого отопителя зимой и хорошего охлаждения летом.

Если у вас нет расширительного бачка

Практически все современные автомобили оборудованы расширительными бачками Если в вашей машине нет такого бачка и она часто перегревается, особенно если вы пользуетесь кондиционером в жаркий день, вы увидите жидкость, капающую из-под машины. Эта жидкость обычно имеет зеленый цвет, а иногда в ней образуется пена — это охлаждающая жидкость, выливающаяся из переливной трубки радиатора. Эта жидкость очень токсична, поэтому тщательно ее утилизируйте, следуя инструкциям из главы

Когда двигатель нагревается, давление в системе возрастает. Если это давление больше давления, которое способна выдержать крышка, и у вас нет расширительного бачка, то жидкость проходит через крышку и выходит через переливной патрубок возле заливной горловины. Эта трубка позволяет машине безопасно “выпустить пар». Конечно, если такой перелив происходит часто, машина теряет много жидкости и уровень в системе значительно снижается. Если все время доливать в систему обычную воду, снижается концентрация антифриза. Чтобы решить эту проблему, купите и установите расширительный бачок самостоятельно, следуя инструкциям, приведенным во врезке Установка расширительного бачка» главы 14 “Как уберечь машину от перегрева».

Крышки относительно недороги, но если у вас неисправная крышка или крышка другого типа, вы будете поражены количеством проблем, которые она способна создать. Например, износ прокладки (резиновое кольцо) внутри крышки приводит к снижению давления в системе, что снижает температуру кипения охлаждающей жидкости. Если крышка неисправна, то современная система охлаждения, предназначенная для работы при температурах выше 100”, заправленная антифризом, даже в идеальном состоянии будет закипать. Кипящая жидкость направится в расширительный бачок, и двигатель будет периодически перегреваться. Это может вызвать проблемы в дороге, перегрев и поломку двигателя.

Чтобы быстрее охладить двигатель, который перегрелся в пути, воспользуйтесь рекомендациями из главы 21 “Что делать, если автомобиль стал и ни с места. В разделе “Что делать при хроническом перегреве” главы 14 «Как уберечь машину от перегрева” предлагается решение других проблем, вызванных перегревом.

Когда вы весело и беззаботно едете по шоссе, для охлаждения двигателя достаточно потока воздуха, проходящего через ребра радиатора, но, когда машина стоит или ползет в плотном потоке движения, поступление свежего воздуха будет ограничено. Поэтому за радиатором устанавливается вентилятор, расположенный таким образом, чтобы обдувать воздухом радиатор ( 8.1). Радиатор закрывается пластиковым кожухом, который усиливает поток воздуха, проходящего через радиатор. А у некоторых спортивных машин есть специальные воздушные заслонки, направляющие воздух к радиатору снизу.

Изначально вентилятор постоянно приводился в движение ремнем при ра- Цл» ф боге двигателя. Теперь же во многих автомобилях используется термо- муфта, которая автоматически отключает вентилятор, если температура

Водяной насос ( 8.3) выкачивает жидкость из радиатора через нижний шланг и направляет ее в двигатель, где она циркулирует по водяной рубашке вокруг камер сгорания в цилиндрах и других точек, подвергающихся повышенному нагреву. Некоторые насосы работают от вспомогательного приводного ремня, а в части верхнеклапанных двигателей насос работает от ремня привода распределительного пала

Если ваш насос работает от ремня привода распределительного вата, то он скрыт за пластмассовым кожухом ремня.

Термостат — единственная часть системы охлаждения, которая ничего не охлаждает. Напротив, он помогает жидкости в системе быстрее прогреть двигатель. Ниже объясняется, как и почему это происходит.

Термостат— это маленький металлический термочувствительный клапан ( 8.4), который обычно находится в месте, где верхний шланг радиатора примыкает к двигателю. (На некоторых машинах он расположен там, где нижний шланг радиатора примыкает к двигателю. Инструкция должна подсказать где он находится в вашей машине.) Когда термостат “чувствует”, что жидкость нагрелась, он пропускает ее, по если жидкость холодная (например, когда вы заводите машину утром), он закрывается и не позволяет жидкости циркулировать по большому контуру через радиатор ( 8.1). В итоге жидкость остается в двигателе и быстро его прогревает. В результате машина работает эффективнее и сжигает меньше топлива.

Теплообменник (или радиатор печки) находится внутри автомобиля между панелью приборов и перегородкой. Он похож на миниатюрный радиатор, но без горловины и крышки. Задача теплообменника — подавать тепло в салон. При работе двигателя по теплообменнику циркулирует та же самая жидкость, которую перекачивает водяной насос. Если вы замерзаете, включите внутренний вентилятор, и воздух направится через теплообменник и обогреет салон. Теплообменник относительно “пассивен», поэтому он не требует внимания (разве что при поломке).

Это все, что вам нужно знать об устройствах, задействованных в системе охлаждения, и их работе. Конечно, у некоторых машин конструкция системы охлаждения сложнее, поэтому в ней могут быть отличия. Например, существует два вентилятора, управляемых электрическими термодатчиками, которые вообще не связаны с водяным насосом. Они работают независимо и при необходимости засасывают воздух для охлаждения. Но в общем, если вы поймете работу системы охлаждения, у вас не будет проблем при обращении с ней. В главе 14 «Как уберечь машину от перегрева» приводятся инструкции по поиску неисправностей, уходу и выполнению простых ремонтов.

Кондиционер становится все привычнее, можно сказать, стандартным, а не дополнительным оборудованием. Для удаления тепла из воздуха (а не охлаждения, как принято считать!) он использует хладагент и вентилятор, который подает охлажденный воздух в салон.

До 1992 года стандартным хладагентом в машинах был CFC-12 (больше известный как фреон). Когда обнаружили, что он способствует разрушению озонового слоя Земли, начали постепенно запрещать его производство и заменили хладагентом R-134a. Производство CFC-12 прекратили в конце 1995 года, и, хотя его можно переработать, поставки его ограничены.

Если ваша машина собрана до 1992 года, то при замене хладагента возможны проблемы. Переход на альтернативный хладагент (R-134a) дорог, поэтому задумайтесь над этим фактом перед покупкой подержанной машины или перед тем, как взяться за дорогой ремонт машины, выпущенной до 1992 года.

В главе 14 рассказывается, как продлить жизнь кондиционера и сколько будет стоить переход с фреона на хладагент R-134a.

Расширительный бачок системы охлаждения: назначение и последствия неисправности

Что такое расширительный бачок

Расширительные бачки не сразу появились в системе охлаждения в автомобиле, надобность в них возникла спустя время, после того, как вместо простой воды двигатели стали охлаждать специальными жидкостями типа незамерзающего тосола и прочих антифризов. Все подобные жидкости сделаны на основе известного двухатомного спирта этиленгликоля и воды. Со временем выяснили, что у него тепловой коэффициент расширения значительно больше воды. Но это уже поняли потом, когда жидкость, будучи холодной и заполнив всю систему дополна, при нагреве начала расширятся и начала искать выход наружу. А нашла она его в радиаторе, в крышке предохранительного клапана, которая успешно была выдавлена. Затем по мере остывания двигателя, жидкость также остужается и ее уровень в системе охлаждения падает, однако при этом образуется разряженная пустота. Но она в таком состоянии держится недолго, воздух любыми путями всасывается, а в основном он поступает через тот же клапан крышки, который призван травить и жидкость и воздух. В итоге, когда двигатель заведен, воздух засасывается еще сильнее и в рубашке системы из-за пробок воздуха полностью нарушается и закупоривается процесс перемещения горячей жидкости. Ну, а затем наступает полный перегрев системы и двигателя, о чем можно и не рассказывать подробно.

Производители, исследовав проблему, поняли, что нужно сделать отвод для воздуха и открыть свободный проход для жидкости, поэтому появилась мысль сделать отдельный бачок, в котором будет находиться охладительная жидкость. Таким образом, придумали расширительный бачок, его соединили с радиатором посредством шланга, через него и поступает необходимое количество жидкости. Однако тут важно было учесть правильный уровень расположения бачка по отношению к радиатору, расширительный бачок должен своей серединой совпадать с верхушкой радиатора. Благодаря такому расположению накипающая и расширяющаяся охладительная жидкость поднимается к верху радиатора и попадает в шланг, по которому свободно перемещается в расширительный бачок. Данный шланг подключен к нижней части бачка, поэтому когда система и жидкость остывают, то излишки охладителя обратно возвращаются в радиатор, при этом без засасывания воздуха. Кстати, расширительный бачок, кроме этой технической стороны вопроса, значительно помог в решении загрязнения природы, ведь жидкость не вытекает на землю, хотя походу этот вопрос мало кого волновал.

Также в тему пришелся расширительный бачок во многих моделях иномарок, которые имеют дутый и обтекаемый кузов. Дело в том, что у них верхняя часть радиатора с горловиной не позволяла сузить носовую часть автомобиля. Пришлось сделать очень длинный радиатор, сжать его при этом и развернуть на 90 градусов. В итоге получилось, что в такой конструкции жидкость двигается слева направо и обратно, а не как это было ранее — снизу вверх, но и в этом случае тем более мог помочь только расширительный бачок. В подобных системах охлаждения расширительный бачок установлен рядом с радиатором и подключен к боковому радиаторному бачку. Поэтому расширительный бачок служит по совместительству и заливной горловиной. Получается, что жидкость попадает в систему сперва пройдя через бачок.

Крышка расширительного бачка и как она работает

Абсолютно очевидно, что чем сильнее нагревается двигатель, тем сильнее греется охлаждающая жидкость. Учитывая, что вся система охлаждения герметичная, то возникает очень сильное давление, получается общее расширение всей системы, но до определенного допустимого предела. Т.к. весь воздух под сильным давлением выдавливается вверх в расширительный бачок, сильное давление сжатого воздуха в определенный момент открывает в расширительном бачке выпускной клапан и воздух покидает систему.

Читать еще:  Cупротек для коробки: механика и автомат

Теперь, когда система и жидкость остывают, происходит такой же процесс, только с забором воздуха в обратную сторону. Из-за резкого понижения давления может произойти декомпенсация, а чтобы давление в бачке не стало ниже стандартного атмосферного, автоматически в расширительном бачке открывается впускной клапан и количество поступившего воздуха уравновешивает давление. Иногда незнающие водители не обращают внимания на эту крышечку, она стоит не тронутая, закипает, закисает солями и покрывается коррозией, вследствие чего и клапан и система перестают нормально работать.

Проблемы из-за неправильно работающего клапана в расширительном бачке

Из-за выше описанных невнимательных действий клапан покрывается коррозией и попросту рассыпается, в этом случае система охлаждения стоит разгерметизированная. Воздух при нагревании жидкости и при остывании свободно гуляет по системе, и, конечно же, при этом образуются воздушные пробки. Любая, даже не значительная воздушная пробка способствует перегреву двигателя, кроме того, система полностью теряет герметизацию. Помимо сказанного, мелкие детали системы отопления и охлаждения выходят из строя, итог — неработающая печка среди зимы.

Даже если расширительный клапан не сломан, но при этом засорен, то проблема происходит та же. Ведь давление скапливается и ему некуда выйти, в итоге давление находит себе выход через поломку какой-нибудь детали, и снова получается разгерметизация отопительной системы. Иногда сильным давлением может сорвать патрубки, охладительная жидкость выливается и двигатель попросту может закипеть. В ином случае может потечь радиатор, это полбеды в сравнении с закипевшим двигателем. Так или иначе, из-за таких перегревов ломаются термостаты и помпы, патрубки также из-за сильной температуры теряют свою гибкость и крепость, да и прочие части приходится менять.

Чтобы убедиться в нормальном состоянии клапана, его нужно проверить, провести визуальный осмотр на наличие ржавчины, накипи или грязи, которая часто образуется от масла и пыли. Нажмите на клапан пальцем, он должен нормально работать, для пущей убедительности поднесите крышку к уху и нажмите на клапан, должен быть слышен звук. При надавливании на крышку будет воздух выходить и издавать свист, а при отпускании крышечку звук будет засасывающий, шипящий.

Отсюда вывод — не нужно пренебрегать малыми деталями в автомобиле, а в случае поломок кидаться на замену целых узлов, которые к тому же немало стоят. В случае с системой охлаждения стоит внимательно относиться ко всем частям, особенно вот к такой маленькой крышечке расширительного бачка.

Устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя

Помимо главной функции отвода тепла от основных узлов двигателя автомобиля, система охлаждения решает ряд дополнительных задач. Фактически она участвует в работе системы смазки, отопления салона, выхлопа и рециркуляции отработавших газов, турбонаддува и коробки передач. О том, как она устроена, а также в чем заключается принцип работы охлаждающей системы и пойдет речь далее.

Виды систем охлаждения двигателя

Регулирование температуры автомобильного двигателя может осуществляться при помощи охлаждающей жидкости (антифриза, ОЖ) и посредством циркуляции воздуха. Исходя из этого различают три вида систем:

  • Воздушная. Физически представляет собой обдув, благодаря которому происходит вытеснение горячего воздуха из подкапотного пространства в атмосферу. Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным (с использованием вентилятора). В силу низкой эффективности как самостоятельная система практически не применяется.
  • Жидкостная. Представляет собой систему трубчатых контуров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Жидкостное охлаждение может быть принудительным (перекачка насосом), термосифонным (за счет разности в плотности нагретой и охлажденной жидкостей) и комбинированным (охлаждение головки блока цилиндров осуществляется принудительно, а остальные узлы термосифонным принципом). Такая система более эффективна в сравнении с воздушной, но при определенных режимах работы (длительный простой с включенным двигателем, повышенные температуры окружающей среды) может быть недостаточной для качественного охлаждения.
  • Комбинированная. Представляет собой использование и воздушного обдува, и жидкостных контуров.

Системы охлаждения на основе жидкости также разделяются на открытые и закрытые. Первые имеют сообщение с атмосферой при помощи пароотводной трубки, а во вторых жидкость полностью изолирована от окружающей среды. В закрытых системах давление антифриза больше, а следовательно, выше и температура кипения. Это позволяет использовать их при высоких температурах нагрева жидкости (до 120°C).

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

  • Радиатор системы охлаждения.
  • Вентилятор радиатора.
  • Малый и большой охлаждающие контуры.
  • Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
  • Датчик температуры.
  • Термостат.
  • Расширительный бачок.
  • Насос (помпа).
  • Радиатор печки.
  • Масляный радиатор (опционально).
  • Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

Большой и малый круги циркуляции ОЖ

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

  • Сердцевина. Она может быть трубчатой (вертикальные трубки овального или круглого сечения, объединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатой (изогнутые пары пластин, спаянные по краям) и сотовой (спаянные трубки с сечением в виде правильного шестиугольника).
  • Верхний бачок. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для установки шланга, подводящего антифриз. В горловине выполнено отверстие для установки пароотводящей трубки. Последняя имеет паровой клапан, который открывается в случае закипания.
  • Воздушный клапан. Он необходим для наполнения радиатора воздухом после остановки двигателя. Когда охлаждающая жидкость полностью остывает, без подачи дополнительного объема воздуха в системе может возникнуть сильное разрежение, провоцирующее сдавливание трубок.
  • Нижний бачок. Оснащен патрубком для крепления шланга отвода жидкости.
  • Крепления.

Принцип работы радиатора основан на многоуровневой циркуляции воздуха в его сердцевине, что делает снижение температуры охлаждающей жидкости, проходящей через него, более интенсивным.

Наиболее эффективными являются радиаторы пластинчатого типа, но они подвержены быстрому загрязнению, а потому самой популярной конструкцией стали трубчатые.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Температурный датчик позволяет контролировать состояние системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости просто: как правило, он расположен в канале головки блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента снижается, а при ее уменьшении увеличивается. Показатель сопротивления передается на электронный блок управления двигателем. Чтобы при этом данные состояния охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью погружен в нее. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть порядка 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если же отклонения больше допустимых, датчик необходимо заменить.

В некоторых моделях автомобилей может быть предусмотрено два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а второй представляет собой датчик указателя текущей температуры охлаждающей жидкости.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

В роли рабочей жидкости в системах охлаждения изначально применялась дистиллированная или деионизированная вода. Однако для современных двигателей она не обеспечивает нужный диапазон рабочих температур. Помимо этого, она склонна к коррозионной активности в отношении металлов, что снижает срок эксплуатации системы охлаждения. Для устранения этих недостатков в качестве охлаждающей жидкости сегодня применяются составы со специальными присадками (этиленгликоль, ингибиторы коррозии), что повышает характеристики всей системы. Чаще всего используется антифриз, который имеет более низкий порог замерзания.

При возникновении ситуации, когда требуется экстренный долив охлаждающей жидкости, можно использовать обычную чистую воду. Однако для корректной работы системы при первой возможности такой раствор необходимо заменить на качественный антифриз.

Замена охлаждающей жидкости проводится каждые 60-100 тысяч километров пробега. В охлажденном состоянии (при выключенном двигателе) ее количество должно быть на уровне нижнего края патрубка расширительного бачка охлаждающей системы. Для удобства на нем выполнены отметки «Min» и «Max». Когда количество жидкости ниже минимальной отметки — выполняют долив. Если после работы уровень вновь упал — это свидетельствует о разгерметизации системы.

Значимость системы охлаждения двигателя не вызывает сомнений. А потому стоит регулярно проводить профилактический осмотр ее основных узлов. Это позволит избежать перегрева двигателя и возникновения критических поломок.

Ссылка на основную публикацию